DE69317266T2

DE69317266T2 - Interaktives Verkehrsüberwachungsverfahren und -vorrichtung

Info

Publication number: DE69317266T2
Application number: DE69317266T
Authority: DE
Inventors: Mario Scurati
Original assignee: STMicroelectronics SRL
Current assignee: STMicroelectronics SRL
Priority date: 1993-05-11
Filing date: 1993-05-11
Publication date: 1998-06-25
Anticipated expiration: 2013-05-12
Also published as: EP0625770A1; US5589827A; JPH0749992A; DE69317266D1; EP0625770B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein interaktives Verfahren zum Überwachen von Straßenverkehr, sowie auf eine eingebaute (= onboard) Vorrichtung und ein System zum Implementieren des Verfahrens, d. h. ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Senden von Informationen in Echtzeit, die die Straßenverkehrsbedingungen, die Fahrgeschwindigkeit, die Fahrzeugbeschleunigung/Verlangsamung, den Fahrzeugabstand, etc. betreffen, worauf hierin im folgenden gemeinsam als "dynamische Bedingungen" Bezug genommen wird.
Das System und das implementierte Verfahren sind darauf gerichtet, die Fahrsicherheit durch Sicherstellen einer Echtzeitwarnung vor potentiell gefährlichen und/oder schwierigen Verkehrssituationen zu verbessern, wodurch ein schon lange wahrgenommener Bedarf erfüllt wird.
Umfangreiche Untersuchungen und eine umfangreiche Forschungsarbeit wurde der Entwicklung von Verkehrsüberwachungssystemen gewidmet, die häufig feste Aufnahmestationen zum zusammenfügen, Verarbeiten und Senden von Informationen zu Straßenbenutzern verwenden.
Die Erfassungs- und Übertragungs-Anordnungen basieren meistens entweder auf Radar-, oder Induktivkabel-, oder Funk- oder Steuerwellenübertragungs-Systemen.
Derartige Überwachungssysteme haben im wesentlichen die folgenden Einschränkungen:
Das Aktualisieren wird in Langzeitintervallen durchgeführt;
Lokale Messungen werden an weit auseinanderliegenden Positionen durchgeführt; und
es werden zusammengefügte und gemittelte Informationen erzeugt, die sich auf dynamische Bedingungen von Fahrzeuggruppen und nicht auf die einzelnen Fahrzeuge beziehen.
Interaktive Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Systeme, die auf der Verwendung von Radaren oder Transpondern (= Antwortsendegeräten) basieren, um den Fahrern Anzeigen des Fahrzeugabstands oder des Abstands (und Variationen desselben) zwischen Fahrzeugen zu liefern, sind lange vorgeschlagen worden, dieselben sind jedoch nicht erfolgreich gewesen, da sie entweder unpraktisch oder durch ihren reinen lokalen Charakter, der lediglich Fahrzeugpaare abdeckt, beschränkt sind.
Beispiele derartiger Systeme sind in der US-A-5,068,654 und der GB-A-1,380,587 beschrieben.
Insbesondere beschreibt die US-A-5,068,654 ein System, bei dem ein Zentralreferenztaktsignalsender ein periodisches Referenztaktsignal liefert, das durch mehrere Fahrzeuge empfangen wird.
Die Fahrzeuge sind jeweils mit einem Transponder versehen. Jedem der Transponder wird eine einzigartige Zeitperiode zum Übertragen relativ zu der Referenz zugeordnet, derart, daß die mehreren Transponder sich nicht gegenseitig bei der Übertragung stören.
Obwohl das System die Probleme der störung mehrere übertragender Fahrzeuge untereinander überwindet, kann dasselbe lediglich auf einem lokalen Niveau mit einer beschränkten betroffenen Anzahl von Fahrzeugen, die immer gleich sein muß, nützlich implementiert werden. Außerdem überträgt jedes Fahrzeug Informationen, die sich auf den eigenen dynamischen Zustand desselben beziehen, und dasselbe leitet keine Informationen weiterf die auf andere Fahrzeuge bezogen sind.
Ah nliche Einschränkungen sind bei der GB-A-1,380,587 vorhanden, bei der das Problem der Übertragungsstörung durch zufälliges Übertragen in sehr schmalen Zeitfenstern über eine wesentlich längere Zeitperiode minimiert jedoch nicht gelöst wird, derart, daß die gleichzeitige Übertragung durch zwei oder mehrere Fahrzeuge niedrig ist.
Derartige Einschränkungen werden durch das interaktive Verfahren zum Überwachen von Straßen- insbesondere von Autobahn- oder Kraftfahrt-Verkehr gemäß dieser Erfindung überwunden, wobei jedes Fahrzeug ausgerüstet mit einem Empfänger, einem Nahbereichsniederleistungssender und einem Prozessor --im folgenden durch das Akronym "TBA" (Terminale a Bordo di Auto = wagen-angebrachtes Terminal (= Datenendgerät)) bezeichnet-- als eine weiterleitungseinheit in einer Kette von Empfängern/Sendern wirkt, wobei Informationen über einen Straßenabschnitt ausgebreitet werden können.
Dieses Verfahren besteht aus dem Erfassen der Anwesenheit von Fahrzeugen, die in der gleichen Fahrtrichtung vorausfahren, und den dynamischen Bedingungen derselben durch das TBA, wobei die Bedingungen in der Form eines binären (oder dezimalen oder hexadezimalen) codierten periodischen Signals beispielsweise von jedem der vorhergehenden Fahrzeuge bei nicht überlappenden Zeitintervallen für jedes Fahrzeug übertragen werden, und aus dem Übertragen durch den eingebauten Sender synchronisiert zu Nachrichten, die von den vorhergehenden Fahrzeugen empfangen werden, eines binär codierten Signals, das zumindest die Anwesenheit des Fahrzeugs und die dynamischen Bedingungen desselben zu den folgenden Fahrzeugen zu Zeitintervallen anzeigt, die nicht die Übertragungszeitintervalle von den vorhergehenden Fahrzeugen überlappen, deren Anwesenheit erfaßt wurde.
Folglich wird jedes Fahrzeug als eine sich bewegende Station betrieben, um in Echtzeit sowohl die dynamischen eigenen Bedingungen desselben als auch dieselben der anderen Fahrzeuge vor dem Fahrzeug zu erfassen, dahingehend, daß dasselbe als ein Empfänger und Sender von Informationen über den Verkehrsfluß wirkt.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung findet diese Übertragung in einer Rückwärtsrichtung oder einer entgegengesetzten Richtung zu der Fahrtrichtung in Kaskaden zwischen den verschiedenen Fahrzeugen statt, und es werden nützliche Informationen (dynamische Bedingungen), die die vorhergehenden Fahrzeuge über einen vorbestimmten Abstand betreffen, beim Auftreten jedes Empfangens/jedes Sendens hinzugefügt.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung verwenden die verschiedenen Fahrzeuge, die in der gleichen Fahrtrichtung vorhergehen, die gleiche Übertragungs und Empfangsfrequenz, und eine Störung der Signale, die durch mehrere Fahrzeuge erzeugt wird, wird unter Verwendung eines Zeitaufteilverfahrens der Übertragung vermieden, wobei jedes Fahrzeug periodisch ein binär codiertes Signal unter Verwendung eines Zeitfensters innerhalb eines Zeitrahmens, das nicht durch irgendein anderes nahes Fahrzeug verwendet wird, übertragen wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung ist die Synchronisation der Übertragungen zwischen unterschiedlichen Fahrzeugen, die erforderlich ist, um die Übertragungsstörung zu verhindern, von einem dynamischen Typ, und auf das führende Fahrzeug in der Schlange bezogen.
Die führende Rolle kann durch ein beliebiges Fahrzeug gespielt werden, das innerhalb des Empfangebereichs nicht durch irgendein anderes Fahrzeug oder eine feste Straßenabschnittsstation angeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt dieser Erfindung bestehen die wesentlichen dynamischen Momentanbedingungen, die von jedem Fahrzeug übertragen werden, aus der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeugverlangsamung (wo anwendbar) und der Strecke, die von einer absoluten Startreferenz gefahren wurde.
Diese Informationen, die in Echtzeit innerhalb des Übertragungs- und Empfangs-Bereichs empfangen werden, ermöglichen, daß jegliche potentiell gefährliche Situation in der Nachbarschaft erfaßt werden kann.
Zusätzliche Informationen, die von jedem Fahrzeug übertragen werden, beziehen sich auf die gemittelten dynamischen Bedingungen von Fahrzeugen, die einen Abstand voran außerhalb des Empfangs/Übertragungs-Bereichs fahren.
Derartige Informationen, die durch eine Kaskadenausbreitung empfangen werden, sind das Ergebnis des durch die einzelnen TBAs ausgeführten Verarbeitens von dynamischen Momentanbedingungen, und dieselben stellen gemittelte dynamische Bedingungen von fernem Verkehr oder Verkehr in einem mittlerem Abstand dar, derart, daß geeignete Entscheidungen gefällt werden können, um derartigen Bedingungen zu begegnen.
Zum Implementieren dieses Verfahrens wird eine wagen-angebrachte Vorrichtung bereitgestellt, die im wesentlichen einen Empfänger und einen Sender, die vorzugsweise jedoch nicht notwendigerweise ein Richt-FM-Empfänger und ein Richt-FM-Sender sind, und Logikschaltungen aufweist, die eine Taktgebereinheit, eine Speichereinheit und einen Mikroprozessor zum temporären Speichern von empfangenen Nachrichten und Verarbeiten derselben, zum Erzeugen von Nachrichten, die übertragen werden sollen und zum synchronen Übertragen der Nachrichten umfassen.
Diese eingebauten Vorrichtungen bilden ein Kommunikationskettensystem, das im wesentlichen selbständig ist, und geeignet zu einer festen Vorrichtung zusammengefügt werden kann, die Sicherungs-, Initialisierungs-Anzeigen etc. liefert, die an den Zutritts/Austritts-Enden des Autobahn- oder Kraftfahrtstraßen-Abschnitts positioniert werden, und geeignet das Überwachungssystem für eine effizientere und einfachere Handhabung desselben beschränken.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung eines Verfahrens gemäß dieser Erfindung, das durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, und einer Vorrichtung und einem System zum Implementieren des Verfahrens sowie aus den beigefügten Zeichnungen offensichtlicher werden.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer eingebauten Vorrichtung zum Implementieren des Verfahrens dieser Erfindung;
Fig. 2 ist ein Zeitdiagramm der Zuordnung eines Übertragungsfensters, das durch ein Fahrzeug innerhalb einer Übertragungsperiode verwendet wird;
Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Struktur einer Nachricht von einem Fahrzeug innerhalb eines Übertragungsfensters in schematischer Form und als in Felder geteilt;
Fig. 4 zeigt schematisch die Struktur und Unterteilung in Teilfelder eines ersten Felds in Fig. 3;
Fig. 5 zeigt schematisch die Struktur und Unterteilung in Teilfelder eines zweiten Felds in Fig. 3; und
Fig. 6 zeigt schematisch die Struktur eines Systems zum Überwachen eines Straßenabschnitts gemäß dieser Erfindung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist eine eingebaute Vorrichtung gemäß der Erfindung einen Sender 1, einen Empfänger 2, eine Takteinrichtung 3 mit einem inneren Oszillator 4, einen Mikroprozessor 5, einen Steuerungsspeicher 6, einen Lese- /Schreib-Speicher, der funktionsweise in mehrere Puffer 7, 8 aufgeteilt wird, und digitale dynamische Bedingungsgeneratoren auf, wie z. B. einen Fahrzeug- (Nummernschilds-) Aufklärer VID 9, einen Geschwindigkeitsmesser TACH 10, einen Kilometerzähler ODOM 11, Bremsen und/oder Spursensoren SENS 12, eine Uhr TOD 13 und einen Fahrtrichtungsanzeiger DIR 14.
Der Speicher 8 kann als in drei Module 8A, 8B, 8C geteilt aufgefaßt werden, die angepaßt sind, um jeweils momentane dynamische Bedingungen (DYNAMIC INSTANT COND MEM), gemittelte dynamische Bedingungen (DYNAMIC AVERAGE COND MEM) und Echtzeitaktualisierungen der Fahrzeugabstände (DIST UPD) zu speichern.
Die Vorrichtung wird durch Schieberegister PI/SO 15 mit parallelen Eingängen und seriellen Ausgängen, Schieberegister SI/PO 16 mit seriellen Eingängen und parallelen Ausgängen zum Schreiben/Lesen in/von den Puffern 7, 8, vervollständigt, die vorzugsweise jedoch nicht notwendigerweise von einem Mehrtortyp sind, um ein direktes Lesen von dem Puffer 7 und ein direktes Schreiben in den Puffer 8 durch Direktspeicherzugriffsvorrichtungen (DMA) zu ermöglichen, ohne jegliche gleichzeitige Aktivitäten des Mikroprozessors zu stören, und ohne dessen Betrieb zu erfordern.
Ferner sind für diesen Zweck eine Übertragungsfensterverwaltereinheit TR WINDOW MAN 18, deren Funktion erklärt werden muß, zum Entlasten des Mikroprozessors 5 von Übertragungstaktaufgaben, ein Mittlungsdatenverwalter-Block 19 (AVER DATA MANAGER), der ununterbrochen die gemittelten dynamischen Bedingungen neu verarbeitet, um die relativen Abstandsdaten vor dem Neuübertragen derselben zu aktualisieren, und ein Abstands-aktualisierender-Block 20 (DIST. UPDT) vorgesehen, um, wie z. B. durch Extrapolation, die Abstandsfahrdaten durch jeden wagen zu aktualisieren.
Es ist offensichtlich, daß durch Vorsehen eines Mikroprozessors mit einer adäquaten Verarbeitungskapazität alle Steuerungsfunktionen des Empfangens/Übertragens, des Lesens- /Schreibens der Puffer und der Datenaktualisierung durch den Mikroprozessor selber durchgeführt werden können. Die Vorrichtung wird durch eine Tastatur 21 zum Abfragen des TBA bezüglich spezifischer Bedingungen und des Darstellens derselben auf einer Anzeige 22, und durch einen Komparator 23 zum Vergleichen und Überwachen von unerläßlichen Echtzeitinformationen zu der Verkehrssicherheit und zum Betreiben von Warn-Bauelementen 24 (ALARM) vervollständigt.
Vor dem Beschreiben des Betriebs der Vorrichtung in Fig. 1 mag es, um das Verfahren dieser Erfindung darzustellen, angebracht sein, unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 3, 4, 5 zu prüfen, was die Inhalte der Nachrichten sind, die durch jedes Fahrzeug empfangen und übertragen werden und was die Zeitbeziehungen derselben sind.
Jedes Fahrzeug empfängt durch einen eingebauten Empfänger, von dem angenommen wird, daß derselbe gerichtet ist, und derselbe einen beschränkten Bereichsnennwert von 300 m aufweist, die Nachrichten, die von all den Fahrzeugen übertragen werden, die möglicherweise das Fahrzeug in der gleichen Fahrtrichtung anführen, und innerhalb von 300 m von demselben entfernt positioniert sind, wobei sich dieser Bereich vorsichtig geschätzt auf 600 m bei außergewöhnlich günstigen Wetterbedingungen erweitert.
Die Anzahl der Fahrzeuge, die möglicherweise innerhalb dieses Bereichs fallen, hängt von den Charakteristika des Straßenabschnitts ab. Beispielsweise kann für dreispurige Autobahnen oder Kraftfahrtstraßen angenommen werden, daß deren Anzahl niemals 256, einschließlich Kriechschlangensituationen, überschreitet.
Tatsächlich ist die Anzahl der Fahrzeuge bestimmt viel kleiner als das.
Um eine Übertragungsstörung zu vermeiden, muß jedes Fahrzeug daher ein getrenntes Übertragungszeitfenster gegenüber denselben von anderen Fahrzeugen verwenden, um periodisch Nachrichten mit der gleichen vorbestimmten Periode für alle Fahrzeuge auszugeben.
Da die Nachrichten, die übertragen werden, möglicherweise den Anfang von potentiell gefährlichen Situationen betreffen, sollte die Übertragungsperiode, um es den folgenden Fahrern zu ermöglichen, in ausreichender Zeit zu manövrieren, kurz sein, und beispielsweise nicht mehr als 1 Sekunde dauern.
Dies bedeutet, daß, wie in Fig. 2 gezeigt, jedem Fahrzeug ein Zeitfenster von nicht mehr als 1:256 = 4 msec. gewährt werden kann.
Das Problem der Fahrzeugsynchronisation weist zwei Facetten auf: eine erste Facette betrifft die Erkennung von binären Informationen, die (unter Verwendung eines Trägers bei einer hohen Frequenz, z. B. in der Größenordnung von hunderten von MHz) bei einer Grundfrequenz unter Verwendung von Modulations-Techniken (wie z. B. PM, FM, NRZ, etc.) übertragen werden, die eine Erkennung und eine Frequenzsperre entweder durch herkömmliche (PLO-) Schaltungen oder Folgen von mehreren Synchronisationsbits mit einer geeigneten Periodizität ermöglichen würden.
Tatsächlich ist es, obwohl alle Fahrzeuge eingestellt werden, um bei dem gleichen Übertragungs- und Empfangs-Trägerfrequenznennwert und der gleichen binären Übertragungsrate zu arbeiten, die durch speziell genaue und stabile Quarzoszillatoren eingestellt werden können, offensichtlich, daß Frequenzabweichungen zwischen Fahrzeugen möglich sind.
In der Praxis können derartige Abweichungen der binären Übertragungsrate auf ± 100 ppm beschränkt werden, und dieselben können ohne weiteres durch Übertragen von Synchronisationsfeldern behoben werden.
Eine zweite Facette betrifft die Zeitidentifikation der Startzeit jeder Periode, die Definition der Dauer derselben, die für alle Fahrzeuge gleich sein sollte, und die Position des Übertragungsfensters innerhalb der Periode.
Dieses Problem könnte durch Bereitstellen einer festen (oder mehrerer fester) Station(en) gelöst werden, um periodische Taktsignale mit einem ausreichend weiten Bereich zu erzeugen, um den gesamten betroffenen Straßenabschnitt abzudecken.
Dieses Signal würde, wenn dasselbe durch alle Fahrzeuge empfangen wird, ermöglichen, daß der Periodenstart und die Periodendauer identifiziert werden können, und daß die inneren Takte dementsprechend angepaßt werden können.
Eine feste lokale Taktstation mit einem beschränkten Bereich würde auf der anderen Seite inadäquat sein, da die Frequenzdrifts (= Frequenzabwanderungen) und damit verbundene Offsets (= Versätze) unvermeidbar außerhalb dem Bereich derselben auftreten würden.
Gemäß einem Aspekt dieser Erfindung findet die Fahrzeugsynchronisation nicht unter Verwendung einer absoluten festen Zeitreferenz sondern unter Verwendung von im wesentlichen den gleichen Übertragungssignalen statt, sowie dieselben von anderen Fahrzeugen oder lokalen Stationen empfangen werden, die daher in Kaskaden auf eine bezogene Art und Weise miteinander synchronisiert werden, mit der möglichen Ausnahme eines anführenden Fahrzeugs, das kein Signal empfängt.
Wie in Fig. 3 gezeigt, wird innerhalb des Übertragungsfensters von vier Millisekunden, das durch ein Fahrzeug (und wie hierin im folgenden erklärt ausgewählt) verwendet wird, eine Nachricht übertragen, die eine erste Bitzeichenfolge aufweist, die die folgenden Bedeutungen trägt:
ein erstes Feld SYNC & START, z. B. 8 Byte, das eine Synchronisations- und Frequenzsperrfunktion aufweist, und den Start der Nachrichtenübertragung identifiziert;
ein zweites Feld WIND.N, z. B. 2 Bytes, das die Anordnungszahl des verwendeten Fensters, und folglich die Position des Fensters in der Periode ist; dieses Feld wird in Echtzeit, sobald dasselbe empfangen wird, von dem Register 16 zu der Einheit 18 (Fig. 1) gesendet, und dasselbe ermöglicht, daß die Einheit 18, die Taktgebereinheit 3 zu der Periode synchronisiert, die durch das übertragende Fahrzeug verwendet wird, und dasselbe definiert, was der Start der nächsten Periode (Periodensynchronisation) sein soll;
ein drittes Feld IST.DAT, z. B. 12 Bytes, das in binärem Code die dynamischen Bedingungen des übertragenden Fahrzeugs beschreibt;
ein viertes und ein fünftes Feld AVER DAT1 und AVER DAT2, z. B. aus 80 bzw. 72 Bytes, die in binärem Code die mittleren dynamischen Fahrbedingungen der Fahrzeuge beschreiben, die das übertragende Fahrzeug innerhalb von Abstandsbereichen anführen, die durch das übertragende Fahrzeug vorbestimmt sind; und
ein sechstes Feld EMERG, z. B. 32 Bytes, das der Übertragung eines Codes gewidmet ist, der eine Notfallsituation anzeigt, die sich aus einer Situation einer bevorstehenden Gefahr ergibt, z. B. einer plötzlichen Bremsenanwendung, die zu einer größeren Verlangsamung als ein vorbestimmter Wert (z. B. größer als 30 m/s²) führt.
Zusätzlich zu diesen Feldern können Synchronisations- und Sperrfelder SYNC, die jeweils 8 Bytes aufweisen, und ein Endfeld END, das 8 Bytes aufweist und zum Schließen der Nachricht vorgesehen ist, geeignet verteilt werden.
Insgesamt kann die Nachricht beispielsweise 234 x 8 = 1872 Bits aufweisen, die eine Übertragungsrate von etwa 500 kbaud (etwa 2 usec pro Bit) für ihre Übertragung innerhalb eines Zeitfensters von 4 msec erfordern.
Es sei bemerkt, daß gemäß einem speziellen Aspekt dieser Erfindung ein Zeitteilfenster mit einer Dauer von etwa 640 usec, bei der angenommenen Bedingung, dem Feld EMERG entsprechen wird.
Es wird daran gedacht, daß auf dieses Teilfenster durch alle Fahrzeuge und nicht lediglich durch dasselbe, zu dem das aktuelle Übertragungsfenster gehört, zugegriffen werden kann.
Ein gleichzeitiger Übertragungszugriff durch mehrere Fahrzeuge auf dieses Zeitteilfenster erzeugt keine Probleme aus einer Störung oder einer Fehlerkennung der Nachrichten, da die unterschiedlichen Fahrzeuge, jedoch für unvermeidbar beschränkte Offsets, miteinander synchronisiert werden, und die Signalausbreitungszeitdifferenzen über einen Bereich von 300 m 1 Mikrosekunde nicht überschreiten.
Wenn der Notfallscode, der für alle Fahrzeuge gleich ist, beispielsweise eine Folge von Bytes (nicht Bits) wechselnd bei logischen Eins- und Null-Pegeln aufweist, wird der Empfang der überlappenden Offsetsignale nicht die Erkennung von einer Folge von Bitgruppen, die sich wechselnd auf einem logischen Eins-Pegel und einem logischen Null-Pegel befinden, in dem Teilfeld behindern, zumindestens solange wie der Offset in der Größenordnung von ein paar Mikrosekunden liegt.
Auf diese Art (oder unter Verwendung von anderen äquivalenten Hilfsmitteln, wie z. B. einer Träger-Aktivierung oder -Maskierung in dem Teilfenster, das dem Notfallsignalweiterleiten gewidmet ist) können alle Fahrzeuge das Notfallsignal fast sofort (mit einer Zeitverzögerung von nicht mehr als 4 msec, ausgehend von der Erkennung des kritischen Ereignisses), ohne auf ihr eigenes Übertragungsfenster warten zu müssen, übertragen.
Fig. 4 zeigt detaillierter die Struktur des Momentandatenfelds IST DAT.
Vorzugsweise umfaßt dieses Feld
einen Fahrzeug- (Nummernschild-) Aufklärungscode VID, z. B. aus 5 Bytes;
einen Fahrzeuggeschwindigkeitsidentifikationscode 8 SPEED, z. B. aus einem Byte, gemessen durch den Geschwindigkeitsmesser 10;
einen Code SPACE (z. B. aus 4 Bytes), der (mit einer Auflösung von 1 m) die Strecke identifiziert, die durch das Fahrzeug gemessen durch den Kilometerzähler 11 gefahren wurde, der geeignet und automatisch auf einen geeigneten Wert mitialisiert wird, sowie das Fahrzeug den Straßenabschnitt (absolute Startreferenz) betritt; und
einen Code ACC, z. B. aus 1 Byte, zum Identifizieren eines Zustands einer Beschleunigung/Verlangsamung und des Ausmaßes derselben, sowie der Fahrtrichtung und der belegten Spur, erfaßt durch die Sensoren 12 und 14 (z. B. 2 Bytes).
Es ist offensichtlich, daß zur Sicherheit den vorhergehenden Codes (sowie dem Übertragungsfensteridentifikationscode) Fehlererfassungs- und Korrekturcodes zugeordnet werden können.
Fig. 5 zeigt detailliert die bevorzugte Struktur für eine erstes gemitteltes Datenfeld AVER.DAT1.
Dieses Feld weist folgende Merkmale auf:
einen ersten Code TR WIN, z. B. aus 32 Bytes, der Zeitintervalle oder Übertragungsfenster identifiziert, die schon durch die Fahrzeuge belegt werden, die das Fahrzeug, das diesen Code erzeugt, anführen, zusätzlich zu dem Empfangsfeld desselben und innerhalb eines geeigneten Abstandsbereichs, z. B. von einem Kilometer;
einen zweiten Code, z. B. aus 1 Byte, der die gemittelte Geschwindigkeit (die Mittelgeschwindigkeit der einzelnen Fahrzeuge) der vorausgehenden Fahrzeuge innerhalb eines vorbestimmten Abstandsbereichs, z. B. 0 bis 250 m, anzeigt;
einen dritten Code, z. B. aus 3 Bytes, der die Zeit (Stunden, Minuten, Sekunden) der Messung anzeigt; und
andere folgende Codes, die äquivalent zu dem zweiten und dem dritten Code sind, und die Mittelgeschwindigkeit der vorausgehenden Fahrzeuge innerhalb vorbestimmten relativen Abstandsbereichen, z. B. 250 bis 500 m, 500 m bis 1 km, 1 km bis 2 km, 2 km bis 3 km, usw. bis zu 10 km, sowie die Geschwindigkeitsmeßzeit anzeigen.
Diese Geschwindigkeitscodes sind offensichtlich aus kumulierten Informationen während der Übertragung zwischen Fahrzeugen aufgebaut, die durch die eingebaute Vorrichtung bezüglich der Anzeige SPACE verarbeitet werden, die ursprünglich in den Momentandaten vorhanden war, was es ermöglicht, daß die relativen Abstände zwischen dem übertragenden Fahrzeug und den vorausgehenden Fahrzeugen in guter Näherung definiert werden können.
Obwohl die durch den Kilometerzähler gelieferten Messungen der gefahrenen Abstände durch systematische Fehler beeinflußt sind, sind dieselben trotzdem wesentlich genauer als eine Abstandsmessung basierend auf dem Übertragungs-/Empfangs-Bereich und der Anzahl der Neuübertragungen von Signalen von der Quelle zu dem betroffenen empfangenden Fahrzeug.
Die Genauigkeit der Raummessung kann durch eine zu erklärende Hilfsmitteleinrichtung verfeinert werden.
Ganz ähnlich zu dieser Struktur ist die Struktur des Felds AVER DAT2, das Anzeigen der Mittelgeschwindigkeit über die 90 km nach den ersten 10 km (Relativabstand der einzelnen empfangenden TBAs) geteilt in Intervalle von jeweils 10 liefern kann.
Die Raum-Geschwindigkeits-Zeit-Beziehung die folglich erhalten wird, kann entweder absolut (bezogen auf Straßenteilabschnitte, die durch die Raumanzeige von dem Start des Straßenabschnitts identifiziert werden) oder relativ (Abstand von dem Fahrzeug, das die Informationen empfängt) bezüglich der Strecke sein, die durch dasselbe gefahren wurde.
Mit diesen Annahmen ermöglicht die Neuübertragungsvorrichtung zwischen Fahrzeugen, daß die Verkehrsbedingungen 100 km entf emt mit einer Zeitverzögerung, die im schlimmsten Fall in der Größenordnung von 4 Minuten liegt, bekannt ist.
Der schlimmste betrachtete Fall entspricht einer Verkehrssituation, bei der ein Einzelfahrzeug innerhalb des Übertragungsbereichs des vorausgehenden Fahrzeugs vorhanden ist, und das Übertragungsfenster, das durch das vorausgehende Fahrzeug verwendet wird, demselben folgt, das durch das folgende Fahrzeug direkt verwendet wird.
In dem Fall einer zufälligen Auswahl der Übertragungsfenster (aus den zur Verfügung stehenden Übertragungsfenstern) durch die Fahrzeuge, würde die durchschnittliche Verzögerung in der Größenordnung von 2 Minuten liegen.
In der Praxis würde nichts jedes Fahrzeug daran hindern, sich. selber auf die vorausgehenden Fahrzeuge durch Auswählen des ersten verfügbaren Übertragungsfensters, das zeitlich denselben folgt, die durch die vorausgehenden Fahrzeuge verwendet werden, zu synchronisieren.
In diesem Fall würde die Verzögerung beim Ausbreiten der Informationen drastisch auf innerhalb weniger Sekunden reduziert.
Es sei bemerkt, daß die Weiterleitungsvorrichtung zum Übertragen der Nachrichten die Anwesenheit von Fahrzeugen annimmt, die einen Abstand entfernt sind, der nicht den Übertragungs/Empfangs-Bereich entlang des gesamten Straßenabschnitts überschreitet.
Diese Einschränkung kann ohne weiteres durch Vorsehen von festen Installationen entlang dem Straßenabschnitt, z. B. 10 km voneinander weggesetzt, oder an den Toren einer Autobahn überwunden werden, die Informationen (durch Funk oder Kabel) über die Verkehrsbedingungen empfangen, und dieselben lokal (mit einem reduzierten Übertragungsbereich beispielsweise von 100-300 m) zu den fahrenden Fahrzeugen über eines oder mehrere privilegierte Übertragungsfenster innerhalb der Periode weiterleiten.
Derartige Stationen könnten sich auf die fahrenden Fahrzeuge oder umgekehrt könnten sich die fahrenden Fahrzeuge auf die Stationen einstellen.
Derartige Stationen könnten ferner mit einem Unsicherheitsrand aufgrund eines Übertragungsbereichs und einer Übertragungszeit eine nützliche Streckenanzeige für eine Kilometerzähler-Ausflugs-Nulleinstellung auf den fahrenden Fahrzeugen liefern.
In Kombination mit induktiven oder optischen Bauelementen, die auf der Straßendecke plaziert sind, und die mit eingebauten Sensoren zusammenwirken, die eine räumliche Bestätigung der empfangenen Informationen vorsehen, kann eine Unsicherheit vollständig aus der Ausflugsnulleinstellung eliminiert werden, und die systematischen Messungsfehler des eingebauten Kilometerzählers können (unter Verwendung von zwei gemessenen Basisbestätigungen) korrigiert werden.
Es wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 möglich, zu beschreiben, wie das Verfahren und die Vorrichtung dieser Erfindung in Verbindung mit unterschiedlichen möglichen Fällen arbeiten.
Erster Fall: Ein getrenntes nicht initialisiertes Fahrzeug, das sich außerhalb eines assistierten Systems befindet.
Ein getrenntes nicht initialisiertes Fahrzeug ist ein Fahrzeug mit einem größeren Abstand von anderen Fahrzeugen als der Übertragungs/Empfangs-Bereich, wobei dasselbe folglich keine Signale empfängt.
Zusätzlich hat das Fahrzeug vorher keine Signale empfangen, die es demselben ermöglichen, sich zu initialisieren und die eingebauten Geräte auf derartige Informationen, wie die räumliche Position, die Fahrtrichtung und mögliche andere Informationen zu synchronisieren.
In der Abwesenheit von jeglichem Signal von dem Detektor 2 wird die eingebaute Vorrichtung eigenverantwortlich arbeiten, und die Takteinheit 3 wird zufällig die Zeitposition der Übertragungsperiode definieren, deren Dauer als ein vorbestimmtes Vielfaches der Periode des Oszillators 4 definiert ist.
Die Verwaltungseinheit für das Übertragungsfenster 16 definiert beliebig die Position des Übertragungsfensters innerhalb der Periode.
Der Mikroprozessor 5 und die Taktgebereinheit 3 steuern den Sender 1, um periodisch Nachrichten auszugeben, die die Felder SYNC & START und möglicherweise die Bits des "Emerg"- Felds aufweisen.
Wenn das Fahrzeug mit Kompaßsensoren ausgerüstet ist, die es ermöglichen, daß die Fahrtrichtung definiert wird, kann diese Anzeige ferner übertragen werden.
Diese Anzeigen können durch Fahrzeuge verwendet werden, die einen kleineren Abstand entfernt als der Übertragungs/Empfangs-Bereich folgen, um potentiell gefährliche Situationen (Übertragung des Datenfeldes "Emerg") zu erfassen.
Unter solchen Umständen wäre jede Fahrzeugkilometerstreckenanzeige bedeutungslos.
Wenn das Fahrzeug aktuell den Übertragungsbereich von einem oder mehreren vorausgehenden Fahrzeugen betritt, wird der Empfänger 2 beginnen, Signale zu empfangen, und ein Signal SIG.PRES des im Gange befindlichen Empfangs zu der Taktgebereinheit 3 aktivieren.
Sollte eine Übertragung von dem Sender 1 gleichzeitig unter der Steuerung der Einheit 3 im Gange sein, so wird angenommen, daß dies bedeutet, daß sich zwei Übertragungen gegeneinander stören, und daß das Fahrzeug nicht zu den vorausgehenden Fahrzeugen synchronisiert ist.
Daher wird der Sender 1 abgeklemmt. Alle folgenden Fahrzeuge würden dann eine Teilnachricht empfangen, die, so wie sie ist, ignoriert oder bestätigt werden kann.
Beim Empfangen des SYNC & START-Kopfes der Nachricht, kann sich die Einheit 3 zu den vorausgehenden Fahrzeugen synchronisieren.
Zweiter Fall: Ein Fahrzeug, das einen assistierten Straßenabschnitt betritt.
Assistierter Straßenabschnitt bedeutet hier einen geprüften Zugangsabschnitt bei dessen Zutritt(en) Stationen zum Initialisieren der eingebauten Vorrichtung vorgesehen sind.
Die Stationen können mit einer empfangenden und übertragenden Vorrichtung ganz ähnlich zu der eingebauten Vorrichtung ausgerüstet werden, und dieselben können als Synchronisationsmaster (Master = Herr) funktionieren, um ihre Synchronisation allen Fahrzeugen auf zuzwingen, die den Übertragungsbereich derselben betreten, oder dieselben können als Slaves (= Sklaven) funktionieren, die an die Synchronisation gebunden sind, die denselben durch die vorbeifahrenden Fahrzeuge aufgezwungen wird.
Hilfsmittelmäßig würden die initialisierenden Stationen eines oder mehrere zweckgebundene Übertragungsfenster verwenden, um Informationen zu den eintreffenden Fahrzeugen über eine Übertragungsperiode, die gleich oder ein Vielfaches derselben ist, die durch die Fahrzeuge verwendet wird, zu übertragen.
Diese Stationen dienen dazu, um die eingebaute Vorrichtung zu initialisieren, wobei dieselben Informationen über die räumliche Position (km) der Station, der exakten Zeit und der herkömmlichen Fahrtrichtung ausgeben.
Diese Informationen ermöglichen, wenn dieselben durch die eingebaute Vorrichtung empfangen werden, daß die eingebauten Geräte eingestellt werden.
Insbesondere kann die Raumanzeige bestätigt und genau gemacht werden, während sich das Fahrzeug vorbei an elektromagnetischen, optischen oder mechanischen Bauelementen bewegt, die mit eingebauten Sensoren zusammenwirken.
Zu diesem Zeitpunkt wird jedes den assistierten Abschnitt betretende Fahrzeug alle notwendigen verfügbaren Grundinformationen zum Erzeugen der Informationen, die in den schon erörterten Nachrichten enthalten sind, aufweisen, und insbesondere die räumliche Fahrzeugposition SPACE des Momentandatenfelds, die Fahrtrichtung, die Fahrspur (die durch die eingebauten Sensoren geprüft und durchgehend verändert werden soll) und die exakte Zeit der Nachrichtenübertragung
Jedes TBA wird daher das Übertragungselement einer Momentandatennachricht, die sich auf das Fahrzeug bezieht, wobei dieser Nachricht der Empfang von weiteren Momentandaten hinzugefügt wird, die durch die vorausgehenden Fahrzeuge gemittelt wurden.
Derartige Daten werden geeignet verarbeitet und weitergeleitet.
Die Informationen, die von einem vorausgehenden Fahrzeug empfangen werden, werden jede Sekunde einmal auf dem Durchschnitt auf eine nicht folgende Art und Weise aktualisiert (die Position des verwendeten Zeitfensters spiegelt nicht die physische Position des Autos innerhalb einer Autoschlange wider).
Dementsprechend wird, um ein Erfassen von nicht existierenden gefährlichen Bedingungen (wie z. B. eine mögliche räumliche Kollision von Fahrzeugen) zu vermeiden, ein fast durchgehendes Aktualisieren durch Extrapolation (z. B. alle 50 oder 100 msec) durch den Abstands-aktualisierenden Block 20 (DIST UPDT) für die empfangenen dynamischen Momentanbedingungen (Geschwindigkeit, Raum) und durch Vergleich mit den dynamischen Bedingungen des empfangenden Fahrzeugs über den Komparator 23 durchgeführt.
3. Fall: Fahrzeuge, die durch einen assistierten Abschnitt fahren.
Das Verhalten von Fahrzeugen, die durch einen assistierten Abschnitt gehen, kann ohne weiteres aus der Untersuchung der Fig. 6 (und unter Bezugnahme auf die Fig. 1, wo dies geeignet ist) verstanden werden, die schematisch einen assistierten Abschnitt mit einem Zutrittstor 50 und einem Endaustrittstor 53 zeigt.
Das Tor 53 ist wirksam, um hinausgehende Fahrzeuge von Informationen zu befreien, die nicht länger beim Verlassen des Abschnitts bedeutungsvoll sind, wie z. B. die Fahrtrichtung anzeigen (außer ein Fahrzeug ist selbst mit Anzeigen ausgerüstet, die auf einer allgemeinen Referenz basieren, die nicht auf den Abschnitt bezogen ist, wie z. B. einem Kompaß).
Der Straßenabschnitt wird durch eine Anzahl von Fahrzeugen A, B, C, D, E, N, die einander in dieser Reihenfolge hin zu dem Austritt 53 folgen, eingenommen.
Da die Nachrichten in umgekehrter Reihenfolge übertragen werden, wird der kumulierte Informationsstrom von dem Fahrzeug A zu dem Fahrzeug N hilfsmittelmäßig betrachtet.
Es wird angenommen, daß keine Fahrzeuge dem Fahrzeug A vorhergehen, und daß das Fahrzeug B 250 m hinter dem Fahrzeug A innerhalb des Empfangs/Sende-Bereichs beider Fahrzeuge A und B folgt.
Vernachlässigt man die Aspekte, die mit der Synchronisation der Fahrzeuge verbunden sind, die schon erschöpfend hierin im vorhergehenden besprochen wurden, wird das Fahrzeug A zu einem Zeitpunkt T0 Informationen übertragen, die die Identität desselben (Nummernschild), Geschwindigkeit, Beschleunigung und die räumliche Position relativ zu einer absoluten Referenz, wie z. B. das Tor 50, betreffen.
Diese Informationen werden durch das Fahrzeug B empfangen, das dieselben in den Puffer 8 (Fig. 1) laden wird. Das Fahrzeug B kann ferner zu folgenden Zeitpunkten weitere Informationen wie Informationen von anderen Fahrzeugen, wie z. B. A1 zwischen A und B, empfangen.
Zu einem Zeitpunkt T1, der etwa 4 msec bis 1 sec hinten zurückbleibt, wird das Fahrzeug B gemäß der Position des Übertragungsfensters von B relativ zu A Informationen, die die Geschwindigkeit, den Abstand und die Beschleunigung desselben betreffen, übertragen.
Zu diesen Informationen kommen Anzeigen der Durchschnittsgeschwindigkeit der vorausgehenden Fahrzeuge A und A1 und der Messungsübertragungszeit hinzu. Diese Anzeigen werden durch den Mikroprozessor 5 und/oder den Block 19 (AVER DATA MANAGER) erzeugt, die die Informationen 8, die in dem Puffer 8 gespeichert sind, lesen, deren Mittelwert berechnen und denselben in dem Puffer 7 für eine spätere Übertragung speichern.
Da keine weiteren Fahrzeuge vor A sind, deren Durchschnittsgeschwindigkeit angezeigt ist, wird der Geschwindigkeitsdurchschnitt von A und A1 als die Durchschnittsgeschwindigkeit aller Fahrzeuge vor B innerhalb eines Bereichs von 250 m genommen.
Die Gesamtheit dieser Informationen wird durch das Fahrzeug C, das annahmemäßig nicht mehr als 250 m weg ist, zusammen mit zusätzlichen Informationen, wie z. B. Informationen, die von anderen Fahrzeugen innerhalb des Empfangsbereichs von C empfangen wurden, empfangen.
Zu einem Zeitpunkt T2 nach T1 wird das Fahrzeug C Informationen über seine Geschwindigkeit, die räumliche Position (daher den Abstand) und die Beschleunigung übertragen.
Diesen Informationen wird eine Anzeige der Durchschnittsgeschwindigkeit der Fahrzeuge (wie z. B. B), die demselben innerhalb eines Bereichs von 250 m vorhergehen, und der Aufzeichnungszeit hinzugefügt.
Alle diese Informationen werden vorwärts weitergeleitet, jedoch als auf Fahrzeuge bezogen, die C innerhalb des Bereichs von 250 bis 500 m vorausgehen.
Das Fahrzeug D, das annahmemäßig 250 m hinter dem Fahrzeug C folgt, wird diese Informationen empfangen, und dieselben zu einem Zeitpunkt T3 weiterleiten.
In diesem Fall werden die Durchschnittsinformationen, die von dem Fahrzeug B stammen, als Informationen, die die Fahrzeuge vor D innerhalb des Bereichs von 0,5 bis 1 km betreffen, und als die Informationen weitergeleitet, die von dem Fahrzeug C als die Fahrzeuge vor D in dem Bereich von 250 bis 500 m betreffend stammen.
Der Weiterleitungsprozeß von dem Fahrzeug D zu dem folgenden Fahrzeug E (wiederum 250 m weg) ist ziemlich ähnlich.
Der einzigste Unterschied besteht darin, daß die Informationen innerhalb des Bereichs von 0,5 bis 1 km logischerweise nicht zu dem Bereich übertragen werden, der sich auf Fahrzeuge bezieht, die 1 bis 2 km entfernt sind, und dieselben lediglich weiter mit Werten gemittelt werden, die sich von dem Bereich von 250 bis 500 m in den Bereich von 0,5 bis 1 km bewegen.
Die Informationen, die sich auf den Bereich von 0,5-1 km beziehen, werden lediglich zu dem Bereich von 1-2 km beim Auftreten von zwei Übertragungsperioden und von vier folgenden Übertragungsperioden für die folgenden Bereiche bis zu einem 1-km-Bereich übertragen.
Die Informationen der 1-km-Bereichsbereiche werden zu den 10-km-Bereichsbereichen alle 40 folgenden Übertragungsperioden übertragen.
Der Prozeß, der oben umrissen ist, gilt lediglich für statische Bedingungen und für Fahrzeuge, die exakt 250 m auseinander sind.
Es ist jedoch offensichtlich, daß der tatsächliche Bereich jeder Weiterleitungsoperation durch Zuordnen jedes Felds von Durchschnittswerten eines Codes, der den tatsächlichen Weiterleitungsbereich anzeigt, und der fortschreitend inkrementiert wird, in Betracht gezogen werden kann.
Die vorhergehende Beschreibung versteht sich als exemplarisch und nicht beschränkend bezüglich des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung, und dieselbe wurde für eine zweckmäßigere Darstellung der Grundmerkmale des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung vereinfacht, die aus einem Rückwärtsweiterleiten zwischen Fahrzeugen von Momentaninformationen über dynamische Bedingungen jedes der Fahrzeuge entlang einem Straßenabschnitt und aus gemittelten dynamischen Bedingungen bestehen, die sich auf die verschiedene Raum- und Zeit-Position beziehen, und all dies durch ein Verfahren, das eine Fahrzeugübertragungsstörung verhindert.
Die identifizierten dynamischen Momentanbedingungen sind im wesentlichen die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die räumlichen Positionen, wo es durch eine äußere Sicherung ermöglicht wird, daß Meßfehler korrigiert werden können, wobei jedoch dieselben ferner (was die gemittelten dynamischen Bedingungen berücksichtigt) derartig andere Faktoren umfassen können, wie z. B. der Anzahl der Fahrzeuge, die innerhalb eines vorbestimmten Raum- und Zeit-Bereichs anwesend sind, oder einer Anzeige der Verkehrs-Dichte und -Gleichmäßigkeit, jeglicher wesentlicher Abweichungen von den Mittelwerten usw., sowie von außen stammender Informationen (Polizei, Wettervorhersagen, Straßenbauarbeiten in Fahrtrichtung, etc.).
Folglich können die beschriebenen Verfahrens- und Vorrichtungsvarianten mannigfaltig sein.
Insbesondere sind, um das Übertragungsstörungsproblem (das unter Verwendung von Zeitaufteilungstechniken gelöst wird) auflediglich Fahrzeuge zu beschränken, die fahren und in der gleichen Richtung vorhergehen, keine Richt-Sender und -Empfänger erforderlich.
Die Richtungsselektivität kann unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Trägerfrequenzen gemäß der Fahrtrichtung und durch Unterscheiden zwischen vorhergehenden und folgenden Fahrzeugen (deren Nachrichten ignoriert werden können) durch Erkennen der räumlichen und relativen Positionen der Fahrzeuge erhalten werden.
Innerhalb dieses Rahmens kann eine Erkennung der folgenden Fahrzeuge (und gleichermaßen eine Fehlerkennung der vorausgehenden Fahrzeuge) nützlich sein, um die Übertragungsleistung (oder die Empfangsempfindlichkeit in dem Fall der vorausgehenden Fahrzeuge) und daher den Bereich unter spezifischen Verkehrsbedingungen anzupassen, um bei allen Ereignissen ein kaskadierte Interkommunikationen zwischen den Fahrzeugen ohne Informationsverlust und keiner Notwendigkeit für befestigte Sicherungsinstallationen vorzusehen, um Übertragungen sogar bei leichten Verkehrsbedingungen weiterzuleiten.
Zusätzlich werden Vorteile bezüglich der minimierten Synchronisationsstörung gewährt, wenn überhaupt eine auftritt.
Tatsächlich kann, wenn ein führendes Fahrzeug in einer Gruppe von Fahrzeugen gezwungen wird, ein anderes Übertragungsfenster beim Annähern einer Gruppe von vorausgehenden Fahrzeugen auszuwählen, dasselbe dies tun, wobei die durch die folgenden Fahrzeuge verwendeten Übertragungsfenster ferner berücksichtigt werden müssen, um ein Stören mit den Übertragungsfenstern derselben zu vermeiden.
Weitere mögliche Varianten beziehen sich auf die Struktur der übertragenen Informationen, insbesondere aus der Sicht, daß bestimmte gemittelte Informationen über die entfernten Verkehrsbedingungen tatsächlich innerhalb längerer Zeitintervalle als die Übertragungsperiode aktualisiert werden.
Folglich wird es möglich, derartige Informationen, als durch einen zugeordneten Code identifiziert über mehrere folgende Übertragungsfenster zu verteilen.
Auf diese Art kann die Anzahl der Bits, die zu jedem Übertragungsfenster übertragen werden soll, wesentlich reduziert werden, und für eine gegebene Übertragungsperiode und eine logische Rate, kann die Anzahl der Übertragungsfenster erhöht werden, oder die Übertragungsperiode kann für die gleiche Übertragungslogikrate und Fensteranzahl reduziert werden.
Die gefährlichen Situationen und Notfallsituationen, die durch Beispiele als identifizierbar gezeigt wurden, wie z. B. einem plötzlichen Bremsen von vorhergehenden Fahrzeugen und eine übermäßige Geschwindigkeit relativ zu den vorhergehenden Fahrzeugen, können erweitert werden, um unterschiedliche Situationen, z. B. eine übermäßige Geschwindigkeit der folgenden Fahrzeuge, einen unsicheren Fahrzeugabstand, ein Überholen und ein Spurenspringen zu umfassen.
Die grundlegenden Vorteile, die durch das Verfahren, die Vorrichtung und das System gemäß der Erfindung gegenüber bekannten Lösungen angeboten werden, sind zusätzlich zu niedrigen Herstellungskosten, wie es durch die Niederleistungsmikroelektronik gewährt wird, zu einer hohen Anwendungsvielseitigkeit und der Fähigkeit weit entfernte Funktionen, wie z. B. das Erfassen von lokalen dynamischen Bedingungen und das Erfassen und Kumulieren von entfernten jedoch gernittelten Bedingungen zu einem Fahrzeug, ohne die Notwendigkeit nach teueren befestigten Installationen, zu integrieren.
Die vorhergehende Beschreibung erwähnt nicht, wie die Informationen, die durch die eingebaute Vorrichtung aufgenommen werden, genutzt werden können.
Dies ist für die Zwecke dieser Erfindung völlig irrelevant.
Es ist offensichtlich, daß die eingebaute Vorrichtung Klangbauelemente und optische Bauelemente, um eine Warnung einer Gefahr oder eines Notfalls zu geben, automatische Bauelemente, die auf das Motorkraftstoffsystem oder das Fahrzeugbremssystem wirken, und Stimm- oder Tastatur-Abfragebauelemente zum Anzeigen mit Stimme oder in visueller Form von Informationen umfaßt, die durch die Vorrichtung aus den gesammelten Daten ausgewählt oder verarbeitet wurden.

Claims

1. Ein interaktives Verfahren zum Überwachen von Straßenverkehr, das folgende Schritte aufweist: Erfassen der Anwesenheit von Fahrzeugen, die vorausgehend in der gleichen Fahrtrichtung fahren, und der dynamischen Bedingungen derselben, die mit einer vorbestimmten Periode in Form einer codierten Nachricht von jedem der vorhergehenden Fahrzeuge in Übertragungszeitfenstern der Periode, die für jedes Fahrzeug verschieden sind, periodisch übertragen werden, durch einen Empfänger (2) und einen Prozessor (5), die in einem Fahrzeug eingebaut sind, Erfassen mindestens eines Übertragungszeitfensters in der Periode, das nicht durch irgendein anderes vorhergehendes Fahrzeug verwendet wird, dessen Anwesenheit erfaßt wurde, durch den Empfänger (2) und den Prozessor (5), und Übertragen einer codierten Nachricht, die zumindest die Anwesenheit des Fahrzeugs und dynamische Bedingungen desselben anzeigt, durch einen Sender (1), der in dem Fahrzeug eingebaut ist, zu folgenden Fahrzeugen, während des erfaßten mindestens einen Zeitfensters.

2. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Bereich des Empfängers (1) und des Senders (2) in der Größenordnung von Hunderten von Metern ist.

3. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die dynamischen Bedingungen mindestens einen Zustand der Beschleunigung/Verlangsamung aufweisen.

4. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Übertragungszeitfenster ein Notfallsignalübertragungsfeld für eine überlappte Verwendung durch mehrere Fahrzeuge aufweisen, wobei das Notfallfeld bei der Erkennung einer Notfallsituation durch ein Fahrzeug verwendet wird, wobei die Erkennung eines Verlangsamungszustandes, der einen bestimmten Wert überschreitet, eine Notfallsituation bildet.

5. Ein Verfahren gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die dynamischen Bedingungen die Fahrtgeschwindigkeit aufweisen.

6. Ein Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem ein Fahrzeugidentifizierer (VID) der Geschwindigkeit zugeordnet ist.

7. Ein Verfahren gemäß den vorhergehenden Ansprüchen, bei dem die codierte Nachricht, die durch das Fahrzeug übertragen wird, eine Identifikation der Zeitfenster, die durch die vorhergehenden Fahrzeuge verwendet werden, und eine Anzeige der Mittelgeschwindigkeit der vorausgehenden Fahrzeuge aufweist.

8. Ein Verfahren gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die durch das Fahrzeug übertragene codierte Nachricht eine Anzeige der räumlichen Position des Fahrzeugs relativ zu einer Startreferenz und eine Mehrzahl von Anzeigen aufweist, die jeweils die Mittelgeschwindigkeit von vorhergehenden Fahrzeugen betreffen, die in der gleichen Richtung innerhalb vorbestimmter Abstandsbereiche fahren.

9. Ein Verfahren gemäß einern beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die übertragene codierte Nachricht eine Anzeige der Richtung aufweist, in der das Fahrzeug fortschreitet.

10. Eine Fahrzeug-angebrachte Vorrichtung für ein interaktives Straßenverkehrsüberwachen, mit folgenden Merkmalen:

einem Empfänger (2) zum Empfangen einer Mehrzahl von periodischen Signalen, die in verschiedenen Zeitfenstern einer vorbestimmten Periode übertragen werden, und wobei jedes derselben die Anwesenheit eines vorausgehenden Fahrzeugs und die dynamischen Bedingungen desselben anzeigt;

einer ersten Komparatoreinrichtung (23) zum Vergleichen der Mehrzahl von periodischen Signalen mit mindestens einer dynamischen Bedingung des Fahrzeugs;

einer Einrichtung (5) zum Verarbeiten der Mehrzahl von Signalen, um einen Mittelwert der dynamischen Bedingungen der vorhergehenden Fahrzeuge zu erzeugen, die die Mehrzahl von Signalen übertragen;

einer Einrichtung zum Erfassen (18) von Zeitfenstern, die nicht zur Übertragung der empfangenen periodischen Signale durch vorhergehende Fahrzeuge verwendet werden, in der Periode, und

einem Sender (1), der auf die Einrichtung zum Erfassen (18) reagiert, um in einem Zeitfenster, das als nicht für eine Übertragung durch vorhergehende Fahrzeuge verwendet erfaßt wurde, deren Anwesenheit durch die periodischen Signale angezeigt wird, ein periodisches Signal zu übertragen, das mindestens eine dynamische Bedingung des Fahrzeugs und den Mittelwert der dynamischen Bedingungen der vorhergehenden Fahrzeuge anzeigt.

11. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10, die eine Einrichtung (19) zum Identifizieren der Übertragungszeitfenster für jedes der Mehrzahl von empfangenen periodischen Signalen aufweist, um dem Mittelwert der dynamischen Bedingungen der vorhergehenden Fahrzeuge einen Identifikationscode (TR WIN) der Zeitfenster zuzuordnen.

12. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 10, die eine Neuemstellungseinrichtung (5) zum Einstellen einer Meßeinrichtung (11,13) für die zurückgelegte Strecke und die verstrichene Zeit zurück in einen ursprünglichen Zustand als Reaktion auf ein empfangenes Initialisierungssignal aufweist.

13. Ein interaktives Straßenverkehrsüberwachungssystern, das eine Mehrzahl von Fahrzeug-angebrachten Vorrichtungen, wie jeweils in Anspruch 12 beansprucht, und eine Mehrzahl von Einrichtungen (50, 53), eine für jeden Zutritt zu einem Straßenabschnitt, zum Erzeugen und Übertragen des Initialisierungssignals aufweist.