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Beschreibung des Problems
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Die Straßenverkehrsordnung bestimmt sinngemäß, dass Kraftfahrzeuge sich im öffentlichen Straßenverkehr mit angepassten Geschwindigkeiten bewegen müssen. Insbesondere zählt dazu die Einhaltung der örtlich zulässigen Höchstgeschwindigkeit. Damit dies objektiv erfolgen kann, haben sämtliche Kraftfahrzeuge Geschwindigkeitsmesser und Geschwindigkeitsanzeigen eingebaut.
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Die Fahrer der Kraftfahrzeuge ignorieren oft unbewusst und häufig auch bewusst die teilweise durch Verkehrsschilder angezeigten und allgemeinen zulässigen Höchstgeschwindigkeiten, was zu Gefährdungen, Unfällen und Verkehrsbehinderungen führen kann.
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Die Folge von zu schnellem Fahren und zu dichtem Hintereinanderfahren sind Verkehrsunfälle, die zu großen immateriellen und materiellen Schäden führen.
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Autonome und teilautonome Kraftfahrzeuge sind so programmiert, dass sie Risiken und damit Unfälle vermeiden sollen. Wenn nun einzelne Fahrzeuge sich überschnell dem Fahrzeugstrom nähern, einscheren oder in ihm bewegen, werden die autonomen Fahrzeuge eher ihre Geschwindigkeit verringern oder spontan bremsen, um ein Kollisionsrisiko zu verringern, als unter einem höheren Kollisionsrisiko abzuwarten und zu hoffen, dass „nichts passiert“. Die Folge von diesen zu erwartenden Eigenschaften von autonomen Fahrzeugen in einer Schar mit herkömmlichen Fahrzeugen und einzelnen „Rowdies“ sind unerwünschte Staus.
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Bei autonomen Straßenfahrzeugen ist deren Fahrweise einerseits abhängig von den umgebenden ortsfesten Dingen, wie dem Straßenverlauf und der Straßenkennzeichnung, fahrenden und stehenden Fahrzeugen, Verkehrsschilder sowie von allen anderen bewegten Objekten, wie Fußgänger und Tiere. Das autonome Fahrzeug berechnet permanent von allen Dingen die vektoriellen Geschwindigkeiten und ermittelt mit den eigenen Geschwindigkeitsvektoren, wie wahrscheinlich eine Kollision ist und mit diesen Werten dann mögliche Korrekturen der eigenen Fahrweise zur Minimierung einer Kollision.
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D.h. dass in den nächsten Jahrzehnten ein Mischverkehr aus autonomen und von Menschen gesteuerten Fahrzeugen bestehen wird. Dieser Zustand erfordert ein Höchstmaß an Disziplin, dem sich aller Erfahrung nach, viele Menschen nicht freiwillig beugen werden.
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Durch eine deutliche Zunahme von Überwachungsmaßnahmen würde insgesamt die Disziplin im Straßenverkehr steigen und den gewünschten vielfältigen Einsatz von autonomen Fahrzeugen wesentlich vereinfachen, wenn nicht sogar ermöglichen.
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Auch wenn heute schon autonome Fahrzeuge existieren, werden sie in naher Zukunft nie 100% des gesamten Verkehrs ausmachen, weil Menschen gerne aktiv sind. Heute fahren auch nicht alle Menschen Bahn und Bus.
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Da Disziplin aber eine Voraussetzung für ein flüssiges und unfallfreies Miteinander im Straßenverkehr ist, muss eine erzieherisch wirkende Lenkungskraft erzeugt werden. Diese Lenkungskraft wird durch die vorliegende Erfindung durch technische Neuerungen wesentlich verstärkt.
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Ein weiterer Gesichtspunkt bei der Betrachtung von autonomen Fahrzeugen in einem Schwarm von herkömmlichen Fahrzeugen ist der Abstand zwischen den Fahrzeugen. Man kann beobachten, dass bei dichtem Verkehr die Abstände zwischen den Fahrzeugen wesentlich kleiner als die Sicherheitsabstände sind. Kettenartige Auffahrunfälle beweisen, dass die Fahrer undiszipliniert und auch unaufmerksam sind. Autonome Fahrzeuge werden deshalb in einem Schwarm von herkömmlichen Fahrzeugen einen größeren Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug halten und dadurch langsamer sein. Damit sind autonome Fahrzeuge quasi Störer im undisziplinierten Fahrzeugstrom.
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Wünschenswert wäre hier die Erziehung der Fahrer von herkömmlichen Fahrzeugen zur Einhaltung von ausreichenden Abständen zum vorausfahrenden Fahrzeug, um insgesamt einen gleichmäßigen Fahrzeugstrom mit weniger Risiken für Auffahrunfälle zu erhalten.
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Gegenwärtige Lösungen des Problems
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Zur Ermittlung der Geschwindigkeit von Kraftfahrzeugen zur Überwachung durch die Polizei ist grundsätzlich eine Messeinrichtung erforderlich. Es gibt unterschiedliche Messeinrichtungen, z.B. Druckluftschläuche auf der Fahrbahn, Lichtschranken neben der Fahrbahn, mobile und fest installierte Radareinrichtungen mit Laser oder Funkstrahlen vor oder hinter den Kraftfahrzeugen, neben oder über der Fahrbahn. Häufig sind die Radareinrichtungen mit Kameras ausgestattet, um Fahrer und Kennzeichen identifizieren zu können.
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In der Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2016 004 211 U1 wird vorgeschlagen, die Kennzeichen von Kraftfahrzeugen durch eine generelle Funkeinrichtung im Kraftfahrzeug an einen Polizeiposten zu übertragen, wenn durch eine herkömmliche Geschwindigkeitsmessung eine Überschreitung festgestellt wurde und ein Funkbefehl der Messstelle zur Übertragung ausgelöst wurde. Damit soll die Überwachung von Personen- und Lastkraftwagen und auch von Motorrädern von vorne möglich werden.
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Die Überwachung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit führt die Polizei mit Funk- oder Laser-Radarmessungen durch, indem von Autobahnbrücken und aus Hubschraubern die Geschwindigkeiten und Abstände der Fahrzeuge gemessen werden. Bei Verstößen, werden Polizeibeamte am Boden quasi zeitgleich zur Identifikation der betreffenden Fahrzeuge über die Kraftfahrzeugkennzeichen eingesetzt. Insgesamt ist die Überwachung der Abstände noch aufwändiger als die der Geschwindigkeit.
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Die Überwachung von Fahrzeugen durch Funkübertragung zur sicheren und abgesicherten Bewegung wird im Luft- und Schiffsverkehr angewendet, um, insbesondere im Start- Lande- und Hafenbereich die Abläufe zu protokollieren und um bei räumlich dichtem Verkehr, reibungsfreie und sichere Bewegung ermöglichen zu können. Beim Airplane Condition Monitoring System (ACMS) werden kontinuierlich Daten über Flugzeugtyp, Turbinentemperaturen, Turbinendruck, Treibstoffmenge und Flugparameter an Boden- und Satellitenstationen zur weiteren Überwachung für sichere Flugabläufe gesendet.
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Allen Messeinrichtungen gemeinsam ist, dass sie bezüglich Aufstellung und Bedienung sehr aufwändig sind. Um Manipulationen bei der Überwachung des Straßenverkehrs auszuschließen, dürfen die Überwachungsaufgaben ausschließlich von Polizeibeamten ausgeführt werden. Sofern die Messgeräte nicht mit einer Kamera ausgestattet sind, müssen Polizeibeamte die Kennzeichen der erfassten Kraftfahrzeuge erkennen und notieren bzw. zur späteren Auswertung speichern. Weiterhin sind die Fehler der Radar-Messgeräte groß, z.B. bei inkorrekter Aufstellung oder dichtem Fahrzeugverkehr. Um die Ermittlung der Geschwindigkeiten mit Radargeräten mit genügender Genauigkeit in den erforderlichen engen Grenzen durchzuführen, müssen die Polizeibeamten sorgfältig geschult werden.
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Insgesamt sind die praktizierten Verfahren derart, dass der Straßenverkehr zeitlich und örtlich nur punktuell durch fest installierte Geräte oder zeitbegrenzt an wechselnden Orten mit hohem personellem Aufwand überwacht werden kann.
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Die Notwendigkeit für die geschilderte Überwachung der Geschwindigkeit der Kraftfahrzeuge ist begründet in der Vermeidung von Geschwindigkeitsüberschreitungen zur Vermeidung von folgenschweren Unfällen und auch zur Erlangung eines möglichst gleichmäßigen Fahrzeugstroms, um Staus zu vermeiden.
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Die Forderung nach einem möglichst gleichmäßigen Fahrzeugstrom wird in Zukunft mit der Einführung von autonomen und teilautonomen Kraftfahrzeugen eine noch wichtigere Rolle spielen.
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Beschreibung der Erfindung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein in Bezug auf die vorstehenden Probleme verbessertes Verfahren zur Überprüfung der gesetzeskonformen Führung von Kraftfahrzeugen bezüglich Geschwindigkeit und Abstand zu beschreiben, insbesondere um die Anzahl der Überwachungen von Geschwindigkeit und Abstand der Fahrzeuge untereinander zu erhöhen, die Genauigkeit der Kontrollwerte zu vergrößern , die Standorte für die Kontrollmessungen beliebig zu wählen und die Kosten für die Überwachung dabei wesentlich zu senken.
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Dazu soll ein Verfahren zur Überwachung der zulässigen Geschwindigkeit und des zulässigen Abstands untereinander von Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr durch Funkübertragung von Daten zur Kennzeichnung der Fahrzeuge und deren Geschwindigkeit an eine Empfangsstation verwendet werden, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Daten zur Beschreibung der Identität und der Geschwindigkeit der zu überwachenden Kraftfahrzeuge von einem in den zu überwachenden Kraftfahrzeugen jeweils installiertem Messsystem mit einer gekoppelten Sendeeinrichtung stammen.
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Bei dem oben genannten Verfahren sollen das Messsystem und die Sendeeinrichtung in den Kraftfahrzeugen durch Bauartgenehmigung öffentlich zugelassenen sein.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens soll als Messsystem bei allen Fahrzeugen mit Verbrennungs-und/oder Elektromotor das Online-Board-System (OBD-System) verstanden werden, welches außer der Verbrennung und Abgasreinigung auch sämtliche übrigen Fahrzeugfunktionen regelt und speichert. Auch die Fahrzeug-Identifizierungs-Nummer (frühere Fahrgestellnummer, in der EU nach der ISO-Norm 3779 (FIN) genormt), ist in dem OBD-System gespeichert. Die Fahrzeuggeschwindigkeit wird vom OBD-System aktuell aus der Drehzahl des Getriebes ermittelt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden die Daten für Identität und Geschwindigkeit der Fahrzeuge als zusammengehörige Datenpaare gesendet.
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Bei allen Ausgestaltungen des Verfahrens empfängt eine Empfangseinrichtung außerhalb der Fahrzeuge die Daten als Datenpaare, wobei sie den Datenpaaren weitere Daten über Datum, Uhrzeit, Art des Empfangsgeräts und Standort zugefügt.
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Bei allen Ausgestaltungen des Verfahrens werden die Daten während der Fahrt des Fahrzeugs vorzugsweise kontinuierlich im Zeitintervall von 10 ms abgestrahlt.
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Bei den vorausgegangenen Ausgestaltungen des Verfahrens können die Daten auch kontinuierlich im Zeitintervall von vorzugsweise 1000 ms abgestrahlt werden, wenn eine Reduzierung der Funkaktivität erforderlich ist.
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Bei den vorausgegangenen Ausgestaltungen des Verfahrens können die Daten auch erst oder zusätzlich abgestrahlt werden, wenn dieser Vorgang durch ein externes Signal veranlasst wird.
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Bei allen genannten Ausgestaltungen des Verfahrens der Erfindung kann die Sendeleistung der im Fahrzeug gekoppelten Sendeeinrichtung so gestaltet werden, dass ihre Reichweite vorzugsweise 50 m bis 200 m erreicht.
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Bei den Verfahren nach den vorangegangenen Beschreibungen kann auch eine Koordination zwischen den beschriebenen Mess-, Funk- und Empfangseinrichtungen und herkömmlichen externen Mess-, Funk-, Empfangs- und Aufzeichnungseinrichtungen erfolgen.
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Bei der neuartigen Lösung zur Überwachung der Geschwindigkeit von Kraftfahrzeugen soll das in Kraftfahrzeugen obligatorisch eingebaute On-Board-Diagnose-System mit verwendet werden. Die On-Board-Diagnose ist für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren entwickelt worden und wird bisher auch nur für diese angewendet. Es wird vorausgesetzt, dass die On-Board-Diagnose für Fahrzeuge mit Elektromotoren ebenfalls Verwendung finden wird, wobei die Überwachungskriterien dem Elektroantrieb angepasst werden. Diese Annahme wird bestätigt durch einen Aufsatz in „Automobilelektronik und Software, HU-Hochvolt-Richtlinie für Elektroautos, Christiane Brünglinghaus, 16.09.2014“.
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Die vorliegende Erfindung ist für eine kurzfristige Realisierung geeignet, da, wie beschrieben, eine wesentliche voraussetzende Komponente bereits in jedem Kraftfahrzeug eingebaut ist und fehlende Komponenten leicht nachgerüstet werden können. Eine ähnliche Situation, die Regelung zur individuellen Nachrüstung von elektronischen Wegfahrsperren in älteren Fahrzeugen, gab es bereits in den 1990-ziger Jahren, veranlasst durch die Versicherungswirtschaft.
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In der Patentschrift
DE 103 29 038 B3 2005.02.24 wird ein Verfahren zur Messung von Temperauren im Fahrzeug mittels Temperatursensoren während Versuchsfahrten berichtet, welches die Funktion des in jedem Kraftfahrzeug verbauten Online-Board-Systems (OBD-Systems) mit einbezieht. Eine Messung von Geschwindigkeit und deren Funkübertragung ist nicht vorgesehen.
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In der hier vorliegenden Patentanmeldung eines Verfahrens zur Überprüfung von Geschwindigkeit und Abstand von Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr erfolgt eine Funkübertragung von Geschwindigkeit und Fahrzeugidentifikationsnummer, wobei die Werte von einem Messsystem oder einem OBD-Systems stammen und einer zusätzlichen Sendeeinrichtung im Fahrzeug, welche die Daten als Datenpaar abstrahlt und wobei eine Empfangseinrichtung außerhalb des Fahrzeugs die Daten als Datenpaar empfängt, wobei das vom Fahrzeug gesendete Datenpaar aus der Identifikation des Fahrzeugs, z. B. der internationalen Fahrzeugidentifikationsnummer FIN und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs, vorzugsweise des OBD-Signals (On-Board-Diagnose), besteht.
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Die von einer im Fahrzeug installierten Sendeeinrichtung gesendeten Daten sollen vorzugsweise verschlüsselt werden, um unbefugtes Empfangen und lesen der Daten zu vermeiden. Als Verschlüsselungscode sollte vorzugsweise ein international gültiges Verfahren, z.B. wie im internationalen Flugverkehr, verwendet werden. Damit wäre ermöglicht, dass zu einem späteren Zeitpunkt auch ausländische Fahrzeuge in die Überwachung mit einbezogen werden können.
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Bei der vorliegenden Erfindung soll die Sendeleistung des Senders des Datenpaares im Fahrzeug auf eine Reichweite von wenigen 100 m beschränkt sein, um die Angebote an Empfangsdaten für die Empfangsstation zu verringern und insgesamt auch um die elektromagnetische Belastung der Umwelt zu verringern.
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Die Sendeeinrichtung und die Antenne sollten vorzugsweise an schwer zugänglicher Stelle im Fahrzeug, wie beispielsweise unter der Armaturenabdeckung angeordnet sein, um Manipulation zu verhindern bzw. zumindest erheblich zu erschweren. Dieser Ort hat zusätzlich den Vorteil einer nahezu ungehinderten elektromagnetischen Abstrahlung, da lediglich Kunststoff und das Glas der Frontscheibe zu durchdringen sind, aber kein Metall.
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Die Priorität der Erfassung der Empfangsdaten im Empfangsgerät soll sowohl nach der stärksten Intensität der Sendesignale als auch nach dem Identifizierungszeichen der Fahrzeuge erfolgen. Damit soll erreicht werden, dass sowohl nahe Fahrzeuge mit stärkerer Sendeleistung als auch ebenfalls nahe Fahrzeuge mit schwächerer Sendeleistung gleichmäßig erfasst werden. Dadurch werden die Datenpaare von Fahrzeugidentität und Fahrzeuggeschwindigkeit der gesamten am Empfangsgerät vorbeifahrenden Fahrzeugflotte auf einem kurzen Abschnitt des Straßenverlaufs mehrfach registriert.
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Zur Auswertung können Einzelwerte oder Mittelwerte der gemessenen Daten der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs oder vorzugsweise auch die Medianwerte verwendet werden. Die Medianwerte repräsentieren in etwa die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt des direkten Vorbeifahrens des Fahrzeugs an der Empfangseinrichtung, weil in dieser Konstellation der Abstand zwischen Sende - und Empfangseinrichtung am kürzesten und damit die empfangene Sendeleistung von dem betrachteten Fahrzeug relativ am größten ist.
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Nach der Erfassung und Auswahl der Datenpaare sollen mit jedem Datenpaar zusätzlich eine Kennzeichnung des Empfangsgerätes, Datum und genaue Uhrzeit der Erfassung sowie die GPS-Koordinaten des Empfangsortes zusammen als Sechser-Datensatz gespeichert werden.
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Die Speicherung der Daten kann vorzugsweise direkt im Empfangsgerät erfolgen oder auch nach Funkübertragung in ein Funknetz, z.B. das Polizeifunknetz, eingespeist und die Daten in einem nachgeschalteten System verarbeitet werden.
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Vorteile der Erfindung
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Ein Vorteil des neuartigen Verfahrens ist, dass die Empfangseinrichtung während des Empfangs nicht ruhen muss. Die Polizei könnte somit auch einen „Schnellfahrer“ mit dem Polizeifahrzeug verfolgen und dabei die Geschwindigkeit des „Schnellfahrers“ durch Funkübertragung von dessen Fahrzeug zum Polizeifahrzeug erkennen.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass auch der Polizei nachgeschaltete Überwachungskräfte, z.B. Ordnungsamt, mit dieser Aufgabe betraut werden können, da zum Empfang der gesendeten Daten über Geschwindigkeit und Identifikation des Kraftfahrzeugs keine spezifischen Kenntnisse erforderlich sind und damit Verkehrssünder automatisch beim normalen Streifengang erkannt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Anwendung des Gedankens der Bereitstellung von Identifikation und Geschwindigkeit des Fahrzeugs werden die Daten nicht kontinuierlich abgestrahlt, sondern zeitlich begrenzt bei einer Anfrage durch das Empfangsgerät. Dafür ist eine direkte Funkabfrage durch das Empfangsgerät beim Fahrzeug oder vorzugsweise der Einsatz von Transpondern erforderlich. Der Vorteil dieser Art der Anwendung ist die verringerte Belastung der Umgebung mit elektromagnetischen Feldern und eine erhöhte Sicherheit gegen unbefugten Empfang der Daten, da neben der Entschlüsselung der Datensätze zusätzlich der Zugang zum Transponder oder zum Funknetz erzeugt werden müsste.
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Bei der Vergabe geeigneter Funkfrequenzen sollte beachtet werden, dass im Idealfall eine in Europa einheitliche Frequenz Verwendung findet. Damit wäre ermöglicht, dass sämtliche Fahrzeuge (inländische und ausländische) auf der Straße überwacht werden könnten. Da die Einführung eines allgemeinen Systems aber schrittweise (Studie-Pilotprojekt-lokale Anwendung usw.) erfolgt, könnte für die Einführung vorzugsweise eine für den Modellbau zugelassene Funkfrequenz (z.B. Frequenz 5,8 MHz, Sendeleistung max. 25 mW, Reichweite max.1000 m) verwendet werden. Diese Frequenzen sind für Anwendungen mit geringer Sendeleistung und Reichweite vorgesehen, was auch für die Anwendung bei der vorliegenden Erfindung zutrifft. Das gleiche Recht muß für andere Identitätsmerkmale, z.B. die Fahrgestellnummer, gelten.
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Vorteilhaft bei dem beschrieben Verfahren zur Ermittlung von Geschwindigkeit von Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr sind die Optionen zur nachgeschalteten Verarbeitung der Daten. Bei der normalen Geschwindigkeitskontrolle interessieren nur die Fahrzeuge mit überhöhter Geschwindigkeit. Vorzugsweise sollen deshalb die Empfangsgeräte mit der Möglichkeit der Einstellung der zu überwachenden Höchstgeschwindigkeit ausgestattet sein und bereits bei der Messung den aktuellen Messwert mit der eingestellten Höchstgeschwindigkeit vergleichen. Bei Unterschreitung des Einstellwertes durch den Messwert soll dieser sofort gelöscht werden. Bei Übereinstimmung und Überschreitung des Einstellwertes durch den Messwert soll dieser zusammen mit dem Identifikationswert gespeichert werden. Auf diese Weise werden nur relevante Daten erhoben.
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Neben der Feststellung der Geschwindigkeiten und der Bewertung ob ein Überschreiten der zulässigen Höchstgeschwindigkeit erfolgt kann durch das erfindungsgemäße Messverfahren zur Fernerkennung von Identität und Geschwindigkeit von Kraftfahrzeugen durch Funkübertragung auch der Abstand von hintereinander fahrenden Fahrzeugen ermittelt werden. Hierbei sind jedoch einige Einschränkungen zu beachten. Das erfindungsgemäße Messverfahren liefert einwandfreie Ergebnisse für den Abstand von zwei Fahrzeugen, wenn visuell durch einen Polizeibeamten oder per Videokamera die Kennzeichen des vorausfahrenden und des dicht dahinter fahrenden Fahrzeugs festgestellt werden können. In dieser Anwendung müssen vom Empfangsgerät für sämtliche Fahrzeuge die Sechserdatensätze (Identifikation, Geschwindigkeit, Empfangsgerät, Datum, Uhrzeit, GPS-Koordinaten) gespeichert werden, damit zu einem späteren Zeitpunkt die beiden dicht hintereinander fahrenden Fahrzeuge durch einen rechnergestützten Abgleich von Identifikationsnummer und Kennzeichen herausgelesen werden können.
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Bei geringer Verkehrsdichte ist vorteilhaft, dass aus den gemessenen Geschwindigkeiten und Uhrzeiten die Abstände von jeweils zwei hintereinander fahrenden Fahrzeugen unmittelbar ermittelt werden können.
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Vorteilhaft ist auch die Genauigkeit bei sämtlichen Messungen. Sie ist ein sehr wichtiges Merkmal, weil anzunehmen ist, dass Kraftfahrer gegen die Ergebnisse klagen werden. Dabei ist die entscheidende Größe die gemessene Geschwindigkeit. Die auf dem Tachometer des Fahrzeugs angezeigte Geschwindigkeit hat dieselbe Quelle der Autoelektronik wie der Messwert. Funktion (Uhrzeit und Datenverarbeitung) des Empfangsgerätes können durch Kalibrierung behördlich gesichert werden, so wie es bei anderen Überwachungsgeräten ebenfalls erfolgt.
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Die Vorteile für den autonomen Fahrzeugverkehr werden sich nicht sofort, sondern allmählich zeigen, wenn das beschrieben Verfahren einige Zeit eingeführt ist und zu einer Veränderung der Fahrweise von gesetzwidrigen Fahrern geführt hat.
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Vorteilhaft bei der beschrieben Erfindung ist weiterhin, dass die Persönlichkeitsrechte der Fahrzeugführer durch das beschriebene Verfahren nicht anders berührt werden als bei der derzeitigen Situation, bei der die Fahrzeugidentität über das Fahrzeugkennzeichen und die Fahrzeuggeschwindigkeit als Beobachtungs- oder Messwert jederzeit an jedem Ort beliebig zur Verfügung stehen. Jeder Bürger kann Fahrzeuge beliebig beobachten und befugte Staatsbedienstete können auch fotografisch und datentechnisch hinsichtlich der Zulässigkeit der erkannten Werte diese auch speichern und verarbeiten. Für dieses Vorgehen sind die Kraftfahrzeugkennzeichen eigens geschaffen worden. Ein direkter Rückschluss vom Kennzeichen auf die Persönlichkeit des Fahrzeughalters ist somit nur befugten Staatsbeamten möglich. Bei dem neuen Verfahren ist dieser Prozess eher erschwert, weil die Fahrzeugidentität nicht über das Kennzeichen, sondern über die im Kraftfahrt-Bundesamt registrierte internationale Fahrzeugidentifikationsnummer FIN erfolgt.
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Die nachstehende Betrachtung soll die datentechnischen Anforderungen an die erforderlichen Sende- und Empfangseinrichtungen durch eine Abschätzung zeigen. Zunächst folgt die Ermittlung der Anzahl der Fahrzeuge für eine bestimmte Zeitdauer:
- • Dabei wird von einem Empfangsbereich des Empfängergerätes von plus/minus 100 Meter, d.h. einer Erfassungsstrecke von 200 Meter ausgegangen.
- • Die Geschwindigkeit der Fahrzeuge in diesem Bereich soll 100 km/h betragen, was einer Geschwindigkeit von 27,8 m/s gleich ist.
- • Die Durchlaufzeit eines Fahrzeugs durch die Erfassungsstrecke beträgt dann 200 m geteilt durch 27,8 m/s und ergibt 7,19 s.
- • Die Anzahl der Fahrzeuge auf der Erfassungsstrecke von 200 m, also im Empfangsbereich, beträgt dann bei einem angenommenen Abstand für Sicherheit und Fahrzeuglänge von 50 m gleich 4 Fahrzeuge.
- • Auf drei parallelen Fahrstreifen bewegen sich dann insgesamt 12 Fahrzeuge innerhalb von 7,2 s, was einer Fahrzeugrate von 1,67 Fahrzeugen pro Sekunde entspricht.
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Die nächste Betrachtung beschäftigt sich mit der Anzahl der erforderlichen zu verarbeitenden Anzahl von Datenpaaren durch das Sendegerät im Fahrzeug:
- • Ausgehend von der Leistung eines Tetra-Netzes, welches auch von Polizei und Feuerwehr genutzt wird, würde eine geschützte Übertragungsrate von 19,2 kbit/s bzw. 2,8 kByte/s, verfügbar sein, was etwa der Übertragungsmöglichkeit von 2800 Zahlen pro Sekunde entsprechen würde. Für eine Ziffernfolge von 28 Zahlen würden dann 10 ms benötigt. Die Identifikationsnummer und die Geschwindigkeit könnten deshalb kontinuierlich kurz hintereinander und nach einer Pause von z.B. vorzugsweise 30 Millisekunden bis ca. eine Sekunde (genau 950 ms) als Datensatz erneut gesendet werden, was Datenraten von 20/s bis 1/s entsprechen würde.
- • Unterdiesen Annahmen würde das Empfangsgerät von jedem Fahrzeug während der Fahrzeit von 7,2 s auf der betrachteten 200 m langen Erfassungsstrecke 144 bis 7,2 Datensätze erhalten.
- • Auf drei parallelen Fahrbahnen wären 12 Fahrzeuge während der Erfassungsdauer unterwegs, die somit 1728 bis 86,4 Datensätze in 7,2 s senden würden, was einer Datenrate zum Empfang für das Empfangsgerät von 240 bis 12 Datensätze pro Sekunde entsprechen würde.
- • Die erforderlichen Rechenoperationen zur Ergänzung der Datenpaare mit Kennzeichen des Empfangsgerätes, Datum, Uhrzeit und GPS-Signal zum Sechser Datensatz, sowie Abfragen und andere Rechenoperationen sind bei ca. 10 Millionen Rechenleistungen pro Sekunde heutiger Computer leicht möglich.
- • Bei der datentechnischen Programmierung ist deshalb für den Fachmann ein breiter Spielraum zur Gestaltung gegeben.
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Beispiel 1: Empfangsprotokoll einer Geschwindigkeitsüberwachung
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Tabelle (1) zeigt beispielhaft die durch Funkübertragung empfangenen und die ergänzten Werte für einen kurzen Zeitabschnitt. Die das Protokoll ergänzenden Daten, wie Datum. Uhrzeit, eventuell GPS, werden vorzugsweise sowohl vom Empfangsgerät generiert oder werden, wie eventuell Ortsangabe und zulässige Geschwindigkeit, in das Empfangsgerät von Hand eingespeichert. Mit Hilfe eines geeignet programmierten Computers können durch die Polizei oder andere zuständige Behörden Überschreitungen der zulässigen Geschwindigkeit direkt per Blickkontakt den Fahrzeugen zugeordnet werden und geahndet werden.
Tabelle 1: Beispiel für das ergänzte Empfangsprotokoll des Empfangsgerätes
| Parameter | Messung | Messung | Messung |
| Datum (*) | 23.11.2017 | 23.11.2017 | 23.11.2017 |
| Uhrzeit (*) | 16:20:1,10 | 16:20:1,15 | 16:20:1,20 |
| Ort (GPS) (*) | B: 51.3378 L: 13.49782 | B: 51.3378 L: 13.49782 | B: 51.3378 L: 13.49782 |
| Geschwindigkeit (*) zulässig km/h | 50 | 50 | 50 |
| Fahrzeugidentität (**) | SHRF55778H03678 | SHRF55778H03678 | SHRF55778H03678 |
| Geschwindigkeit (**) gefahren km/h | 51,34 | 51,34 | 51.34 |
| (*) ergänzte Werte (**) per Funk empfangene Werte |
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Beispiel 2: Abstandsermittlung zwischen zwei Fahrzeugen
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In Tabelle 2 sind, zur besseren Übersicht, lediglich die zur Ermittlung des Abstands erforderlichen Parameter eingetragen.
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Nach der physikalischen Gleichung „Abstand = Differenz der Uhrzeit * mittlere Geschwindigkeit“ kann unter Berücksichtigung der Dimensionen (1km / h = 1000 m/3600 s = 0,278 m/s) der Abstand der Fahrzeuge zu 68 m ermittelt werden. In diesem Wert des Abstands der Fahrzeuge ist deren Länge enthalten.
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In diesem Beispiel kann bei Annahme einer mittleren Fahrzeuglänge von 5 m für den Wert der Fahrzeuglänge der Abstand von 68 m-S m = 63 m bei einer Geschwindigkeit von 111 km/h als zulässig bewertet werden.
Tabelle 2: Beispiel für die Ermittlung des Abstands von zwei Fahrzeugen aus den Daten des Empfangsprotokoll des Empfangsgerätes
| Parameter | Messung Fahrzeug „a“ | Messung Fahrzeug „b“ |
| Uhrzeit h:min:s | 17:02:35,68 | 17:02:37,89 |
| Zeitdifferenz in s | 2,21 |
| Fahrzeugidentität | SHRF55778H03678 | SHRF55778H5189 |
| Geschwindigkeit in km/h | 110,39 | 111,05 |
| Mittlere Geschwindigkeit in m/s | 30,75 |
| Länge Fahrzeug „a“ in m (obligatorisch) | 5 |
| Abstand der Fahrzeuge in m | 63 |
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Beschreibung der Abbildungen
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Das neue Verfahren zur aufwandsarmen digitalen Überprüfung der gesetzeskonformen Führung von Kraftfahrzeugen bezüglich Geschwindigkeit und Abstand wird nachstehend im Detail unter Bezugnahme der Figuren beschrieben.
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Die nachstehenden Erläuterungen sind nur zur Darlegung von bevorzugten Ausführungsbeispielen gedacht und sollen die Erfindung keinesfalls einschränken. Fachleuten ist klar, dass Modifikationen dieser Ausführungsbeispiele selbstverständlich unter den durch die beiliegenden Patentansprüche definierten Schutzbereich fallen.
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1 zeigt die prinzipielle und reduzierte Darstellung von einem fahrenden Fahrzeug (1) mit einer eingebauten Sendeeinrichtung (2), die über eine Antenne (3) kontinuierliche Funksignale (4) abstrahlt. Die Funksignale enthalten die Datenwerte von Fahrzeugidentität und Fahrzeuggeschwindigkeit der obligatorischen On-Board-Diagnose (OBD) (5) eines Kraftfahrzeugs. Die auf vorzugsweise 200 m bis 100 m Reichweite begrenzten Funksignale werden beim Vorbeifahren des Fahrzeugs von der Antenne (6) eines ruhenden Empfangsgerätes (7) periodisch aufgenommen. Eine Periode dauert vorzugweise zwischen 10 ms und 200 ms.
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Das Empfangsgerät (7) fügt jedem Satz empfangener Funksignale über Fahrzeugidentität und Geschwindigkeit noch weitere Signale über Datum, Uhrzeit, Ort und zulässige Geschwindigkeit zu einem vollständigen Protokoll hinzu (s. auch Tabelle 1).
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2 zeigt eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung des Abstands „x“ zwischen zwei Fahrzeugen. Dazu sind zwei Fahrzeuge (1a) und (1b) dargestellt, die periodisch Funkwellen (4a) und (4b) mit den jeweiligen Daten der Fahrzeugidentität und der Geschwindigkeit aussenden. Das Empfangsgerät (6) und (7) wird durch eine Lichtschranke (8) per Funksignal gesteuert. Dabei sollten vorzugsweise Einweglichtschranken verwendet werden, die ein monochromes Lichtsignal aussenden. Bei Vorbeifahrt des Fahrzeugs (1a) wird die Lichtschranke (8) aktiviert und erzeugt ein Funksignal für das Empfangsgerät, wobei nahezu zeitgleich die Messwerte des Fahrzeugs (1a) im Protokoll des Empfangsgerätes markiert werden. Bei Vorbeifahrt des Fahrzeugs (1b) erfolgt der gleiche Vorgang. Durch diesen Ablauf existieren Daten über Identität und Geschwindigkeit der vorbeifahrenden Fahrzeuge, sowie deren jeweiliger Uhrzeit beim Passieren der Messstelle (s. auch Tabelle 2).
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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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- DE 202016004211 U1 [0013]
- DE 10329038 B3 [0033]
