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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugbewegungsleitsystem, und insbesondere ein Leitsystem einschließlich in der Straßenoberfläche angeordneter Datenquellen.
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Es wurden bereits verschiedene Leitsysteme zur Vereinfachung des Fahrbetriebs eines Fahrzeugs vorgeschlagen.
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Beispielsweise offenbart die Offenlegungsschrift
GB 230 268 A ein Straßenverkehrssignalisierungssystem, wobei eine Datenkommunikation individuell zwischen Fahrzeugen innerhalb des Verkehrsflusses bereitgestellt werden kann. Das System umfasst elektronische Signalisierungseinheiten, die in Intervallen entlang der Straße angeordnet sind und die einen Detektor umfassen zur Erfassung der Anwesenheit und der Passiergeschwindigkeit der jeweils vorbeifahrenden Fahrzeuge. Eine Datenübertragung wird ebenfalls zwischen benachbarten Einheiten hergestellt, wobei kodierte Signale zur Angabe der erfassten Fahrzeugdaten ausgetauscht werden. Diese Information wird ebenfalls einer Haupteinheit übermittelt. Die Signalisierungseinheiten passierende Fahrzeuge werden mit entsprechenden Informationen hinsichtlich des Verkehrsgeschehens versorgt und die Fahrzeuge erhalten vorbestimmte Anweisungen entsprechend einer Steuerung durch eine Datenverarbeitungseinrichtung in Abhängigkeit von der erfassten und ausgewerteten Verkehrslage.
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Des weiteren offenbart die Offenlegungsschrift
US 5 134 393 A ein Fahrzeugsteuerungssystem mit einer Vielzahl von in einer Straße entlang eines Verkehrssteuerungsstreifens angeordneten Detektoren. Der Verkehrssteuerungsstreifen umfasst eine Vielzahl von Beleuchtungseinrichtungen, die auf dem Streifen in vorbestimmten Intervallen angeordnet sind. Ebenfalls in vorbestimmten Intervallen sind die Detektoren angeordnet zur Erfassung des Fahrzeugs und der Fahrzeugbetriebsbedingungen und zum Empfangen und Senden von Signalen von und zu den Fahrzeugen, die in der Nähe des Verkehrssteuerungsstreifens vorbei fahren. Das Verkehrssteuerungssystem zum Steuern der Fahrzeuge umfasst eine Empfangseinrichtung und eine Übertragungseinrichtung zur Durchführung einer Datenübertragung zwischen dem Fahrzeug und den in dem Verkehrssteuerungsstreifen angeordneten Detektoren. Dabei wird eine Information wie z. B. eine Fahrzeuggeschwindigkeit und Beschleunigungs- oder Verzögerungssignale sowie eine Fahrrichtungsinformation berücksichtigt.
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Schließlich offenbart die Offenlegungsschrift
DE 2523802 A1 ein elektronisches Steuerungssystem für eine Verkehrssteuerung, wobei kodierte und unkodierte Daten zwischen Fahrzeugen und einer Steuerungszentrale übertragen werden. Eine Vielzahl von Detektoren ist entlang der Straße angeordnet und erfasst die Anwesenheit und insbesondere das Vorbeifahren von Fahrzeugen sowie die jeweiligen Fahrbedingungen derselben. Das System überwacht kontinuierlich die Verkehrsparameter in jedem Bereich des Straßensystems sowie die Straßenbedingungen in Abhängigkeit vom Wetter und weiteren Umgebungsbedingungen. Die Fahrzeugidentifikation kann in kodierter Form zur Geheimhaltung verarbeitet werden.
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Ferner sind ein Fahrsteuerungsverfahren und eine Vorrichtung für ein unbemanntes Fahrzeug in der japanischen Offenlegungsschrift
JP-1-253007 offenbart, bei welchen ein unbemanntes Fahrzeug entlang einer Straße fährt, auf der Magnetmarkierungen auf der Fahrspur an festgelegten Punkten angeordnet sind, wobei die Magnetfeldintensität der Magnetmarkierungen mittels eines Magnetfelddetektors (Magnetfeldsensor) erfasst und das Fahrzeug in der Weise gesteuert wird, dass der Versatz des Fahrzeugs relativ zur Straße kleiner wird.
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Zu einer genauen Erfassung des Versatzes des Fahrzeugs bezüglich einer Straße ist jedoch eine große Anzahl von Magnetmarkierungen in kurzen Abständen erforderlich. Dies führt zu Problemen bezüglich umfangreicher Montagearbeiten und höherer Kosten.
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Ferner ist aus der
JP-1995-157878 ein System bekannt, bei welchem an der Straßenoberfläche angeordnete Magnetfelderzeugungseinrichtungen ein Fahrzeug mit Daten bezüglich des Verlaufs der Straße versorgen. Dieser Aufbau ermöglicht eine sichere Führung eines Fahrzeugs ohne das Erfordernis einer Vielzahl von Magnetfelderzeugungseinrichtungen der genannten Art in kurzen Abständen, da das Fahrzeug den Verlauf einer Straßenoberfläche, auf der es zu fahren beabsichtigt, im voraus erkennen kann.
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Bei diesem Stand der Technik ist jedoch die Grundfunktion der Magnetfelderzeugungseinrichtung auf die Bereitstellung von Daten bezüglich des Straßenoberflächenverlaufs beschränkt. Es ist für die Magnetfelderzeugungseinrichtung schwierig, einem Fahrzeug geeignete Daten zur Führung entsprechend einer sich jede Stunde ändernden Verkehrssituation zu übermitteln. Daher ist eine gleichmäßige Führung und Berücksichtigung des Verkehrsflusses beschränkt. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugbewegungsleitsystem der eingangs genannten Art derart auszugestalten, dass eine sichere Führung eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von den Verkehrsbedingungen möglich ist.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Fahrzeugbewegungsleitsystem gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Das Fahrzeugbewegungsleitsystem umfasst somit gemäß der vorliegenden Erfindung eine auf der Straße angeordnete Datenbereitstellungseinrichtung und ein Fahrzeug mit einer Datenübertragungseinrichtung zum Senden von Fahrbetriebsdaten einschließlich Geschwindigkeitsdaten, Passierzeitdaten und Identität des Fahrzeugs an die Datenbereitstellungseinrichtung, wenn das Fahrzeug die Umgebung der Datenbereitstellungseinrichtung passiert, einer Einrichtung zur Bereitstellung einer Referenzzeit zur Verwendung bei der Kalibrierung eines Standardzeittakts, und einem Datenempfänger zum Empfangen der von der Datenbereitstellungseinrichtung übermittelten Daten. Die Datenbereitstellungseinrichtung umfasst einen Empfänger zum Empfangen der Geschwindigkeitsdaten, Passierzeitdaten und Identität des Fahrzeugs und eine Übertragungseinrichtung zum Senden der Geschwindigkeitsdaten, Passierzeitdaten und Identität des Fahrzeugs an vorbeifahrende Fahrzeuge. Die Datenbereitstellungseinrichtung sendet nicht nur Daten bezüglich des Verlaufs der Straße, sondern empfängt ebenfalls Fahrbetriebsdaten eines vorbeifahrenden Fahrzeugs und sendet diese Fahrbetriebsdaten an andere vorbeifahrende Fahrzeuge. Somit kann ein Fahrer eines Fahrzeugs Kenntnis über den Fahrzustand eines Fahrzeugs erlangen, das den betreffenden Punkt bereits passiert hat und kann den Fahrbetrieb in Abhängigkeit vom Verkehrsfluß anpassen.
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Es ist in diesem Falle vorteilhaft, dass die Datenbereitstellungseinrichtung in der Straßenoberfläche in Form einer Elektrowellenmarkierung vorgesehen ist. Vorzugsweise umfassen die Fahrbetriebsdaten die Fahrzeugpassierzeit oder die Fahrzeugpassierzeit und die Geschwindigkeit. Vorzugsweise soll die Anzahl der in einer Straße vorgesehenen Datenbereitstellungseinrichtungen größer als eins sein, und es ist eine Steuerungszentrale vorgesehen, das mit dem vorbeifahrenden Fahrzeug Verkehrsdaten austauscht, die von jeder der Datenbereitstellungseinrichtungen ausgesandt wurden (Kommunikationszentrale). Die Steuerungszentrale sagt das Auftreten von Verkehrsstaus auf der Basis der Passierzeit und der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs voraus, die in den Fahrbetriebsdaten enthalten sind, und übermittelt das Auftreten eines Verkehrsstaus als Verkehrsdaten weiter. Es wird dabei angenommen, dass an einem bestimmten Punkt die Fahrzeuge zu einer bestimmten Zeit gleichmäßig fahren und zu einer anderen Zeit die Geschwindigkeit der Fahrzeuge erheblich vermindert ist. In diesem Fall wird das Auftreten eines Verkehrsstaus in der Nähe dieses Punkts erwartet. Somit kann ein gleichmäßiges Fahren beispielsweise durch die Übertragung von Angaben bezüglich Umleitungen zu jedem Fahrzeug erzielt werden, so dass die Vergrößerung von Verkehrsstaus verhindert werden kann.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeugleitsystem umfasst ferner eine in der Straße befindliche Datenbereitstellungseinrichtung, wobei die Datenbereitstellungseinrichtung einen Detektor zur Erfassung eines Fahrbetriebszustands eines in der Nähe des Detektors vorbeifahrenden Fahrzeugs aufweist, und eine Übertragungseinrichtung zum Senden des erfassten Fahrbetriebszustands an andere vorbeifahrende Fahrzeuge, und ein Fahrzeug umfasst einen Empfänger zum Empfangen der von der Datenbereitstellungseinrichtung übersandten Daten. Die Datenbereitstellungseinrichtung selbst ermittelt den Fahrbetriebszustand eines vorbeifahrenden Fahrzeugs, so dass Fahrzeuge ohne Übertragungseinrichtung bei diesem System verwendet werden können.
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Vorzugsweise ermittelt hierbei die Datenbereitstellungseinrichtung die Passierzeit eines Fahrzeugs, und die Übertragungseinrichtung übermittelt den Fahrbetriebszustand und die Passierzeit. Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Anzahl der in der Straße befindlichen Datenbereitstellungseinrichtungen größer als eins ist und eine Steuerungszentrale vorgesehen ist zur Übertragung von Verkehrsdaten, die aus den von den Datenbereitstellungseinrichtungen ausgesandten Fahrbetriebsdaten erhalten werden, mittels der Datenbereitstellungseinrichtungen zu einem vorbeifahrenden Fahrzeug. Vorzugsweise sagt die Steuerungs-zentrale das Auftreten eines Verkehrsstaus auf der Basis der Passierzeit und der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs voraus, die in den Fahrbetriebsdaten enthalten sind, und überträgt das Auftreten von Verkehrsstaus als Verkehrsdaten.
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Erfindungsgemäß umfasst das Fahrzeugbewegungsleitsystem ferner einen in der Straße befindlichen Speicher zur Speicherung von Fahrbetriebsdaten bezüglich eines vorbeifahrenden Fahrzeugs und eine in der Straße befindliche Übertragungseinrichtung zum Senden der Fahrbetriebsdaten zu dem nächsten vorbeifahrenden Fahrzeug. Somit kann jedes Fahrzeug seinen Fahrzustand auf der Basis der Fahrbetriebsdaten des vorhergehenden Fahrzeugs steuern.
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In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfuhrungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild eines Aufbaus eines Fahrzeugs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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2 ein Blockschaltbild eines Aufbaus einer Elektrowellenmarkierung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
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3 ein Blockschaltbild eines Aufbaus einer Elektrowellenmarkierung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
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4 eine grafische Darstellung des Aufbaus des Fahrzeugbewegungsleitsystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
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5 eine grafische Darstellung zur Veranschaulichung eines Zustands zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem in 4 gezeigten Zeitpunkt.
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Erstes Ausführungsbeispiel
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Die
1 und
2 zeigen den Systemaufbau gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Hierbei zeigt
1 ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Fahrzeugs, während
2 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer in der Straßenoberfläche angeordneten Elektrowellenmarkierung zeigt. Der Grundaufbau der Straßenoberfläche ist gleich der in der
JP-1995-157878 beschriebenen Straßenoberfläche. Hierbei sind Elektrowellenmarkierungen in der Straßenoberfläche in festen Abständen (von beispielsweise 100 m) angeordnet zum Senden von Daten bezüglich der Form der Straßenoberfläche an ein vorbeifahrendes Fahrzeug, und ein Paar von Magnetmarkierungen ist auf der Straßenoberfläche an der Seite jeder Elektrowellenmarkierung vorgesehen, aus der sich das Fahrzeug nähert. Ein Fahrzeug erkennt die relative Position (Versetzung) zur Straßenoberfläche durch Erfassen der Anwesenheit der Magnetmarkierungen und bildet Daten bezüglich der Form der Straßenoberfläche aus der Elektrowellenmarkierung während einer Lenkungssteuerung, wobei die Lenkungssteuerung in Abhängigkeit von der Form der Straßenoberfläche in Intervallen erfolgt, in welchen keine Magnetmarkierungen vorliegen.
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Im Heck des in 1 gezeigten Fahrzeugs befindet sich ein Elektrowellenempfänger 11 zum Empfangen der Elektrowellen einer Elektrowellenmarkierung, ein Demodulationsteil 12 zum Demodulieren der vom Elektrowellenempfänger 11 empfangenen Elektrowellen, ein Empfangsdatenspeicher (RAM) 13 zum Speichern von mittels des Demodulationsteils 12 demodulierten Daten, und ein Magnetsensor 14 zur Erfassung der auf einer Straßenoberfläche angeordneten Magnetmarkierungen mittels einer Elektrowellenmarkierung. Im Speicher RAM 13 gespeicherte Empfangsdaten und mittels des Magnetsensors 14 erfaßte Magnetdaten werden einer Steuerungseinrichtung 21 zugeführt, die mittels Mikrocomputern aufgebaut ist.
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Im Vorderteil des in 1 gezeigten Fahrzeugs befindet sich ein Übertragungsdatenspeicher (RAM) 31 zur Speicherung von Daten der Steuerungseinrichtung 21, ein Modulationsteil 32 zum Modulieren übertragener Daten, eine Elektrowellenübertragungseinrichtung 33 zum Senden modulierter Daten an eine Elektrowellenmarkierung, ein Magnetsensor 34 zur Erfassung von auf einer Straßenoberfläche angeordneten Magnetmarkierungen in gleicher Weise wie beim Magnetsensor 14 im Heck des Fahrzeugs, ein Magnetfeldgenerator 35 zur Erzeugung eines Magnetfelds als Antriebsleistung für die Elektrowellenmarkierung, ein Standardzeittakt 41 zur Erfassung des Zustands, bei dem das Fahrzeug eine Elektrowellenmarkierung passiert, und einen GPS-Empfänger 42 (Global Positioning System, Globales Ortungssystem) zur Bildung einer Referenzzeit zur Verwendung bei der Kalibrierung des Standardzeittakts 41. Die Kalibrierung des Standardzeittakts 41 kann ebenfalls mittels einer Referenzzeit durchgeführt werden, die durch einen Empfänger zum Empfangen eines Standardfrequenzsignals (wie JJY) erhalten wird. Erfaßt der Magnetsensor 14 eine Magnetmarkierung auf der Straßenoberfläche, dann wird der Magnetfeldgenerator 35 entsprechend einem Befehl der Steuerungseinrichtung 21 erregt. Eine Elektrowellenmarkierung erhält eine gewünschte Leistung aus einem resultierenden Magnetfeld durch den Magnetfeldgenerator 35, und eine spezielle Leistungsversorgung ist daher für die Elektrowellenmarkierung nicht erforderlich. Eine Elektrowellenmarkierung beginnt lediglich dann zu arbeiten, wenn ein Fahrzeug darüber hinwegfährt. Ferner werden Daten bezüglich einer mittels des GPS-Empfängers 42 aus einer Referenzzeit kalibrierten Standardzeit im Übertragungsdatenspeicher 31 gespeichert und zusammen mit Fahrbetriebsdaten wie der Geschwindigkeit oder der Identität eines Fahrzeugs an eine Elektrowellenmarkierung übermittelt. Das Senden von Daten wird entweder nach der Erfassung einer Magnetmarkierung mittels des Magnetsensors 14 und der Erzeugung eines Magnetfelds mittels des Magnetfeldgenerators 35 oder mit der Erzeugung eines Magnetfelds nach der Ermittlung einer Magnetmarkierung mittels des Magnetsensors 14 durchgeführt.
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2 zeigt den Aufbau einer Elektrowellenmarkierung 60. Das Kommunikationssystem (Datenübertragungssystem) umfaßt einen Elektrowellenempfänger 61 zum Empfangen von Fahrbetriebsdaten (Fahrzeugidentität, Geschwindigkeit und Passierzeit), die von einem passierenden Fahrzeug ausgesandt werden, einen Demodulationsteil 62 zum Demodulieren von empfangenen Daten, einen Datenspeicher (RAM) 63 zum Speichern demodulierter Daten, einen Übertragungsdatenspeicher ROM 71 zur Speicherung von Übertragungsdaten, einen Modulationsteil 72 zum Modulieren von Fahrbetriebsdaten des Datenspeichers RAM 63 und von Daten, die vom Übertragungsdatenspeicher ROM 71 als Fahrbetriebsdaten zur Übertragung ausgegeben werden, eine Elektrowellenübertragungseinrichtung 73 zum Senden von Fahrbetriebsdaten an ein passierendes (vorüberfahrendes) Fahrzeug, und eine Steuerungseinrichtung 81 zur Steuerung der vorstehend angegebenen Sende- und Empfangsvorgänge. Das Leistungsversorgungssystem umfaßt einen Magnetfelddetektor 91 zur Erfassung eines mittels des Magnetfeldgenerators 35 eines Fahrzeugs erzeugten Magnetfelds, einen Leistungsumwandlungsteil 92 einschließlich einer Spule zur Umwandlung eines erfaßten Magnetfelds in eine Leistung mittels elektromagnetischer Induktion, und eine Sicherungsleistungsversorgung 93 zur Bereitstellung von Leistung im Bedarfsfall an den Leistungsumwandlungsteil 92 zur Speicherung von Leistung. Eine Solar-Batterie 94 kann zur bedarfsweisen Umwandlung von Sonnenlicht oder einfallendem Licht in elektrische Energie verwendet werden. Wird eine in dem Leistungsumwandlungsteil 92 erhaltene Leistung der Steuerungseinrichtung 81 zugeführt, dann werden die Steuerungsvorgänge eingeleitet. Von einem Fahrzeug übertragene Fahrbetriebsdaten werden empfangen und im Datenspeicher RAM 63 gespeichert. Nach dem Empfang der Daten werden bereits im Speicher RAM gespeicherte Fahrbetriebsdaten des vorhergehenden Fahrzeugs dem gerade passierenden Fahrzeug übermittelt. Die zu übermittelnden Fahrbetriebsdaten umfassen die Identität des Fahrzeugs, die Geschwindigkeit und die Passierzeit des vorhergehenden Fahrzeugs sowie Informationen bezüglich der Elektrowellenmarkierung (beispielsweise Ortsdaten), die im Übertragungsdatenspeicher ROM 71 gespeichert sind.
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Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Aufbau erfolgt ein Senden und Empfangen von Daten in dem Fall, daß ein Fahrzeug in der Nähe einer Elektrowellenmarkierung vorbeifährt in der nachfolgenden Weise. Ermittelt der am Fahrzeug angebrachte Magnetsensor 14 eine Magnetmarkierung auf dieser Seite der Elektrowellenmarkierung, dann veranlaßt die Steuerungseinrichtung 21 den Magnetfeldgenerator 35, zur Bereitstellung eines Magnetfelds zur Elektrowellenmarkierung den Betrieb aufzunehmen und veranlaßt die Elektrowellenübertragungseinrichtung 33 zum Senden der Fahrzeugidentität, der Geschwindigkeit und der Zeitdaten bezüglich des Fahrzeugs zur Elektrowellenmarkierung. In der Elektrowellenmarkierung erfaßt der Magnetfeldsensor 91 ein Magnetfeld, und es wird Leistung mit zusätzlicher, von der Sicherungsleistungsversorgung 93 stammender Leistung jedem Teil zugeführt. Mit der Leistungszufuhr als Triggereinrichtung veranlaßt die Steuerungseinrichtung 81 den Speicher RAM, die Fahrzeugidentität, die Geschwindigkeit und die Passierzeitdaten des Fahrzeugs vom Elektrowellenempfänger 61 zu speichern. Ferner werden die im Datenspeicher RAM 63 gespeicherte Fahrzeugidentität, die Geschwindigkeit und die Passierzeitdaten des vorherigen Fahrzeugs dem Fahrzeug über die Elektrowellenübertragungseinrichtung 73 übermittelt. Im Fahrzeug werden von der Elektrowellenmarkierung ausgesandte Daten mittels des Elektrowellenempfängers 11 empfangen und der Steuerungseinrichtung 21 zugeführt. Die Steuerungseinrichtung 21 steuert das Fahren des Fahrzeugs auf der Basis der empfangenen Daten.
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Ein über eine Elektrowellenmarkierung fahrendes Fahrzeug kann auf diese Weise die Geschwindigkeit und die Passierzeitdaten des vorhergehenden Fahrzeugs empfangen und kann damit den Fahrbetriebszustand des vorherigen Fahrzeugs erkennen. Auf der Basis dieser Daten kann das gegenwärtige Fahrzeug bestimmen, ob die Fahrt in angemessener Weise erfolgt. Insbesondere sind diese Daten dann hilfreich, wenn das vorhergehende Fahrzeug infolge schlechten Wetters oder einer kurvenreichen Straße nicht erkennbar ist. Wird nun angenommen, daß keine große Zeitdauer seit dem Passieren des vorhergehenden Fahrzeugs abgelaufen und daß die Geschwindigkeit des vorhergehenden Fahrzeugs langsamer als diejenige des gegenwärtigen Fahrzeugs ist, dann ist das Vermindern der Geschwindigkeit des gegenwärtigen Fahrzeugs ein Verfahren zur Aufrechterhaltung des Abstands zwischen beiden Fahrzeugen.
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Die Sicherungsleistungsversorgung 93 kann dabei aus Sekundärzellen oder Großkondensatoren (kompakte Kondensatoren mit großer Kapazität) bestehen, die in der Lage sind, als Leistungsversorgung zu dienen zum Halten und Betreiben des Datenspeichers RAM 63, bis mehr als ein Fahrzeug vorbeigefahren ist. Durch Zuschalten der Solar-Batterie 94 an den Leistungsversorgungsteil 92, tritt kein Leistungsversorgungseinbruch auf, falls Sonnenlicht oder von einer entsprechenden Lichtquelle ausgesandtes Licht erhalten wird. Die Leistungsversorgung der Solar-Batterie 94 kann jedoch ausfallen. Sollte jedoch längere Zeit kein Fahrzeug vorbeigefahren sein, so daß die Sicherungsleistungsversorgung 93 erschöpft ist, dann bedeutet dies, daß nur ein geringer Verkehr vorliegt und daher keine Fahrzeugführung (Verkehrsleitung) im Hinblick auf die Abstände zwischen den Fahrzeugen erforderlich ist. Die Wirksamkeit des Systems wird hierbei nicht vermindert. In diesem Fall übermittelt die Steuerungseinrichtung 81 einem passierenden Fahrzeug lediglich die im Übertragungsdatenspeicher ROM 71 gespeicherten Daten.
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Gemäß einem Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels erfolgt das Senden und Empfangen von Daten zwischen einem Fahrzeug und einer Elektrowellenmarkierung mittels Elektrowellen (elektromagnetische Wellen). Das Senden und Empfangen von Daten kann jedoch auch mittels optischer Kommunikationseinrichtungen unter Verwendung optischer Signale wie Infrarotstrahlen durchgeführt werden.
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Gemäß dem Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels erfolgt die Leistungsversorgung der Elektrowellenmarkierung durch Erzeugen eines Magnetfelds mittels des am Fahrzeug angebrachten Magnetfeldgenerators 35. Die Leistung kann jedoch auch mittels Licht zugeführt werden, indem eine Flutlichterzeugungseinrichtung auf einem Fahrzeug angeordnet ist und an der Elektrowellenmarkierung eine fotoelektrische Umwandlungseinrichtung vorgesehen ist.
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Zweites Ausführungsbeispiel
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3 zeigt den Aufbau des Fahrzeugbewegungsleitsystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß die Übertragungseinrichtung zur Bereitstellung von Fahrbetriebsdaten bezüglich eines Fahrzeugs an eine Elektrowellenmarkierung auf dem Fahrzeug angeordnet ist. Unter Berücksichtigung des üblichen Verkehrs gibt es jedoch sowohl Fahrzeuge mit einer Übertragungseinrichtung als auch Fahrzeuge ohne eine solche Übertragungseinrichtung. Daher zeigt das vorliegende zweite Ausführungsbeispiel einen Aufbau des Systems, bei welchem Verkehrsdaten einem Fahrzeug sicher zugeführt werden können, ohne daß eine Übertragungseinrichtung vorgesehen ist.
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Gemäß 3 ist ein auf einer Fläche zwischen Fahrbahn-Seitenlinien (Begrenzungslinien) 101 und 102 fahrendes Fahrzeug 100 nicht mit einer in 1 gezeigten Elektrowellen-Übertragungseinrichtung 33 ausgestattet.
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In gleicher Weise wie in 2 umfaßt eine Elektrowellenmarkierung eine Elektrowellen-Übertragungseinrichtung und einen Empfänger, wobei jedoch eine Elektrowellen-Übertragungseinrichtung 173 gemäß dem vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel ebenfalls elektrische Radarwellen zur Erfassung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 aussendet. Dabei können die elektrischen Radarwellen entweder ständig oder lediglich bei der Erfassung eines vorbeifahrenden Fahrzeugs während dieser Zeit ausgesandt werden. Ein Elektrowellenempfänger 191 empfängt die vom Fahrzeug 100 reflektierten elektrischen Radarwellen. Die mittels des Elektrowellenempfängers 191 empfangenen reflektierten Radarwellen werden mittels eines Demodulationsteils 192 demoduliert und werden einer Steuerungseinrichtung 181 zur Erfassung der Geschwindigkeit des vorbeifahrenden Fahrzeugs zugeführt. Dabei kann beispielsweise die Geschwindigkeit unter Verwendung des Doppler-Effekts ermittelt werden. Die Elektrowellenmarkierung ist ebenfalls mit einem (nicht gezeigten) internen Takt zur Messung der Zeit bis zum Empfang der Radarwellen ausgestattet. Dies entspricht der Passierzeit eines Fahrzeugs. Die Passierzeit, d. h. die Zeit, die seit dem Passieren des vorhergehenden Fahrzeugs abgelaufen ist, kann gemessen werden. In einem Datenspeicher RAM 163 werden die Geschwindigkeit und die ermittelten Passierzeitdaten gespeichert. Bereits im Datenspeicher RAM 163 gespeicherte Fahrbetriebsdaten des vorhergehenden Fahrzeugs (des Fahrzeugs, daß unmittelbar vor dem gerade passierenden Fahrzeug die Stelle passiert hat) werden mittels eines Modulationsteils 172 moduliert und sodann durch die Elektrowellen-Übertragungseinrichtung 173 zu dem gegenwärtig die Elektrowellenmarkierung passierenden Fahrzeug übertragen. Im Datenspeicher RAM 163 neu abgespeicherte Fahrbetriebsdaten des gegenwärtig die Elektrowellenmarkierung passierenden Fahrzeugs werden dem nachfolgenden Fahrzeug (dem Fahrzeug, das nach dem gerade passierenden Fahrzeug die Stelle passiert) übermittelt.
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Auch wenn gemäß der vorstehenden Beschreibung ein Fahrzeug keine Übertragungseinrichtung aufweist, ist es gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel einer Elektrowellenmarkierung möglich, die Geschwindigkeit und die Passierzeitdaten eines vorbeifahrenden Fahrzeugs zu erhalten und diese dem nachfolgenden Fahrzeug zur Verfügung zu stellen. Somit kann eine gleichmäßige Fahrzeugführung erzielt werden, auch im Hinblick auf eine normale Verkehrssituation, bei der eine Vielzahl von Fahrzeugen beteiligt ist.
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Ein interner Takt der Elektrowellenmarkierung kann jedesmal dann kalibriert werden, wenn ein Fahrzeug mit einer Übertragungseinrichtung über die Elektrowellenmarkierung hinwegfährt. In diesem Fall werden die vom Fahrzeug übermittelten Passierzeitdaten verwendet. Diese Verfahren verbessert die Genauigkeit.
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Drittes Ausführungsbeispiel
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Die 4 und 5 zeigen den Aufbau des Fahrzeugbewegungsleitsystems gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel. Hierbei zeigt 4 den Fall, bei dem ein vorhergehendes Fahrzeug 210 in der Mähe der Elektrowellenmarkierung 200 vorüberfährt, während 5 den Fall zeigt, bei dem ein nachfolgendes Fahrzeug 220 denselben Punkt erreicht. Die 4 und 5 umfassen Verbindungseinrichtungen (Kommunikationseinrichtungen) 300 einschließlich einer Funkbake (Funkfeuer, Leitstrahlsender) und einer Verbindungsantenne an der Seite der Straße zum Empfangen der Elektrowellen der Elektrowellenmarkierung 200. Ein Steuerungszentrale (Überwachungszentrale) 310 ist mit der Verbindungseinrichtung 300 über Kabel oder drahtlos verbunden zum Aufnehmen der Fahrzeugidentität, der Geschwindigkeit und der Passierzeitdaten bezüglich eines passierenden Fahrzeugs von jeder der Elektrowellenmarkierungen 200.
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Somit weist gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die Elektrowellenmarkierung 200 die Funktion auf, die Fahrbetriebsdaten bezüglich eines passierenden Fahrzeugs nicht nur dem als nächstes passierenden Fahrzeug zu übermitteln, sondern die Daten ebenfalls der Verbindungseinrichtung 300 (eine Elektrowellen-Übertragungseinrichtung gemäß den 2 oder 3 kann diese Funktion umfassen) zu übermitteln, worauf die Steuerungszentrale 310 eine Stapelverarbeitung (Batch-Verarbeitung) mit den von der Elektrowellenmarkierung 200 übernommenen Daten durchführt.
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Erreicht gemäß 4 das vorausfahrende Fahrzeug 210 einen Punkt in der Nähe der Annäherungsseite zur Elektrowellenmarkierung 200, dann werden Fahrbetriebsdaten bezüglich des vorausfahrenden Fahrzeugs 210 in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel vom Fahrzeug zur Elektrowellenmarkierung 200 übertragen. Nach dem Empfang der Fahrbetriebsdaten speichert die Elektrowellenmarkierung 200 die Daten in einem Datenspeicher RAM und sendet die Fahrbetriebsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs 210 dem nachfolgenden Fahrzeug 220 zu, wie es in 5 dargestellt ist. Ferner sendet die Elektrowellenmarkierung 200 die Fahrbetriebsdaten des vorausfahrenden Fahrzeugs 210 der Verbindungseinrichtung 300 zu, die sodann die Fahrbetriebsdaten der Steuerungszentrale 310 übermittelt. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und den Passierzeitdaten der Elektrowellenmarkierung erkennt die Steuerungszentrale 310 den Verkehrsfluß in jedem Punkt und übermittelt jeder Elektrowellenmarkierung Daten bezüglich der Verkehrsinformation an diesem Punkt. Die Elektrowellenmarkierung 200 sendet nach Erhalt der Daten bezüglich der Verkehrsinformation von der Steuerungszentrale 310 diese Daten zusammen mit Fahrbetriebsdaten den vorbeifahrenden Fahrzeugen zu. Die Daten bezüglich der Verkehrsinformation umfassen Daten über die Anwesenheit von beschädigten Fahrzeugen, über das Auftreten eines Unfalls, Verkehrsstaudaten, über Punkte, an denen von nunan mit größerer Wahrscheinlichkeit Verkehrsstaus auftreten werden und dergleichen. Im folgenden wird ein Beispiel für eine Voraussage bezüglich eines Verkehrsstaus veranschaulicht. Sämtliche Geschwindigkeits- und Passierzeitdaten eines Fahrzeugs an jedem Punkt, bei dem eine Elektrowellenmarkierung 200 vorgesehen ist, werden der Steuerungszentrale 310 übermittelt. Liegt nun ein Punkt vor, bei dem während einer bestimmten Zeit ein gleichmäßiger Verkehrsfluß vorliegt, und verlangsamt danach jedes Fahrzeug seine Geschwindigkeit, wobei die Intervalle zwischen den Fahrzeugpassierzeiten zu kürzeren Zeiten tendieren, dann wird dieser Punkt als ein Verkehrsstaupunkt erkannt. Es wird bezüglich dieses Punktes angenommen, daß ein Verkehrsstau in Kürze auftreten wird, auch wenn noch kein Verkehrsstau vorliegt. Daher werden Verkehrsstau-Voraussagedaten den Elektrowellenmarkierungen 200 auf der Annäherungsseite dieses Punkts aus der Richtung, in der die Fahrzeuge fahren, übermittelt. Ferner übermitteln die Elektrowellenmarkierungen 200 nach Erhalt der Daten diese Daten den vorbeifahrenden Fahrzeugen, so daß es jedem vorbeifahrenden Fahrzeug möglich ist, das Auftreten eines Verkehrsstaus vorauszusagen und die entsprechenden Maßnahmen zu ergreifen, wie beispielsweise eine Umgehungsstrecke zu benutzen oder die Geschwindigkeit zu vermindern.
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Daten bezüglich der Verkehrsinformation können auf einen bestimmten Bereich begrenzt werden. Es wird nun angenommen, daß mehrere Fahrzeuge (mehr als ein Fahrzeug, beispielsweise drei Fahrzeuge) in relativ kurzen Abständen zueinander fahren. Ist die Geschwindigkeit des dritten Fahrzeugs größer als diejenige des ersten oder zweiten Fahrzeugs, dann wird das dritte Fahrzeug das zweite überholen. In diesem Fall übermittelt die Steuerungszentrale 310 Daten bezüglich dieses Sachverhalts der Elektrowellenmarkierung 200, über die das zweite Fahrzeug hinwegfahren wird. Dies ermöglicht es dem zweiten Fahrzeug, die Überholungsabsicht des nachfolgenden Fahrzeugs zu erkennen. Ferner können den Daten bezüglich der Verkehrsinformation ebenfalls Daten bezüglich einer Änderung der Fahrstreifen (Fahrspuren) auf der Basis von Erfassungssignalen von einem Fahrspuren-Abweichungsdetektor hinzugefügt werden, wobei der Fahrstreifen-Abweichungsdetektor getrennt an der Seite der Straße angeordnet ist.
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Gegenwärtig sind Systeme bekannt, bei welchen verschiedene Typen von Daten zwischen einem Fahrzeug und einer Steuerungszentrale ausgetauscht werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel betrifft jedoch der Verkehrsfluß Daten bezüglich der Geschwindigkeit und der Passierzeit eines vorbeifahrenden Fahrzeugs an jedem Punkt, an dem eine Elektrowellenmarkierung angeordnet ist. Somit unterscheidet sich das System gemäß dem vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel erheblich von den bekannten Systemen, indem das System den Abstand zwischen den Fahrzeugen an jedem Punkt erkennt und ebenfalls zeitliche Änderungen ermittelt. Auch bei einer verminderten Geschwindigkeit jedes Fahrzeugs kann ein Verkehrsstau nicht auftreten, wenn zwischen den Fahrzeugen jeweils ein angemessener Abstand vorliegt. Somit kann gemäß dem vorliegenden dritten Ausführungsbeispiel eine Verkehrsstau-Vorhersage mit großer Genauigkeit unter Berücksichtigung sowohl der Geschwindigkeit als auch der Passierzeit eines Fahrzeugs erfolgen.
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Die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele wurden in Verbindung mit einem Verfahren unter Verwendung einer in der Straßenoberfläche angeordneten Elektrowellenmarkierung beschrieben, wobei jedoch eine gegenüber der Elektrowellenmarkierung andersartige Datenübertragungs-/-empfangseinrichtung in einer Anordnung in der Straßenoberfläche oder an der Seite der Straße verwendet werden kann.
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Gemäß der vorstehenden Beschreibung kann mit dem Fahrzeugbewegungsleitsystem eine sich stündlich verändernde Verkehrsinformation mit größerer Genauigkeit jedem auf der Straßenoberfläche fahrenden Fahrzeug übermittelt werden. Im Ergebnis kann jedes Fahrzeug in Abhängigkeit von dieser Verkehrsinformation gleichmäßiger fahren.
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Das Fahrzeugbewegungsleitsystem versorgt somit ein Fahrzeug mit verschiedenen Daten zur Angabe des Verkehrsflusses im Hinblick auf ein gleichmäßiges Fahren. Die Geschwindigkeit und die Passierzeitdaten eines vorausfahrenden Fahrzeugs werden einer in einer Straßenoberfläche angeordneten Elektrowellenmarkierung übermittelt. Die Elektrowellenmarkierung übermittelt sodann die Daten dem nachfolgenden Fahrzeug, wenn dieses die Elektrowellenmarkierung überfährt. Ferner werden die empfangenen Daten einer Steuerungszentrale über eine Verbindungseinrichtung übermittelt, die sodann das Auftreten von Verkehrsstaus auf der Basis der Geschwindigkeit und der Passierzeitdaten der Fahrzeuge an jedem Punkt voraussagt und die Voraussageinformation der Elektrowellenmarkierung an demjenigen Punkt übermittelt, für den das Auftreten eines Verkehrsstaus vorausgesagt ist. Verkehrsdaten der Steuerungszentrale werden den vorbeifahrenden Fahrzeugen über die Elektrowellenmarkierung übermittelt und jedes vorbeifahrende Fahrzeug steuert seinen Fahrbetrieb in Abhängigkeit von den Verkehrsdaten.
