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Die Erfindung betrifft eine Verkehrssignaleinrichtung, aufweisend mindestens eine Gegenstandserkennungseinrichtung zum Erkennen von Gegenständen. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Plasmaobjekts. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf Verkehrssignaleinrichtungen, die Teile von Fahrzeugen und/oder von Straßenausstattungen darstellen.
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Es sind z.B. aus den Druckschriften
WO 2012/136334 A1 ,
TW 2012 020 7541 U oder
TW 2011 020 9726 U Leuchten für Kraftfahrzeuge bekannt, die bei Betrachtung von außen eine dreidimensionale Anmutung aufweisen oder die mittels Lichts eine holographische Projektion außerhalb des Fahrzeugs erzeugen. Nachteilig hierbei ist, dass zur Sichtbarmachung des leuchtenden „Objekts“ (
d.h., der Projektion bzw. des Bilds) eine lichtstreuende Bildebene benötigt wird. Eine solche ist jedoch nicht immer vorhanden oder, falls sie vorhanden ist, von unterschiedlicher Beschaffenheit und Entfernung. Daher ist eine Erzeugung des leuchtenden Objekts nur in geringem Maße einheitlich reproduzierbar, insbesondere auch von wechselnd guter Sichtbarkeit.
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In Yoichi Ochiai, Kota Kumagai, Takayuki Hoshi, Jun Rekimoto, Satoshi Hasegawa, Yoshio Hayasaki: „Fairy Lights in Femtoseconds: Aerial and Volumetric Graphics Rendered by Focused Femtosecond Laser Combined with Computational Holographie Fields“ wird eine Möglichkeit beschrieben, ein volumetrisches Plasmaobjekt in einem Luftvolumen durch Einsatz von Femtosekundenlasern herzustellen. Hierbei ist es nachteilig, dass ein Objekt bei längerer Bestrahlung durch einen Anregungslaser Verbrennungsspuren zeigen kann.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Möglichkeit für eine besonders sichere und effektive Signalisierung im Straßenverkehr bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Verkehrssignaleinrichtung, aufweisend mindestens eine Plasmaerzeugungseinrichtung zum Erzeugen mindestens eines Plasmaobjekts und mindestens eine Gegenstandserkennungseinrichtung zum Erkennen von Gegenständen, wobei die Verkehrssignaleinrichtung dazu eingerichtet ist, das mindestens eine Plasmaobjekt in Abhängigkeit zumindest von einem Abstand des Plasmaobjekts zu einem erkannten Gegenstand zu verändern.
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Diese Verkehrssignaleinrichtung ergibt den Vorteil, dass so vermieden werden kann, dass es zu einer schädigenden Bestrahlung des erkannten Gegenstands kommt, insbesondere bei einer „Berührung“ des Plasmaobjekts mit dem erkannten Gegenstand oder durch Einbringen des Gegenstands in einen Strahlengang von das Plasmaobjekt erzeugenden Anregungsquelle.
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Unter einer Verkehrssignaleinrichtung kann insbesondere eine Einrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, Verkehrssignale zu erzeugen. Unter einem Verkehrssignal kann allgemein ein Signal oder Objekt verstanden werden, das zur Verkehrsbeeinflussung, insbesondere zur Verkehrslenkung dienen kann, beispielsweise ein Gefahrensignal, ein Vorschriftssignal (Gebot- oder Verbotssignal), ein Vortrittssignal, ein Hinweissignal usw.
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Das Plasmaobjekt kann grundsätzlich nach der in Y. Ochiai et al.: „Fairy Lights ...“ beschriebenen Methode erzeugt werden. Die Plasmaerzeugungseinrichtung kann dazu mindestens einen Anregungslaser - insbesondere Femtosekundenlaser - aufweisen, der auf einen Ort außerhalb des Fahrzeugs gerichtet ist. Die Verkehrssignaleinrichtung kann auch mehrere - ggf. örtlich verteilte - Anregungslaser zum Erzeugen eines Plasmaobjekts aufweisen. Ein Plasmaobjekt kann durch einen oder durch mehrere Laser erzeugt werden. Ein Laser kann ein Plasmaobjekt oder mehrere Plasmaobjekte erzeugen. Mehrere Plasmaobjekte können gemeinsam durch mehrere Laser erzeugt werden.
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Unter einem Plasmaobjekt kann insbesondere ein einteiliges oder mehrteiliges, durch Laserlicht zur Bildung eines Plasmas angeregtes Volumen verstanden werden, das von einem Betrachter als ein leuchtendes Objekt erkennbar ist. Das Plasmaobjekt kann insbesondere ein Symbol (z.B. einen Pfeil), eine Zahl, einen Buchstaben oder eine abstrakte Form (z.B. eine Scheibe oder einen Kegel) usw. darstellen.
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Ein Gegenstand kann ein lebender Gegenstand (z.B. ein Fußgänger) und/oder ein lebloser Gegenstand (z.B. ein Fahrzeug oder ein Verkehrshindernis) sein. Ein Gegenstand kann ein Verkehrsteilnehmer sein.
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Dass das (mindestens eine) Plasmaobjekt in Abhängigkeit zumindest von einem Abstand des Plasmaobjekts zu dem erkannten Gegenstand veränderbar ist, kann umfassen, dass das Plasmaobjekt verändert wird, wenn der Abstand einen Mindestabstand unterschreitet. Allgemein kann unter dem Abstand des Plasmaobjekts zu dem erkannten Gegenstand ein Abstand des erkannten Gegenstands nur zu dem Plasmaobjekt als auch ein Abstand des erkannten Gegenstands von einem (z.B. Laser-) Strahlengang zu dem Plasmaobjekt verstanden werden. Im Folgenden kann dann, wenn von dem Abstand des Plasmaobjekts zu dem erkannten Gegenstand (oder umgekehrt) die Rede ist, optional auch der Abstand zu dem Strahlengang verstanden werden.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das Verändern des Plasmaobjekts ein Verändern, insbesondere Verringern, einer Helligkeit des Plasmaobjekts umfasst. Dadurch kann eine schädigende Bestrahlung des erkannten Gegenstands verringert oder sogar ganz vermieden werden. Es ist eine Weiterbildung, dass die Helligkeit des Plasmaobjekts mit einem Unterschreiten eines vorgegebenen Mindestabstands zu dem Plasmaobjekt verringert (gedimmt) wird und innerhalb des Mindestabstands auf einer konstanten Helligkeit oder auf einem konstanten Dimmgrad gehalten wird. Alternativ können die Helligkeit oder der Dimmgrad mit sich verringerndem Abstand weiter herabgesetzt werden, beispielsweise stufenweise oder kontinuierlich.
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Das Verringern der Helligkeit kann ein Abschalten des Plasmaobjekts einschließen. Das Abschalten des Plasmaobjekts kann z.B. mit Erreichen des Mindestabstands oder eines noch geringeren Minimalabstands zu dem erkannten Objekt durchgeführt werden.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Verändern des Plasmaobjekts eine Positionsänderung des Plasmaobjekts umfasst. Insbesondere kann das Plasmaobjekt so bewegt werden, dass ein Mindestabstand eingehalten wird, was eine Sicherheit besonders effektiv sicherstellt.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Verändern des Plasmaobjekts eine Formänderung des Plasmaobjekts umfasst. Beispielsweise kann das Plasmaobjekt mit sich verringerndem Abstand kleiner werden.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Verkehrssignaleinrichtung dazu eingerichtet ist, das mindestens eine Plasmaobjekt in Abhängigkeit von einer Art des erkannten Gegenstands zu verändern. Kann beispielsweise erkannt werden, dass ein Gegenstand, insbesondere dessen Oberfläche, unempfindlich gegenüber dem Plasmaobjekt oder der zu seiner Erzeugung ausgesandten Laserstrahlung ist, so dass der Mindestabstand des Plasmaobjekts zu dem Objekt geringer angesetzt oder sogar ausgesetzt werden kann. Wird andererseits erkannt, dass ein Gegenstand, insbesondere dessen Oberfläche, besonders empfindlich gegenüber dem Plasmaobjekt oder der zu seiner Erzeugung ausgesandten Laserstrahlung ist, kann der Mindestabstand vergrößert werden und/oder eine Helligkeit des Plasmaobjekts verringert werden. Insbesondere können lebende Gegenstände (Personen, Tiere usw.) als besonders empfindlich eingestuft werden, z.B. um Augenschädigungen zu vermeiden. Es ist folglich eine spezielle Ausgestaltung davon, dass die Art des erkannten Gegenstands eine Art eines Oberflächenmaterials des erkannten Gegenstands umfasst.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung davon, dass die Art des Oberflächenmaterials eine spiegelnde Eigenschaft umfasst. Durch eine Vergrößerung des Abstands bei Erkennen eines spiegelnden Objekts lässt sich der Vorteil erreichen, dass eine merkliche Reflexion des von dem Plasmaobjekt abgestrahlten Lichts in andere Raumbereiche vermieden werden kann. Dies kann durch eine Vergrößerung des Mindestabstands zu dem Plasmaobjekt und/oder durch eine Verringerung der Helligkeit des Plasmaobjekts umgesetzt werden.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Verkehrssignaleinrichtung dazu eingerichtet ist, das mindestens eine Plasmaobjekt in Abhängigkeit von einer Relativgeschwindigkeit zu dem erkannten Gegenstand zu verändern. So können plötzliche Bewegungen und/oder Helligkeitsschwankungen vermieden werden. Insbesondere kann ein Mindestabstand bei hoher Relativgeschwindigkeit vergrößert werden und/oder das Plasmaobjekt früher und/oder schneller von dem Gegenstand wegbewegt werden.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die Gegenstandserkennungseinrichtung mindestens einen Bildsensor aufweist, um den Gegenstand optisch zu erfassen. Der mindestens eine Bildsensor kann für den sichtbaren Spektralbereich und/oder für den IR-Bereich empfindlich sein. Es ist eine Weiterbildung, dass die Gegenstandserkennungseinrichtung eine mit dem Bildsensor gekoppelte Bilderkennungsfunktion aufweist, die dazu in der Lage ist, aus den durch den mindestens einen Bildsensor aufgenommenen Bildern Objekte, deren Geschwindigkeit und/oder deren Bewegungsrichtung zu bestimmen.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Gegenstandserkennungseinrichtung mindestens einen Radarsensor, Lidarsensor, Ultraschallsensor, Induktionssensor usw. aufweisen. Grundsätzlich ist die Art des verwendeten Sensors nicht beschränkt.
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Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die Verkehrssignaleinrichtung dazu eingerichtet ist, das mindestens eine Plasmaobjekt zusätzlich oder alternativ in Abhängigkeit von extern übermittelten Daten zu verändern. Dies ermöglicht eine weitere Verringerung einer Gefahr einer Schädigung durch das Plasmaobjekt bzw. die das Plasmaobjekt erzeugende Strahlung. Die extern übermittelten Daten können von anderen („externen“) Institutionen, z.B. von Fahrzeugen oder anderen Verkehrsteilnehmern, übermittelte Daten sein. Die Daten können beispielsweise aus einer „Car-to-Car“ (C2C)-Kommunikation, über das Internet übermittelte Daten usw. sein. Beispielsweise kann ein Fahrzeug Daten zu einer kommenden Bewegungsänderung dieses Fahrzeugs (z.B. zu einem kommenden Brems- oder Lenkvorgang) an die Verkehrssignaleinrichtung übermitteln, um die Änderung des Plasmaobjekts bereits im Vorgriff auf die kommende Bewegungsänderung zu erreichen und/oder um eine Reaktionsverzögerung zur Änderung des Plasmaobjekts zu verringern. Das Plasmaobjekt kann also auch aufgrund von Gegenständen verändert werden, die nicht selbst von der Verkehrssignaleinrichtung erkannt worden sind, sondern „indirekt“ von einer anderen Institution und dann von der anderen Institution gemeldet worden sind.
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Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens ein Plasmaobjekt ein holographisches Plasmaobjekt ist. Dadurch wird eine systematisch anschauliche, räumliche Wahrnehmung aus verschiedenen Winkeln verbessert.
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Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Plasmaobjekt ein dreidimensionales Plasmaobjekt ist, insbesondere ein dreidimensionales holographisches Plasmaobjekt. Dies ermöglicht eine systematisch anschauliche, räumliche Wahrnehmung aus praktisch allen Winkeln.
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Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens ein Plasmaobjekt ein praktisch zweidimensionales Plasmaobjekt ist, d.h., dass es aus einer Richtung so schmal oder flach ist, dass es aus dieser Richtung deutlich schlechter als aus anderen Richtungen oder sogar kaum wahrnehmbar ist. Ein solches zweidimensionales Plasmaobjekt kann z.B. scheibenförmig sein. Diese Ausgestaltung ergibt den Vorteil, dass so Plasmaobjekte erzeugbar sind, die von einer Seite aus kaum wahrnehmbar sind und dort auch nicht merklich ablenken, während sie von einem frontalen Betrachter deutlich wahrnehmbar sind.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens ein Plasmaobjekt ein im ungestörten Zustand (d.h. ohne Beeinflussung durch einen erkannten Gegenstand) variables oder variierbares Plasmaobjekt ist. Ein solches Plasmaobjekt ist besonders geeignet, eine Aufmerksamkeit eines Betrachters auf sich zu ziehen, z.B. zum Anzeigen von Gefahrensituationen. Das Variieren des Plasmaobjekts kann beispielsweise ein Drehen des Plasmaobjekts, eine Variation seiner Helligkeit (z.B. ein „Blinken“), seiner Form, seiner Größe und/oder eine Bewegung des Plasmaobjekts umfassen.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Verkehrssignaleinrichtung einen Teil eines Fahrzeugs darstellt. Das Plasmaobjekt kann also von dem Fahrzeug erzeugt werden. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine auf das Fahrzeug bezogene sicherere Signal- und/oder Informationswirkung usw. Information über erkannte Gegenstände (z.B. querende Fußgänger oder Wildwechsel) können in einer Weiterbildung zwischen Fahrzeugen kommuniziert werden, z.B. durch C2C-Kommunikation. Die Gegenstandserkennungseinrichtung kann nur der Verkehrssignaleinrichtung zugeordnet sein oder kann alternativ auch für andere Zwecke verwendet werden, beispielsweise zur Variation von Lichtabstrahlmustern von Scheinwerfern.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Verkehrssignaleinrichtung einen Teil einer Straßenausstattung darstellt. Das Plasmaobjekt kann also von der Straßenausstattung erzeugt werden. Dies ermöglicht den Vorteil, dass eine für alle Verkehrsteilnehmer oder auch unbeteiligte Objekte bezogene Signal- und/oder Informationswirkung usw. auf sicherere Weise erzeugbar ist. Beispielsweise können Plasmaobjekte erzeugt werden, die auch von Fußgängern, Fahrradfahrern usw. deutlich wahrnehmbar sind und auf deren Situation bezogen sind.
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Es ist eine Ausgestaltung davon, dass die Verkehrssignaleinrichtung einen Teil einer Lichtzeichenanlage oder eines Verkehrsschilds darstellt.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch Fahrzeuge und/oder Straßenausstattungen, die mindestens eine solche Verkehrssignaleinrichtung aufweisen.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben oder Erzeugen eines Plasmaobjekts, bei dem mindestens ein Plasmaobjekt erzeugt wird, mindestens ein Gegenstand erkannt wird und das Plasmaobjekt in Abhängigkeit zumindest von einem Abstand des Plasmaobjekts zu dem erkannten Gegenstand verändert wird. Das Verfahren kann analog zu der Verkehrssignaleinrichtung ausgebildet werden und weist die gleichen Vorteile auf.
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Beispielsweise kann das Verfahren mittels der oben beschriebenen Einrichtungen durchgeführt werden. Insbesondere kann das Verfahren zum Zweck einer Verkehrsführung verwendet werden, insbesondere zum Zweck einer Erhöhung einer Sicherheit im Straßenverkehr.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird.
- 1 zeigt eine Skizze einer Verkehrssignaleinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; und
- 2 zeigt eine Skizze einer Verkehrssignaleinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine Skizze einer Verkehrssignaleinrichtung 1, die eine Plasmaerzeugungseinrichtung 2 zum Erzeugen mindestens eines z.B. dreidimensionalen Plasmaobjekts 3 und eine Gegenstandserkennungseinrichtung 4 zum Erkennen von Gegenständen, nämlich hier eines beweglichen Gegenstands in Form eines Fahrzeugs 5, wie durch den gestrichelten dünnen Pfeil angedeutet. Eine Bewegung des Fahrzeugs 5 ist durch den breiten Pfeil angedeutet.
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Die Plasmaerzeugungseinrichtung 2 und die Gegenstandserkennungseinrichtung 4 sind mit einer Steuereinheit 6 der Verkehrssignaleinrichtung 1 verbunden. Die Gegenstandserkennungseinrichtung 4 weist einen Bildsensor 7 auf. Eine Bildauswertungsfunktion kann der Gegenstandserkennungseinrichtung 4 oder der Steuereinheit 6 zugeordnet sein. Die Verkehrssignaleinrichtung 1 kann ein Teil einer stationären Straßenausstattung 8 wie einer Lichtzeichenanlage, einer Beschilderung usw. sein. Das Plasmaobjekt 3 wird in einem freien Raum vor der Straßenausstattung 8 erzeugt, also nicht auf einen Gegenstand projiziert.
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Die Verkehrssignaleinrichtung 1 ist dazu eingerichtet, das Plasmaobjekt 3 in Abhängigkeit zumindest von einem Abstand d des Plasmaobjekts 3 zu dem durch die Gegenstandserkennungseinrichtung 4 erkannten Fahrzeug 5 zu verändern. Unterschreitet das Fahrzeug 5 in seiner Fahrt hier einen bestimmten Mindestabstand d0, kann das Plasmaobjekt 3 seine Helligkeit verringern (z.B. abstandsabhängig gedimmt und/oder ausgeschaltet werden), seine Position so ändern, dass der Mindestabstand d0 nicht unterschritten wird (z.B. durch eine Bewegung in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs oder in eine Richtung seitlich davon).
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Die Änderung des Plasmaobjekts 3 kann zusätzlich in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 5 variiert werden. Beispielsweise kann der Mindestabstand d0 bei höherer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 5 erhöht werden, um eine abrupte Helligkeitsänderung des Plasmaobjekts 3 zu vermeiden und/oder um Reaktionsverzögerungen bei der Helligkeitsvariation zu berücksichtigen.
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Darüber hinaus kann die Änderung des Plasmaobjekts 3 in Abhängigkeit einer erkannten Art des Gegenstands, durchgeführt werden. So kann der Mindestabstand d0 für Fahrzeuge 5 kleiner sein als für Personen und/oder größer sein für Fahrzeuge 5 mit einer spiegelnden Oberfläche als für Fahrzeuge 5 mit einer eher lichtabsorbierenden Oberfläche.
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2 zeigt eine Skizze einer Verkehrssignaleinrichtung 9, die Teil eines Fahrzeugs 10 ist. Die Verkehrssignaleinrichtung 9 erzeugt ein Plasmaobjekt 3 vor dem Fahrzeug 10. Unterschreitet ein Abstand d des Plasmaobjekts 3 zu einem vorausfahrenden Fahrzeug 5 einen Mindestabstand d0, kann analog zu 1 das Plasmaobjekt 3 durch die Plasmaerzeugungseinrichtung 2 der Verkehrssignaleinrichtung 9 verändert werden. Der Abstand zwischen den Fahrzeugen 10, 5 und damit der Abstand d des Plasmaobjekts 3 zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 5 kann durch eine Gegenstandserkennungseinrichtung 4 der Verkehrssignaleinrichtung 9 erkannt werden.
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Zusätzlich kann das Plasmaobjekt 3 aufgrund von Daten C2C verändert werden, die von dem Fahrzeug 5 zu dem Fahrzeug 10 übermittelt werden, beispielsweise durch Car-to-Car-Kommunikation. Dazu sind beide Fahrzeuge 5, 10 mit entsprechenden Kommunikationseinrichtungen 11 ausgerüstet. Die Kommunikationseinrichtung 11 des Fahrzeugs 10 ist mit der Steuereinheit 6 der Verkehrssignaleinrichtung 9 verbunden. Die Gegenstandserkennungseinrichtung 4 kann hier z.B. einen Bildsensor 7 und/oder einen Radarabstandssensor umfassen.
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Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
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So kann auch die Verkehrssignaleinrichtung 9 externe Daten zum Ändern des Plasmaobjekts 3 verwenden.
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Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.
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Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verkehrssignaleinrichtung
- 2
- Plasmaerzeugungseinrichtung
- 3
- Plasmaobjekt
- 4
- Gegenstandserkennungseinrichtung
- 5
- Fahrzeug
- 6
- Steuereinheit
- 7
- Bildsensor
- 8
- Straßenausstattung
- 9
- Verkehrssignaleinrichtung
- 10
- Fahrzeug
- 11
- Kommunikationseinrichtung
- C2C
- Daten
- d
- Abstand
- d0
- Mindestabstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2012/136334 A1 [0002]
- TW 20120207541 U [0002]
- TW 20110209726 U [0002]
