JPH09512121A - 車両における交通情報の把握のためのシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、車両側の第一の光電気工学的な送受信機と、交通路の予め定められた場所に設けられた第二の光電気工学的な送受信機とを備える、車両のための交通情報把握システムにして、第一の送受信機が第一の信号を発信し並びに第二の送受信機からの第二の信号を受信しかつ解読する、また、第二の送受信機が第一の送受信機からの第一の信号を受信しかつコード化された第二の信号を第一の送受信機へ返信するシステムに関する。第一の送受信機は、反射によって働く通過時間・距離測定装置として構成されている。発信された光学的な距離測定インパルス信号は、同時に、第二の送受信機によって受信される信号でもある。第二の送受信機からは、第一の信号を受け取った後、遅延時間の後に第二の信号が発信される。当該遅延時間は、距離測定のために必要とされる最大の時間よりも大きくすべきである。それによって、第二の送受信機からの信号が標的によって反射された信号として誤って解釈されないことが保障される。

Description

【発明の詳細な説明】 車両における交通情報の把握のためのシステム 本発明は、請求項１の上位概念に記載の、車両における交通情報の把握のため のシステムに関する。 そのようなシステムは、ドイツ特許公開第４１３８０５０号公報により公知で ある。その公知のシステムは、主として、特に高周波数の問合せ信号の発信並び に応答信号の受信及び解読のための能動的な送受信機を有する。問合せ信号が受 動的な送受信機によって受け取られ、当該送受信機においてこの信号がコード化 される。前記の能動的な送受信機によって受信された、当該コード化された信号 は、解読されて識別目的のために利用される。 この公知のシステムの場合には、能動的な送受信機は車両内にあり、他方、受 動的な送受信機は交通路の定められた場所に設けられている。受動的な送受信機 に応答を求めることによって、交通に関する情報を問合わせることができる。例 えば、道路のへりに、１００メートルの距離で60km/hの速度制限が適用されると いう情報をもっている受動的な送受信機を備える交通標識を設けることが可能で ある。 ドイツ特許公開第４１３４６０１号公報により、自動車運転者に情報を渡すた めの方法及び装置が公知である。 これらの情報は、その時々の速度規制に関するものであり、かつ、道路状況及び 他の危険要因について付加的な告知を含むことができる。当該告知は、光学的に も音響的にも行うことが可能であり、危険状況に応じて強さを増すことができる 。動力車原動機の作動への影響の可能性も考慮に入れられる。 変調された情報データを有する赤外線による情報伝達のためのシステムが、ド イツ特許公開第３２４８５４４号公報により公知である。当該情報伝達は、それ ぞれ送受信組合装置を有する移動可能な車両と固定式の標識（Bake）との間で行 われる。前記車両は、異なる方向に方向づけられた少なくとも二つの送受信組合 装置を有する。別の場所に設備された少なくとも二つの前記標識が設けられてお り、それによって、異なる方向に方向づけられた少なくとも二つの伝達線が形成 される。送信機は、並列に接続されており、同時に同一のデータを送信する。受 信機は、アウトレット側を並列に接続されており、妨害信号が予め設定された妨 害信号閾値を越えると、そのつど受信機が停止されるように構成されている。 ドイツ特許公開第３３１９１５８号公報には、光線による問合せステーション と応答ステーションとの間の情報の伝達のためのシステムが記載されている。問 合せステーションによって問合せ信号が発信され、一部は固定 周波数で変調され、一部は情報コードによって作用される。そして、応答ステー ションによって当該問合せ信号が受信されて評価され、他方で応答信号として元 の方向へ反射されかつ変調される。その際、問合せ信号の元の方向への反射の解 除は、問合せ信号に含まれる識別信号の判定に依存して制御される。解除の時点 は、問合せ信号に含まれる、送信される通知の終了を示すコード化情報によって 制御される。その結果として、元の方向への反射の最初に、まず第一に確認信号 、例えば問合せ信号のコード化情報の変更のない反射が伝達される。この確認信 号によって、問合せステーションが固定周波数及び（あるいは）固定のコード化 情報によって自動的に制御される。それによって、応答準備がなされる。応答ス テーションには、問合せ信号の固定周波数あるいは固定コード化情報の識別のた めの手段が設けられている。当該手段は、応答ステーションの変調器の、この固 定サイクルに適応した運転準備の調節のための手段でもある。 ヨーロッパ特許第０３１２５２４号明細書には、光学的なインパルス信号の発 信による、光学的なインパルス信号のための送受信機と標的との間の距離測定の ための方法が記載されている。その方法は、通過時間測定の原理を基礎としてい る。反射された信号が当該送受信機に到着した後に、受信された光学的な信号が デジタル方式 の電気的な信号へ変換され、引き続いて処理される。送信機としては、半導体レ ーザーが用いられる。半導体レーザーによって、およそ１０kHzからほぼ１５０k Hzまでの範囲のパルス繰返し周波数を有するインパルスが標的へ向けて発せられ る。標的によって反射されかつ受信された信号列は、送信パルス繰返し周波数に 依存する走査周波数で走査され、デジタル化される。走査インターバルは、それ ぞれのパルス発信の際に新たに始まる。走査インターバル中に受け取られデジタ ル化された走査値は、走査周波数のサイクルで並列加算器において読み取られ、 第一の走査インターバルの間、記憶される。すぐ次の第二の走査インターバルの 走査値は、走査周波数のサイクルで、すでにある対応する走査値に連続して加算 される。それぞれの走査時点で、そのときどきのその前の走査値の代わりにその つど得られる合計値が記憶される。それぞれの新たな走査インターバルの走査値 は、走査周波数のサイクルで、すでにある対応する合計値に連続して加算される 。走査インターバルのそれぞれの走査時点で新たに得られる合計値は、事前の合 計値の代わりに記憶される。結果として生じる合計信号から、走査時点ごとにそ れぞれＮ個の走査値の合算後に距離情報が導き出される。この方法は、主として 以下の認識の適用を基礎とする。すなわち、Ｎ個のインパルスの使用による測定 法の 精度(Empfindlichkeit)は、情報理論の規則に従って、Ｎの平方根のファクター だけ改善され得る。 本発明は、交通に関する付加的な情報を受け取ることができるように、請求項 １の上位概念に記載の種類のシステムを構成することを課題とする。 前記課題は、本発明により、請求項１の上位概念に記載の種類のシステムの場 合に、請求項１の特徴部分に含まれる構成によって解決される。 本発明は、交通情報を記憶している送受信機に応答を求めるために、反射によ って働く通過時間・距離測定装置を用いるという基本思想に由来する。米国にお いては、すでに、製造される動力車が大きな比率でそのような距離測定装置を装 備されている。 広く普及している通過時間・距離測定装置は、光学的なインパルス信号によっ て働く。それゆえに、本発明に係るシステムの場合には、交通情報を記憶してい る送受信機も、光電子的な送受信機、特にいわゆる光電気トランスポンダである 。この送受信機を、以下では固定式送受信機と呼ぶ。 車両に取り付けられた送受信機によって光学的なインパルス信号が発信され、 当該インパルス信号が、先行する車両、並びに道路のへりに据え付けられた固定 式送受信機にあたるケースを想定すると、先行する車両によっ て反射された光学的なインパルス信号は、ある程度の時間の後に車両側の送受信 機へ戻る。当該時間は、主として、送信する車両と先行する車両との間の距離に 依存する。二台の車両の間の相対速度が距離測定結果へ及ぼす影響は二義的であ る。 距離測定のために車両側の送受信機によって送信される光学的なインパルス信 号は、固定式送受信機にもあたり、当該固定式送受信機によって受信されかつコ ード化されかつコード化された光学的なインパルス信号列として発信され、車両 側の送受信機によって受け取られる。送信する車両と固定式送受信機との間の距 離が先行する車両との間の距離より小さいときには、固定式送受信機によって返 信される光学的なインパルス列信号が、先行する車両によって反射された信号よ り先に到着する。そのために、送信する車両と固定式送受信機との間の距離が、 先行する車両までの距離として解釈されることになる。従って、間違った距離測 定が得られることになる。 本発明によれば、そのような不正確な距離測定の危険を回避するために、予め 定められた遅延時間の経過後初めて、固定式送受信機がコード化された光学的な インパルス信号列を発信する。この遅延時間は、実行される距離測定が確実に完 了した後に固定式送受信機がコード化された光学的なインパルス信号を発信する 長さにすべき である。このことは、遅延時間が、通過時間・距離測定装置の性能、すなわち、 どれだけの時間でどれだけの最大距離を測定できるか、に依存することも意味す る。 本発明の対象の有利な構成は、従属項に記載されている。 本発明の有利な構成では、光学的なインパルス信号のために赤外線が用いられ る。本発明の別の有利な構成では、第二の送受信機は光電気的なトランスポンダ であり、有利には受動的なトランスポンダである。 本発明の別の有利な態様では、第二の送受信機は、交通標識板に取り付けられ ている。 本発明の有利な構成は、第一の送受信機により発信された第一の信号がコード 化されており、第二の送受信機において解読されること、及び、コード化された 第二の信号がコード化された第一の信号のコードに依存して第二の送受信機によ り発信されることを特徴とする。コード化された第一の信号のコードは、特定の 車種に固有のコードであることが可能である。 例えば車両側の送受信機が貨物自動車に取り付けられているならば、この送受 信機によって発信される信号は、「貨物自動車」に割り当てられたコード化情報 を有することができる。貨物自動車に関係する情報のみを含む交通標識、例えば 勾配のある場合の貨物自動車にだけ有効 な速度制限の交通標識は、内在するコード化情報「貨物自動車」をもつ送受信機 を有することができる。この送受信機は、「貨物自動車」をコード化した信号を 受け取ると、コードの割り当てがあるので、第一の送受信機によって受信される 情報信号を発信する。車両側の送受信機によって、「貨物自動車」というコード を有さない信号が発信されたときには、第二の送受信機からも光学的な情報信号 は与えられない。 第二の送受信機、つまり固定式送受信機から与えられる情報は、車両運転者が 認識できるようにディスプレーに表示されることが好都合である。例えば音声装 置のような別の表示方式も同様に可能である。公知のように、車両側の送受信器 によって受信された信号によって、動力車エンジンの作動に影響を与えることが できる制御信号を誘導することも可能である。 本発明の対象を、以下に実施形態に基づいて図面に関連して詳細に説明する。 図１は、２台の乗用自動車と、送受信器を装備された速度規制のための交通標 識とを示した、道路交通状況の図、 図２は、図１に示された交通標識の拡大図、 図３は、交通標識に取り付けられた送受信器の領域における道路交通標識の図 式的な断面図、 図４は、図１に示された道路交通状況で実行された距離測定の際に動力車側の 送受信器によって受信された信号を図式的にグラフ化した図、 である。 図１は、道路１の右側車線に第一の乗用自動車２が位置する道路交通状況を示 す。第二の乗用自動車３は同じ車線上で第一の乗用自動車２に先行する。道路１ の右側には、80km/hの速度規制を知らせる交通標識４が建てられている。交通標 識４は、第一の乗用自動車２と第二の乗用自動車３との間にある。 第二の乗用自動車２は、距離測定装置として形成されている送受信器６を装備 している。距離測定は、通過時間測定によって行われる。その際、測定信号の発 信と標的で反射された信号の受信との間に測定される時間が決定される。ここで 使用される距離測定装置６によって、光学的なインパルス信号が発信される。測 定光は、ほぼ２００ｍの到達距離と、３°のビーム角とを持つ。 交通標識４には送受信器５が取り付けられており、当該送受信器５はオプトエ レクトリック・トランスポンダであることが有利である。送受信器５は、問合せ 信号によって作用されると、コード化情報を備える応答信号を発信する。一般に 、問合せ信号に含まれるエネルギーは、応答信号を発生させるために十分な大き さである。必要 な場合には、トランスポンダ５にバッテリー、特に光電池を装備し、その発生し た電気的なエネルギーを蓄電体、例えばコンデンサーに蓄積することが可能であ る。 図３は、図２に示された交通標識４の周縁領域の図式的な断面図を示す。当該 領域に、オプトエレクトリック・トランスポンダ５が位置する。 図３に示すように、金属製担持体１０に有色の層あるいは箔１１がコーティン グされている。当該層あるいは箔１１はこの位置では交通標識４の赤色の周囲境 界に対応して赤色に着色されている。層１１に、オプトエレクトロニック・トラ ンスポンダ５が取り付けられている。 保護のために、交通標識全体を、あるいはオプトエレクトリック・トランスポ ンダ５が位置する領域だけでも、透明の保護箔１２で覆うことが可能である。オ プトエレクトリック・トランスポンダ５の領域では、保護箔１２は、使用される 光学的なインパルス信号の波長領域を透過させなければならない。 第二の車両２から距離測定がおこなわれるべきときには、車両側の送受信器６ によって光学的なインパルス信号７が発信される。すでに述べたように、このイ ンパルス信号はおよそ３°のビーム角を有しており、図１に示すように、距離が 離れているときには、当該インパルス信号が一方では先行する第二の乗用自動車 ３を捕らえ、 他方では交通標識板４、特にオプトエレクトリック・トランスポンダ５の領域を 捕らえる。しかし、距離が近いときには、先行する車両だけが捕らえられる。そ の結果、トランスポンダ５は、もはや情報信号の発信のきっかけを与えられない 。光学的なインパルス信号７のエネルギー及び信号光線のビーム角が、一方でト ランスポンダ５をトリガーし、かつ他方で情報信号をも送受信器６によって受信 できる距離範囲を決定する。このことは、後続の車両についても明らかに適用で きる。その結果、先行する車両に対しての後続の車両の距離測定が、先行する車 両によって誘発された情報信号によって妨害されないことが重要である。 測定信号の発信によって、車両側の送受信器６において、例えば、サイクル信 号を計数し始めるカウンターがクリアされる。送受信器６によって発信された光 学的なインパルス信号７が先行する第二の乗用自動車３によって反射され、反射 された信号が第一の乗用自動車２の送受信器６によって受信される。この受信さ れた信号が、カウンターによるサイクルインパルスの計数を中断させる。従って 、計数された計数値は、両方の乗用自動車の間の距離を算定するのに用いること ができる量である。 図４には、第二の乗用自動車２の送受信機６の受信部によって受け取られた信 号についての時間依存グラフが 図式的に示されている。横軸は時間、縦軸はインパルス振幅Ａである。時間t0に 発信された光学的なインパルス信号は、反射された信号として時間t1に受信され る。装置定数があったとしてもそれを無視しかつ両方の乗用自動車の間の相対速 度を無視すれば、時間t1は第一の乗用自動車２と第二の乗用自動車３との間の距 離に直接に比例している。 距離測定のために発信された光学的なインパルス信号によって、交通標識４に 取り付けられているオプトエレクトリック・トランスポンダ５も作用を受ける。 オプトエレクトリック・トランスポンダ５は、特別の方法で次のように形成され ている。不正確な距離測定を防止するために、トランスポンダに含まれる情報の 問合せのための光学的なインパルス信号の受信と、この情報に対応してコード化 されている光学的なインパルス信号の発信との間に、予め設定された遅延時間が 設けられている。 図４からわかるように、トランスポング５からのこのコード化された光学的な インパルス信号は、遅延時間t2の経過の後初めて車両側の送受信機６によって受 信される。この時間t2において、距離測定領域８によって予め定められた時間イ ンターバルにおける距離測定はすでに確実に完了されている。信号を示す線及び 時間軸の中断線は、情報測定領域９のために予め定められた時間イン ターバルまでの実際の時間の間隔を明らかにするためのものである。 そのような遅延時間がなければ、不正確な距離測定が行われる危険がある。距 離測定のための光学的なインパルス信号は、同時に、オプトエレクトリック・ト ランスポンダに応答を求めるための信号でもある。図１に示された交通状況の場 合に、第二の車両３が比較的に遠く離れており、一方で交通標識４への距離がは るかに小さいならば、オプトエレクトリック・トランスポンダ５によって発信さ れた光学的なインパルス信号が、第二の乗用自動車３によって反射された信号よ り早い時点で、第一の乗用自動車２の送受信機６の受信部によって受信される、 という状況が生じる可能性がある。それゆえ、この信号が第二の乗用自動車３に よって反射された信号として解釈される危険がある。その結果として、第二の乗 用自動車３に関して不正確な距離測定が与えられる。 従って、オプトエレクトリック・トランスポンダ５に設けられる遅延時間は、 距離測定のために必要とされる最大の時間より大きい。実際の場合には、例えば ２００ｍまでの距離測定のためにほぼ２μsecが必要とされる。５０μsecのサイ クル周波数によって光学的なインパルス信号が発信されると、ほぼ４８μsecが オプトエレクトリック・トランスポンダ５に応答を求めるために自由にな る。その間、受信部は、通常、スイッチを切られている。遅延時間がほぼ２０μ secに固定されると、距離測定から得られるデータとの衝突が排除される。イン パルス信号７のビーム角が３°の場合には、２００ｍ離れている交通標識板に取 り付けられたトランスポンダにインパルス信号７が到達することも保障される。 トランスポンダ５は、車両への視線方向に取り付けられているので、進行方向へ 一直線に配置される結果ともなり、それによって妨害感度が小さくなる。 距離測定のため及び交通情報に関する固定式送受信機に応答を求めるための送 受信機を装備された車両に、与えられた情報及び測定結果を音響的にあるいは光 学的に知らせるための装置があることが好都合である。光学的な表示は、液晶に よる表示装置を用いて行うことができる。音響的な表示は、合成音声を使って行 うことも可能である。 距離測定の精度は、多数の距離測定を行うと、高めることができる。このため に、ヨーロッパ特許第０３１２５２４号明細書に記載の距離測定方法を用いるこ とが有利である。当該明細書についてはすでに導入部において言及されている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年２月８日 【補正内容】 請求の範囲 １．車両側に設けられた第一の送受信機と、交通路の予め定められた場所に設け られた第二の送受信機とを備える、車両における交通情報の把握のためのシステ ムにして、第一の送受信機が第一の信号を発信し並びに第二の送受信機からの第 二の信号を受信しかつ解読し、第二の送受信機が第一の送受信機からの第一の信 号を受信しかつ第二の信号をコード化して第一の送受信機へ返信するシステムに おいて、 第一及び第二の送受信機（６、５）が、第一及び第二の信号として光学的な インパルス信号を発信及び受信可能な光電気的な送受信機として形成されており 、 第一の送受信機（６）が反射によって作動する、当該車両の前方の障害物に 対する 通過時間・距離測定装置として形成されており、 距離測定のために第一の送受信機（６）によって発信された信号が第二の送 受信機（５）によって受信される第一の信号でもあり、 第二の送受信機（５）からの第二の信号が、第一の信号の受信後、定められ た遅延時間（t2）の後に発信可能であり、かつこの予め定められた遅延時間 （t2）が距離測定のために待たれるべき最大の時間より大きいことを特徴とする システム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．車両側に設けられた第一の送受信機と、交通路の予め定められた場所に設け られた第二の送受信機とを備える、車両における交通情報の把握のためのシステ ムにして、第一の送受信機が第一の信号を発信し並びに第二の送受信機からの第 二の信号を受信しかつ解読し、第二の送受信機が第一の送受信機からの第一の信 号を受信しかつコード化された第二の信号を第一の送受信機へ返信するシステム において、 第一及び第二の送受信機（６、５）が、第一及び第二の信号として光学的な インパルス信号を発信及び受信可能な光電気的な送受信機として形成されており 、 第一の送受信機（６）が反射によって作動する通過時間・距離測定装置とし て形成されており、 距離測定のために第一の送受信機（６）によって発信された信号が第二の送 受信機（５）によって受信される第一の信号を含み、 第二の送受信機（５）からの第二の信号が、第一の信号の受信後、定められ た遅延時間（t2）の後に発信可能であり、かつこの予め定められた遅延時間（t2 ）が距離測定のために待たれるべき最大の時間 より大きいことを特徴とするシステム。 ２．光学的なインパルス信号が赤外線信号であることを特徴とする、請求項１に 記載のシステム。 ３．第二の送受信機（５）が交通標識板（４）に配置されていることを特徴とす る、請求項１に記載のシステム。 ４．第二の送受信機がオプトエレクトリック・トランスポンダ（５）であること を特徴とする、請求項１あるいは３に記載のシステム。 ５．第一の送受信機によって発信された第一の信号がコード化されており、かつ 第二の送受信機（５）において解読可能であること、及び、コード化された第二 の信号が第二の送受信機（５）によって、コード化された第一の信号のコードに 依存して発信されることを特徴とする、上記請求項の一つに記載のシステム。 ６．コード化された第一の信号のコードが、車両に固有のコードであることを特 徴とする、請求項５に記載のシステム。 ７．車両（２）に、距離測定の結果及び（あるいは）コード化された第二の信号 に含まれる情報を知らせるための音響的な及び（あるいは）光学的な表示装置が 設けられていることを特徴とする、上記請求項の 一つに記載のシステム。