DE102007061941A1 - Messsystem und Verfahren zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten - Google Patents

Messsystem und Verfahren zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Messsystem zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten in einem Fahrzeuginformationssystem (3), wobei das System mindestens eine Induktionsschleife (5) in und/oder unter einem Belag einer Fahrbahn aufweist und die Induktionsschleife (5) zur Detektion von Fahrzeugen (7) ausgebildet bzw. eingerichtet ist, und eine Ausleseeinrichtung (11) für RFID-Signale, wobei mindestens ein Teil der Induktionsschleife (5) unter Bildung einer RFID-Antenne (29) mit der Ausleseeinrichtung (11) zu einem RFID-Empfangssystem gekoppelt ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Messsystem und ein Verfahren zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten in einem Fahrzeuginformationssystem.
  • Fahrzeugbezogene Daten werden in Verkehrssystemen für unterschiedliche Zwecke erfasst. Sie können beispielsweise einer Auswertung zugeführt werden, welche Rückschlüsse auf Verkehrsverhalten und Verkehrsflüsse zulässt, oder in Mautsysteme eingespeist werden bzw. von elektronischen Zugangssystemen im Straßenverkehr bzw. im privaten Verkehrsbereich weiterverwendet werden.
  • Da fahrzeugbezogene Daten im Straßenverkehr seit vielen Jahren erfasst werden, haben sich verschiedene technische Erfassungsstandards zunächst etabliert und später zumindest teilweise gegenseitig abgelöst. In Zeiten zunehmender Datenvernetzung in Kombination mit der Möglichkeit der Akquise und Übertragung großer Datenmengen ergibt sich jedoch die Notwendigkeit einer möglichst standardisierten Erfassung fahrzeugbezogener Daten, um Kompatibilitätsprobleme und Datenverluste zu vermeiden und um einfach handhabbare Fahrzeugsinformationssysteme zu etablieren, die fahrzeugbezogene Daten sammeln und weitergeben.
  • Eine bekannte und gut etablierte Technik zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten ist eine Sensorik mit Hilfe von Induktionsschleifen, welche in eine Fahrbahn eingelassen sind. Diese Induktionsschleifen bestehen im Wesentlichen aus einer Induktionsspule, die in einen Fahrbahnbelag integriert ist. Hierzu wird der Fahrbahnbelag üblicherweise in einem spulenförmigen Muster aufgesägt, die Induktionsschleife eingelegt und der Fahrbahnbelag nachversiegelt. Verbunden mit einer außerhalb des Fahrbahnbelags befindlichen Induktions-Messvorrichtung, die üblicherweise in einem Schaltkasten in Fahrbahnnähe untergebracht ist, detektiert eine solche Induktionsschleife das Vorhandensein von Fahrzeugen in einem Bereich in ihrer Nähe. Dabei wird die Induktivität der Induktionsschleife gemessen, die sich bei Vorhandensein größerer metallischer Gegenstände wie Kraftfahrzeugen messbar verändert.
  • Neuere Entwicklungen zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten basieren üblicherweise auf anderen Standards. Neben verschiedenen Formen der Videoüberwachung und der Satellitenkommunikation (beispielsweise durch GPS oder Galileo) findet seit einigen Jahren die RFID-Technologie immer weitere Verbreitung. RFID steht für Radio Frequency Identification und bedeutet eine Funkübertragung über geringe Distanzen auf Basis definierter Frequenzstandards. Ein RFID-System besteht prinzipiell aus zwei Komponenten; einem Transponder und einem Lesegerät. Das Lesegerät ist üblicherweise mit einem EDV-System gekoppelt.
  • Ein Transponder, auch RFID-Tag genannt, besteht mindestens aus einer Kombination eines Chips mit einer Antenne. Optional werden zusätzlich Elemente wie Sensoren und Zusatzspeicherelemente sowie weitere Elektronikbauteile in diese Kombination integriert. Üblicherweise speichert der Transponderchip eine eindeutige Identifikationsnummer und ggf. weitere Daten. Die Antenne dient als Koppelelement zu einem Lesegerät, das einen Transponder erkennt und mit ihm kommuniziert. Es dient insbesondere dazu, die Identifikationsnummer und – falls vorhanden – weitere Daten aus dem Chip auszulesen. Weiterhin kann es auch Daten an den Transponder versenden und ihn ggf. durch Aussenden eines elektromagnetischen Felds mit Energie versorgen. Das Lesegerät wirkt in diesem Fall als Sende- und Empfangseinheit. Eine Energieversorgung des Transponders ist in erster Linie dann notwendig, wenn es sich um ein passives RFID-Tag handelt, das heißt eine Einheit, die nicht über eine eigene Stromversorgung, beispielsweise durch Kopplung an eine Batterie, verfügt. Aktive RFID-Tags hingegen können selbständig und ohne Fremdanregung Daten versenden und ggf. generieren.
  • In den meisten Fällen werden die Transponderdaten in einem EDV-System weiterverarbeitet, etwa einem Lagerwirtschaftssystem oder einem Zugangskontrollsystem.
  • Die Anwendung von Transpondern zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten basiert somit üblicherweise auf einem im Fahrzeug angebrachten RFID-Tag und einer RFID-Sende- und/oder -Empfangseinrichtung, die sich außerhalb des Fahrzeugs in einem Verkehrsbereich befindet.
  • Zwischen der Verwendung von Induktionsschleifen einerseits und RFID-Systemen andererseits bestehen nicht nur technische Unterschiede, sondern auch unterschiedliche Nutzungsbedingungen und Anwendungsfälle. Während eine Induktionsschleife technisch relativ einfach in einen Fahrbahnbelag einbringbar ist, kann sie auch nur einen beschränkten Informationsgehalt für die Erfassung fahrzeugbezogener Daten generieren. Induktionsschleifen existieren zudem in verschiedenen Größen und Ausführungsformen und haben daher einen geringen Standardisierungsgrad. Sie detektieren nur das Vorhandensein bzw. Nichtvorhandensein von Fahrzeugen. In verfeinerter Form kann mit ihrer Hilfe ggf. noch zwischen unterschiedlichen Fahrzeugtypen unterschieden werden. Diese Unterscheidung ist allerdings sehr grob. Ein RFID-System hingegen kann zur Akquisition einer Fülle von fahrzeugbezogenen Daten verwendet werden, weist jedoch den Nachteil auf, dass die Lesereichweiten relativ gering sind und dass daher zur Installation eines RFID-Empfangssystems aufwändige Maßnahmen notwendig sind.
  • Die EP 1 045 358 B1 beschreibt ein System zur Ermittlung von Reisezeiten von Kraftfahrzeugen, in dem sowohl eine Induktionsschleife als auch ein RFID-System verwendet werden. Neben ihrer bekannten Funktion (der Detektion des Vorhandenseins eines Fahrzeugs) dient die Induktionsschleife hier zusätzlich dazu, ein passives RFID-Tag in einem Auto anzusteuern und mit Energie zu versorgen. Das so angeregte RFID-Tag sendet dann Daten an ein außerhalb der Fahrbahn befindliches RFID-Empfangssystem.
  • Ein solches System zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten hat mit anderen ähnlichen Systemen gemein, dass der Empfang von Daten aus RFID-Tags mit relativ hohem Aufwand durch eine Installation einer RFID-Empfangseinrichtung in Fahrbahnnähe durchgeführt werden muss.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein System zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten in einem Fahrzeuginformationssystem bereitzustellen, welches in einfacher und möglichst universell einsetzbarer Weise ein Auslesen von Daten aus RFID-Tags ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Messsystem zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten in einem Fahrzeuginformationssystem gelöst, das mindestens eine Induktionsschleife in und oder unter einem Belag einer Fahrbahn aufweist, welche Induktionsschleife zur Detektion von Fahrzeugen ausgebildet bzw. eingerichtet ist, und eine Ausleseeinrichtung für RFID-Signale, wobei zumindest ein Teil der Induktionsschleife unter Bildung einer RFID-Antenne mit der Ausleseeinrichtung zu einem RFID-Empfangssystem gekoppelt ist.
  • Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten in einem Fahrzeuginformationssystem gelöst, wobei eine Induktionsschleife im und/oder unter einem Belag einer Fahrbahn, welche Induktionsschleife zur Detektion von Fahrzeugen geeignet ist, und eine Ausleseeinrichtung für RFID-Signale zu einem RFID-Empfangssystem gekoppelt werden und zumindest ein Teil der Induktionsschleife als RFID-Antenne und/oder als Teil einer RFID-Antenne zum Empfang der RFID-Signale verwendet wird.
  • In der Erfindung wird also die Induktionsschleife einer Induktions-Messvorrichtung bzw. eine zu einer Induktionsmessung verwendbare Induktionsschleife, die direkt im oder unter dem Fahrbahnbelag angeordnet ist, selbst zumindest als Teil einer RFID-Antenne verwendet. Daraus ergibt sich u. a. der Vorteil, dass die RFID-Antenne in praktisch unmittelbarer Nähe zu den Fahrzeugen angeordnet ist, deren fahrzeugbezogene Daten erfasst werden sollen. Weiterhin wird mit einem derartigen System der Bereitstellungsaufwand für RFID-Empfangssysteme im Fahrbahnbereich deutlich reduziert. So können als Basis für die RFID-Antenne bereits vorhandene Induktionsschleifen in einem Fahrbahnbelag verwendet werden. Sie müssen ggf. noch mit weiteren Elementen versehen werden, um eine RFID-Antenne auszubilden, und mit einer Ausleseeinrichtung gekoppelt werden, so dass ein RFID-Empfangssystem entsteht. Diese Zusatzmaßnahmen sind im Vergleich zur Bereitstellung von kompletten RFID-Empfangssystemen in Kombination mit der notwendigen erhöhten Wartung solcher Systeme vergleichsweise einfach und kostengünstig.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist weiterhin eine Sendeeinrichtung für RFID-Daten mit der RFID-Antenne zu einem RFID-Sendesystem gekoppelt. Dies bedeutet, dass neben dem Empfang von fahrzeugbezogenen Daten über die RFID-Antenne auch Daten an ein Fahrzeug bzw. an ein RFID-Tag im oder am Fahrzeug gesendet werden können. Die RFID-Sende- und Empfangseinrichtungen können auch als gemeinsame Einheit in Form eines Lesegeräts ausgebildet sein. Es ist eine bidirektionale Kommunikation zwischen Fahrzeug und dem Fahrzeuginformationssystem möglich. Eine solche Kombination von RFID-Empfangssystemen und RFID-Sendesystemen in Kombination mit der RFID-Antenne bietet u. a. den Vorzug, dass auch passive RFID-Tags, wie sie kostengünstiger zu beziehen und wartungsärmer zu betreiben sind, durch das RFID-Sendesystem angeregt werden können und Daten vom RFID-Empfangssystem aus dem angeregten RFID-Tag bezogen werden können. Es ist jedoch auch möglich, mit dem RFID-Sendesystem RFID-Module in einem Fahrzeug anzusteuern, die nicht direkt in die Kommunikation fahrzeugbezogener Daten an das RFID-Empfangssystem eingebunden sind. Beispielsweise kann ein RFID-Sendesystem über eine bereits in der Fahrbahn angeordnete Induktionsschleife Informationen über die Verkehrs- und Wetterlage in einem Verkehrsbereich an ein RFID-Tag im Fahrzeug funken. Ein zweites RFID-Tag im Fahrzeug kann vorzugsweise währenddessen dazu dienen, dem RFID-Empfangssystem fahrzeugbezogene Daten zukommen zu lassen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das System weiterhin einen Induktions-Messkreis auf, der die Induktionsschleife und eine Induktions-Messvorrichtung umfasst. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform weist das System weiterhin eine Umschalteinrichtung zum Umschalten zwischen einem Betrieb des Induktions-Messkreises und einem Betrieb des RFID-Empfangssystems auf. Es wird durch diese Ausführungsform und ihre Weiterbildung vorteilhafterweise ermöglicht, das System zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten erstens dazu zu verwenden, das Vorhandensein eines Fahrzeugs in einem Detektionsbereich zu detektieren, was auf Basis des Induktions-Messkreises erfolgen kann. Zweitens wird dann, ggf. alternierend mit der Induktionsmessung, eine Kommunikation zwischen dem RFID-Empfangssystem und dem Fahrzeug aufgebaut. Die beiden Erfassungssysteme (Induktions-Messkreis und RFID-Empfangssystem) ergänzen sich sowohl technisch als auch in Bezug auf die generierbaren fahrzeugbezogenen Daten und können aufeinander aufbauen.
  • Vorzugsweise ist es möglich, dass in einem Betrieb des Systems, in dem noch kein Fahrzeug im Erfassungsbereich befindlich ist, das System auf den Betrieb der Induktions-Messvorrichtung gestellt ist. Die Induktions-Messvorrichtung kann dann das Eintreffen eines Fahrzeugs im Detektionsbereich feststellen, und das System stellt dann auf den Betrieb des RFID-Empfangssystems um. Hierdurch wird beispielsweise vermieden, dass das RFID-Empfangssystem ständig Leistung und damit Funkstrahlen in seine Umgebung abgibt, ohne dass daraus ein Nutzen für die Verkehrsüberwachung generiert wäre. Stattdessen dient die Detektion des Vorhandenseins eines Fahrzeugs durch die Induktions-Messvorrichtung dazu, das RFID-Empfangs system im richtigen Moment, d. h. bei Vorhandensein eines Fahrzeugs im Detektionsbereich, zu initiieren. Hierzu muss das Messsystem lediglich eine geeignete Steuereinheit aufweisen, die die Umschalteinrichtung ansteuert und welche auch in die RFID-Leseinrichtung oder die Induktions-Messvorrichtung integriert sein kann.
  • Gemäß einer speziellen Weiterbildung dieser Ausführungsform ist die Umschalteinrichtung zum Umschalten zwischen einem Betrieb eines Induktions-Messkreises und einem Betrieb eines RFID-Sende- und -Empfangssystems ausgelegt. So kann entweder eine Induktions-Messung erfolgen oder ein Betrieb im Sende- und Empfangsmodus eines RFID-Systems, wodurch wiederum eine bidirektionale Kommunikation möglich wird. Die Vorteile eines solchen Systems sind analog zu den Vorteilen beim Umschalten zwischen einem Betrieb des Induktions-Messkreises und einem Betrieb des RFID-Empfangssystems zu sehen, jedoch mit der Zusatzfunktion des RFID-Systems, das in beide Richtungen kommuniziert.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das RFID-Empfangs- und/oder Sendesystem für eine Funkübertragung im UHF-RFID-Bereich ausgelegt. Der UHF(Ultrahochfrequenz)-Sende- und Empfangsbereich von RFID-Systemen liegt bei einer Betriebsfrequenz von 300 MHz bis 3 GHz. Die derzeit gebräuchlichen Frequenzbandbreiten sind für Europa zwischen 865 und 868 MHz und für die USA zwischen 902 und 928 MHz definiert. Der Vorteil der Verwendung von UHF-Frequenzstandards ist vor allem in der höheren Reichweite solcher Systeme und in der geringeren Störanfälligkeit zu sehen, welche sich dadurch ergibt, dass UHF-Tags und UHF-Antennen auch in Bereichen eingesetzt werden können, in denen metallische Umgebungsvoraussetzungen herrschen. So können UHF-Tags beispielsweise einfacher an metallischen Oberflächen wie Autokarosserien angebracht werden, ohne dass der metallische Untergrund die Sende- und Empfangsleistung so stören würde, dass ein Sende- und Empfangsbetrieb praktisch unmöglich würde. Es kann beispielsweise auch ein metallisches Fahrzeugteil mit einer Aussparung, in die der RFID-Chip eingebettet und kontaktiert ist, als UHF-Schlitzantenne wirken. Gerade in einem Einsatzfeld, in dem schnell und zuverlässig metallische Gegenstände wie beispielsweise Fahrzeuge detektiert werden sollen, ist ein Einsatz der UHF-RFID-Technologie also von großem Vorteil.
  • Gemäß weiteren vorteilhaften Ausbildungsformen der Erfindung weist das System zusätzlich zu den bisher genannten Komponenten elektronische Elemente auf, die in erster Linie dazu dienen, die Induktionsschleife bzw. Teile davon so zu ergänzen, dass daraus eine funktionierende RFID-Antenne gebildet werden kann. Ein solches Element ist insbesondere eine Impedanz-Abstimmeinrichtung im Bereich des RFID-Empfangssystems zur Anpassung der Impedanz des RFID-Empfangssystems oder von Teilen davon, die dazu dient, eine definierte RFID-Übertragungsfrequenz zu gewährleisten. Als Impedanz-Abstimmeinrichtung können beispielsweise zuschaltbare Ohm'sche Widerstände, regelbare Ohm'sche Widerstände bzw. komplexe Widerstände mit kapazitiven und induktiven Anteilen verwendet werden. Weiterhin können vorteilhafterweise zur Bildung und/oder zur Abstimmung der RFID-Antenne Kapazitäten und/oder Induktivitäten zu- bzw. weggeschaltet werden. Außerdem kann die RFID-Antenne sowohl die Induktionsschleife als auch zur Induktionsschleife zuschaltbare Leitungsabschnitte umfassen und/oder die Induktionsschleife kann zur Bildung der RFID-Antenne wegschaltbare Leitungsabschnitte aufweisen. All diese Maßnahmen, die eine Zuschaltung und/oder Wegschaltung von Leitungsabschnitten bzw. Elektronikkomponenten vorsehen, können also dazu dienen, die Induktionsschleife ganz oder teilweise als Teil des RFID-Empfangssystems auszubilden.
  • Besonders bevorzugt ist das RFID-Empfangssystem zwischen verschiedenen RFID-Sende- und/oder Empfangsfrequenzen umschaltbar. Hieraus ergibt sich beispielsweise der Vorteil, dass zur Ausbildung des RFID-Empfangssystems standardisierte Basiskomponenten verwendet werden können, die universell, auch in verschiedenen Ländern mit unterschiedlichen Funkübertragungs standards, eingesetzt werden können. So können dieselben, international verwendeten Induktionsschleifen als Basis für die Bildung von RFID-Antennen dienen, egal in welchem Land sie eingesetzt werden. Damit ist beispielsweise ein Betrieb mit denselben Elektronikkomponenten in Europa wie in den USA mit UHF-Standard möglich.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das System eine Anzahl von Fahrzeugen, die jeweils ein RFID-Tag aufweisen, dessen Empfangs- und/oder Sendefrequenz mit der Sende- und/oder Empfangsfrequenz des RFID-Empfangssystems kompatibel ist. Durch das Zusammenwirken zwischen dem RFID-Empfangssystem auf Basis der Induktionsschleife und Fahrzeugen, die mit dazu kompatiblen RFID-Tags ausgestattet sind, ist eine Kommunikation mit diesen Fahrzeugen möglich. Vorzugsweise ist dabei das RFID-Tag in einem bodennahen Anbringungsbereich des Fahrzeugs angebracht. Dies kann beispielsweise im Bereich des Unterbodens, im Bereich des Fahrzeugidentifikationsschildes oder an einem Stoßfänger erfolgen. Dadurch wird besonders einfach gewährleistet, dass der Abstand zwischen dem RFID-Tag und der RFID-Antenne ausreichend gering ist, um eine komplikationslose Datenkommunikation zu ermöglichen. Manchmal ist es jedoch auch sinnvoll, RFID-Tags in Fahrzeugen sichtbar im Bereich einer Windschutzscheibe anzubringen, damit auch andere Sende- und/oder Empfangssysteme – beispielsweise optische Erkennungssysteme wie Barcode-Leser – dieses RFID-Tag nutzen können. Gerade dann ist es aufgrund der höheren Kommunikationsreichweite notwendig, dass das RFID-Tag sehr gut mit der Sende- und/oder Empfangsfrequenz des RFID-Empfangssystems kompatibel ist, um sicherzustellen, dass die erforderliche Kommunikationsreichweite erreicht wird.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das RFID-Empfangssystem zur Überprüfung von Zugangsberechtigungen und/oder zur Positionsüberwachung von Fahrzeugen verwendet. Beispielsweise können vorhandene Induktionsschleifen an Eingangsschranken, die zur Detektion des Vorhandenseins eines Fahrzeugs vor einer solchen Schranke dienen, nun mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens weitergebildet und weiterverwendet werden. Die fahrzeugbezogenen Daten, die über RFID-Funkübertragung an die RFID-Antenne übertragen werden, können zur Überprüfung dienen, ob ein an der Schranke stehendes Fahrzeug eine Zugangsberechtigung zu dem hinter der Schranke befindlichen Bereich besitzt. Eine ähnliche Funktionalität ergibt sich beispielsweise bei der Überwachung der Position eines Fahrzeugs im Bereich oder eine Ausfahrtsberechtigung aus einem Bereich eines Parkplatzes, wo detektiert werden kann, welches Fahrzeug gerade auf einem bestimmten Parkplatz steht. Eine Positionsüberwachung schließt auch ein, dass ein Fahrzeuginformationssystem überwachen kann, zwischen welchen Verkehrsbereichen sich ein Fahrzeug bewegt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die RFID-Antenne für ein RFID-Sende- und Empfangssystem verwendet und auf Basis einer RFID-Funkabfrage von Identifikationsinformationen zu einem Fahrzeug eine Gebührenabrechnung auf einem der Identifikationsinformationen zugeordneten Abrechnungskonto durchgeführt. Es ist beispielsweise mit Hilfe dieses Verfahrens möglich, eine vereinfachte Abrechnung von Parkgebühren auf Basis der Identifikationsinformationen im RFID-Tag eines Fahrzeugs durchzuführen, indem das RFID-Tag an einer Einfahrts- und an einer Ausfahrtsschranke gelesen wird. Ähnlich ist es möglich, ein Fahrzeugmautsystem, beispielsweise auf Autobahnen, mit Hilfe dieses Verfahrens zu etablieren bzw. zu unterstützen. All diesen Maßnahmen ist u. a. vorteilhafterweise gemein, dass vorhandene Infrastruktur in Form von Induktionsschleifen praktisch mühelos dazu verwendet werden kann, neuartige Zugangs- und/oder Abrechnungssysteme für Fahrzeuge zu etablieren bzw. zu unterstützen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen.
  • Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Verkehrsbereichs mit einer Fahrbahnkreuzung und einem erfindungsgemäßen System zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten,
  • 2 eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation eines Fahrzeugs vor einer Schranke unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten,
  • 3 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Schaltbilds eines erfindungsgemäßen Systems.
  • 1 zeigt einen Verkehrsbereich 1, hier eine Fahrbahnkreuzung mit Lichtsignalanlagen 15. Mehrere Fahrzeuge 7 mit an der Unterseite angebrachten RFID-Tags 8 befinden sich auf zwei sich kreuzenden Straßen 2 im Verkehrsbereich 1. In jeder Richtung der Straßen 2 ist vor dem Kreuzungsbereich jeweils eine Induktionsschleife 5 in die Fahrbahn eingelassen. Sie sind innerhalb von im Straßenbelag eingeschlitzten Rechtecken wie Spulen mit mehreren Windungen eingelegt und danach mit Bitumen versiegelt. In der Draufsicht bilden sie daher die Form von geschlossenen Rechtecken. Über Kommunikationsverbindungen 17, hier in Form von Kabelverbindungen, sind die Induktionsschleifen 5 mit einer Dateneingangseinheit 9 in Form eines Schaltkastens verbunden. Üblicherweise betragen die Abstände zwischen den Induktionsschleifen 5 und der Dateneingangseinheit 9 zwischen 10 m und 200 m. Die Dateneingangseinheit 9 umfasst eine Induktions-Messvorrichtung 13 und eine RFID-Ausleseeinrichtung 11. Die Dateneingangseinheit 9 zusammen mit den Induktionsschleifen 5 bildet das Fahrzeuginformationssystem 3. Dabei kann die Dateneingangseinheit 9 mit weiteren Kontrolleinheiten verbunden sein, beispielsweise mit Verkehrsmanagementzentralen und/oder anderen Verkehrsüberwachungssystemen. Die Induktionsschleifen 5 sind so ausgebildet, dass mit ihrer Hilfe die Induktions-Messvorrichtung 13 detektieren kann, ob sich ein Fahrzeug 7 in ihrer unmittelba ren Umgebung befindet. Zusätzlich dazu dienen die Induktionsschleifen 5 oder Teile davon zur Bildung von RFID-Antennen, die mit Hilfe der RFID-Ausleseeinrichtung 11 angesteuert bzw. abgegriffen werden. Hierzu können die variierenden Abstände zwischen den Induktionsschleifen 5 und der Dateneingangseinheit 9 dahingehend berücksichtigt werden, dass induktive und/oder kapazitive Anpassungen je nach der Länge der einzelnen Kommunikationsverbindungen 17 durchgeführt werden. Mit Hilfe der RFID-Antennen ist eine Kommunikation zwischen den RFID-Tags 8 und der RFID-Ausleseeinrichtung 11 ermöglicht.
  • 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Fahrzeug 7 mit einem RFID-Tag 8 auf einer Straße 2 vor einer Schranke 19 steht. In die Straße 2 ist wiederum eine Induktionsschleife 5 eingelassen, welche in Verbindung mit einer Dateneingangseinheit 9 steht. Die Induktionsschleife 5 erstreckt sich über die gesamte Fahrbahnbreite der Straße 2, da diese für einen Einbahn-Betrieb ausgelegt ist. Die Dateneingangseinheit 9 weist wiederum eine Induktions-Messvorrichtung 13 und eine RFID-Ausleseeinrichtung 11 auf, welche in gleicher Weise wirken wie eben in 1 beschrieben. Fährt das Fahrzeug 7 in den Detektionsbereich der Induktionsschleife 5, so wird durch die Induktions-Messvorrichtung 13 festgestellt, dass sich dort ein Fahrzeug befindet. Die RFID-Ausleseeinrichtung 11 in Verbindung mit der RFID-Antenne, die mindestens teilweise durch die Induktionsschleife 5 bzw. durch Teile der Induktionsschleife 5 gebildet wird, kann nun aus dem RFID-Tag 8 die fahrzeugbezogenen Daten auslesen, die zu einer Identifikation der Zugangsberechtigung des Fahrzeugs 7 notwendig sind. Wird das Fahrzeug 7 so identifiziert, dass die RFID-Ausleseeinrichtung 11 eine Zugangsberechtigung für den hinter der Schranke 19 befindlichen Bereich der Straße 2 feststellt, so wird die Schranke 19 mit Hilfe einer mit der RFID-Ausleseeinrichtung 11 verbundenen Schrankensteuerung 20 geöffnet. Zusätzlich und/oder alternativ können die durch die RFID-Ausleseeinrichtung 11 generierten fahrzeugbezogenen Daten dazu verwendet werden, eine Abrechnungseinheit 21 zu versorgen, welche aus den fahrzeugbezogenen Daten, beispielsweise in Verbindung mit der Zeit der Einfahrt des Fahrzeugs 7 in den hinter der Schranke 19 befindlichen Bereich, eine Kostenabrechnung, zum Beispiel von Parkgebühren, für das Fahrzeug 7 initiiert, wenn bei der Ausfahrt des Fahrzeugs 7 ein erneutes Auslesen des RFID-Tags 8 erfolgt. Die Abrechnungseinheit 21 kann mit weiteren Komponenten eines Abrechnungssystems verbunden sein, beispielsweise mit einem Kreditkartensystem eines Kreditkartenanbieters.
  • 3 zeigt den schematischen Schaltungsaufbau eines erfindungsgemäßen Systems. Eine Induktionsschleife 5, hier in lang-strichlierter Linienform dargestellt, ist in einem ersten Messkreis 6 mit einer Induktions-Messvorrichtung 13 verbunden. Die Windungen der Induktionsschleife 5 sind im Gegensatz zur Darstellung in den 1 und 2 in einer eckigen Spiralform gezeigt. Dies spiegelt nicht zwangsläufig eine andere Konstruktionsart der Induktionsschleife 5 wieder, sondern dient lediglich der Anschaulichkeit des Schaltungsaufbaus. In der Praxis ist die bauliche Anordnung üblicherweise nicht in einer solchen Spiralform ausgebildet.
  • Über eine Umschalteinrichtung 31 wird die Induktionsschleife 5 so mit weiteren elektronischen Komponenten bzw. Leitungen verbunden, dass sie eine RFID-Antenne 29 bildet. Innerhalb der Induktionsschleife 5 ist weiterhin eine Abschalteinrichtung 32 in Form eines Schalters angebracht, der dazu dient, einen Restbereich 33 der Induktionsschleife 5 beim Betrieb der RFID-Antenne 29 abzuschalten, so dass zur Bildung der RFID-Antenne 29 dieser Bereich der Induktionsschleife 5 nicht verwendet wird. Der Bildung der RFID-Antenne 29 dienen weiterhin eine Zusatz-Schleifenbahn 30, hier kurz-strichliert dargestellt, sowie ein Kondensator 27 und eine Impedanz-Abstimmeinrichtung in Form eines komplexen Widerstands 25. Die RFID-Antenne 29 mit dem Kondensator 27 und dem Widerstand 25 ist in einem zweiten Messkreis 10 mit einer parallel zum Kondensator 27 geschalteten RFID-Ausleseeinrichtung 11 und einer Sendeeinrichtung 23 gekoppelt. In Kombination mit diesen genannten Komponenten wirkt die RFID-Antenne 29 im Rahmen eines RFID-Sende- und Empfangssystems. Die Zusatz-Schleifenbahn 30 stellt eine zusätzlich zuschaltbare Induktivität dar, der Kondensator 27 eine zuschaltbare Kapazität. Der Widerstand 25 passt die Impedanz des RFID-Empfangssystems an die Notwendigkeiten an, die sich aus dem Frequenzbereich und der jeweiligen Einsatzumgebung des RFID-Sende- und Empfangssystems ergeben. Die RFID-Ausleseeinrichtung 11 dient dazu, über die RFID-Antenne 29 aus RFID-Tags empfangene Daten auszulesen und ggf. an weitere Informationssysteme weiterzuleiten. Die Sendeeinrichtung 23 generiert Daten, die über die RFID-Antenne 29 an RFID-Tags gesendet werden. Hierzu gehört auch die Aussendung von Anregungsenergien über die RFID-Antenne 29, mit deren Hilfe passive RFID-Tags zum Betrieb angeregt werden können.
  • Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei dem vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei den dargestellten Systemen zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1045358 B1 [0010]

Claims (17)

  1. Messsystem zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten in einem Fahrzeuginformationssystem (3), mindestens aufweisend eine Induktionsschleife (5) in und/oder unter einem Belag einer Fahrbahn, welche Induktionsschleife (5) zur Detektion von Fahrzeugen (7) ausgebildet bzw. eingerichtet ist, und eine Ausleseeinrichtung (11) für RFID-Signale, wobei zumindest ein Teil der Induktionsschleife (5) unter Bildung einer RFID-Antenne (29) mit der Ausleseeinrichtung (11) zu einem RFID-Empfangssystem gekoppelt ist.
  2. Messsystem gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sendeeinrichtung (23) für RFID-Daten mit der RFID-Antenne (29) zu einem RFID-Sendesystem gekoppelt ist.
  3. Messsystem gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Induktions-Messkreis (6), der die Induktionsschleife (5) und eine Induktions-Messvorrichtung (13) umfasst.
  4. Messsystem gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung (31, 32) zum Umschalten zwischen einem Betrieb des Induktions-Messkreises (6) und einem Betrieb des RFID-Empfangssystems.
  5. Messsystem gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Steuereinheit, welche das Messsystem auf einen Betrieb der Induktions-Messvorrichtung schaltet, wenn sich kein Fahrzeug in einem Erfassungsbereich der Induktionsschleife befindet, und nach Feststellen eines Eintreffen eines Fahrzeugs im Erfassungsbereich auf den Betrieb des RFID-Empfangssystems umschaltet.
  6. Messsystem gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (31, 32) zum Umschalten zwischen einem Betrieb eines Induktions- Messkreises (6) und einem Betrieb eines RFID-Sende- und Empfangssystems ausgelegt ist.
  7. Messsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das RFID-Empfangs- und/oder Sendesystem für eine Funkübertragung im UHF-RFID-Bereich ausgelegt sind.
  8. Messsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Impedanz-Abstimmeinrichtung (25) zur Anpassung der Impedanz des RFID-Empfangssystems an eine definierte RFID-Übertragungsfrequenz.
  9. Messsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zur Bildung und/oder Abstimmung der RFID-Antenne (29) zuschaltbare Kapazitäten (27) und/oder Induktivitäten (30) umfasst.
  10. Messsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Antenne (29) die Induktionsschleife (5) sowie zur Induktionsschleife (5) zuschaltbare Leitungsabschnitte (30) umfasst und/oder die Induktionsschleife (5) zur Bildung der RFID-Antenne (29) wegschaltbare Leitungsabschnitte (33) aufweist.
  11. Messsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das RFID-Empfangssystem zwischen verschiedenen RFID-Sende- und/oder Empfangsfrequenzen umschaltbar ist.
  12. Messsystem gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Anzahl von Fahrzeugen (7), die jeweils ein RFID-Tag (8) aufweisen, dessen Empfangs- und/oder Sendefrequenz mit der Sende- und/oder Empfangsfrequenz des RFID-Empfangssystems kompatibel ist.
  13. Messsystem gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das RFID-Tag (8) in einem bodennahen Anbringungsbereich des Fahrzeugs (7) angebracht ist.
  14. Verfahren zur Erfassung fahrzeugbezogener Daten in einem Fahrzeuginformationssystem (3), dadurch gekennzeichnet, dass eine Induktionsschleife (5) in und/oder unter einem Belag einer Fahrbahn, welche Induktionsschleife (5) zur Detektion von Fahrzeugen (7) geeignet ist, und eine Ausleseeinrichtung (11) für RFID-Signale zu einem RFID-Empfangssystem gekoppelt werden und zumindest ein Teil der Induktionsschleife (5) als RFID-Antenne (29) und/oder als Teil einer RFID-Antenne (29) zum Empfang der RFID-Signale verwendet wird.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das RFID-Empfangssystem zur Überprüfung von Zugangsberechtigungen und/oder zur Positionsüberwachung von Fahrzeugen (7) verwendet wird.
  16. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die RFID-Antenne (29) für ein RFID-Sende- und Empfangssystem verwendet wird und auf Basis einer RFID-Funkabfrage von Identifikations-Informationen zu einem Fahrzeug (7) eine Gebührenabrechnung auf einem der Identifikations-Information zugeordneten Abrechnungskonto durchgeführt wird.
  17. Verwendung einer Induktionsschleife (5) in und/oder unter einem Belag einer Fahrbahn, welche Induktionsschleife (5) zur Detektion von Fahrzeugen (7) ausgebildet bzw. eingerichtet ist, zumindest als Teil einer RFID-Antenne (29) zum Senden und/oder Empfangen von Daten zwischen einem RFID-System und einem RFID-Tag (8) in oder an einem Fahrzeug (7).
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