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Die
Erfindung betrifft eine Fahrzeugerkennungsvorrichtung für
Parkeinrichtungen, mit wenigstens einem Magnetfelddetektor, mittels
welchem eine durch ein Fahrzeug hervorgerufene Änderung
eines äußeren Magnetfelds erfassbar ist, wenigstens
einem optischen Detektor, mittels welchem ein durch das Fahrzeug
gebildetes optisches Hindernis erfassbar ist, und einer mit den
Detektoren gekoppelten Steuereinrichtung, mittels welcher ein Fahrzeug
unter Auswertung von von den Detektoren gelieferten Signalen erkennbar
ist.
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In
Parkeinrichtungen kann die Überwachung von Stellplätzen
mit optischen oder akustischen Entfernungsmessern zu Falschdetektionen
führen, da eine Unterscheidung zwischen Kraftfahrzeugen
und anderen Objekten schwierig ist.
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Die
DE 43 41 695 A1 beschreibt
ein Verfahren zur Belegungserkennung von Einzelparkplätzen, wobei
die relative Änderung der Vertikalkomponente des erdmagnetischen
Feldes infolge der Eisenmasse eines unter oder über einem
Magnetfeldsensor geparkten Kraftfahrzeugs als elektrisches Sensorsignal erfasst
wird und das Überschreiten einer voreingestellten Signalschwelle
die Anwesenheit eines Kraftfahrzeugs auf dem betrachteten Stellplatz
detektiert.
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Die
Gefahr von Falschdetektionen ist hierbei zwar reduziert, sie können
aber immer noch auftreten. Dies liegt einerseits daran, dass auf
Nachbarstellplätzen abgestellte Fahrzeuge nicht immer die Markierungen
zur Stellplatzbegrenzung einhalten. Andererseits können
Fahrzeuge aufgrund der heutigen Variantenvielfalt deutlich unterschiedliche
Höhen aufweisen, sodass Falschdetektionen auch durch Fahrzeuge
möglich sind, die ein Parkdeck über oder unter
dem von dem Magnetfeldsensor überwachten Stellplatz abgestellt
sind.
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Die
DE 20 2006 015 787
U1 offenbart ein Parkflächenmanagementsystem zur
Erfassung und Verwaltung des Frei-/Besetzt-Status von Parkflächen,
denen jeweils zumindest ein funkgestützter Parksensor zugeordnet
ist, der zumindest eine erste Sende- und Empfangseinheit aufweist,
die auf der Parkfläche parkende Verkehrsmittel selbsttätig
detektiert und die zum Zwecke des Austauschs von elektronischen
Daten drahtlos mit zumindest einer zweiten Sende- und Empfangseinheit
gekoppelt ist. Zur Optimierung der Parkflächenüberwachung
ist die zweite Sende- und Empfangseinheit derart ausgebildet, dass
zusätzlich zu den durch die erste Sende- und Empfangseinheit
des Parksensors übertragenen Daten die Daten einer Videokamera
auswertbar sind. Der Detektor des Parksensors ist als Magnetfeld-Detektor,
Infrarot-Detektor oder als Ultraschall-Detektor ausgebildet.
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Die
Gefahr von Falschdetektionen ist hier gering. Allerdings sind Videokamareas
vergleichsweise teuer. Ferner muss das von der Videokamera gelieferte
Bildmaterial ausgewertet werden, wobei der dafür erforderliche
Rechenaufwand den Einsatz leistungsfähiger Rechner verlangt,
sodass sich die Kosten des Systems weiter erhöhen. Auch
ist eine Videokamera eher für den Außeneinsatz
geeignet, da sie dort in relativ großer Höhe,
z. B. an einer Straßenbeleuchtungseinrichtung, angebracht
werden kann. In Parkhäusern oder Tiefgaragen ist aufgrund
der geringen Deckenhöhe und der vielen Pfeiler eine Überwachung
mehrerer Stellplätze durch eine Videokamera aber nur eingeschränkt
möglich, sodass eine große Anzahl von Videokameras
eingesetzt werden müsste, was die Kosten des Systems zusätzlich
erhöht.
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Ausgehend
hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugerkennungsvorrichtung
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine Stellplatzüberwachung
oder Durchfahrtzählung in Parkhäusern oder Tiefgaragen
bei einer geringen Gefahr von Falschdetektionen möglichst
kostengünstig realisierbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Fahrzeugerkennungsvorrichtung
nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der
Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben.
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Die
erfindungsgemäße Fahrzeugerkennungsvorrichtung
für Parkeinrichtungen, insbesondere zur Stellplatzüberwachung
oder zur Durchfahrtzählung, umfasst wenigstens einen Magnetfelddetektor,
mittels welchem eine durch ein Fahrzeug hervorgerufene Änderung
eines äußeren Magnetfelds erfassbar ist, wenigstens
einen optischen Detektor, mittels welchem ein durch das Fahrzeug
gebildetes optisches Hindernis erfassbar ist, und eine mit den Detektoren
gekoppelte Steuereinrichtung, mittels welcher ein Fahrzeug unter
Auswertung von von den Detektoren gelieferten Signalen erkennbar
ist, wobei der optische Detektor wenigstens einen Infrarotsender
und wenigstens einen Infrarotempfänger umfasst, mittels
welchem ein von dem Hindernis reflektierter Anteil eines von dem
Infrarotsender emittierten Infrarotstrahls erfassbar ist.
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Erfindungsgemäß wird
ein Infrarotempfänger eingesetzt, der den reflektierten
Anteil des von dem Infrarotsender emittierten Infrarotstrahls erfasst.
Bei Abwesenheit eines Fahrzeugs trifft entweder kein reflektierter
Anteil des emittierten Strahls auf den Infrarotempfänger
auf oder der reflektierte Anteil wird durch die Reflexion des Strahls
an einem anderen Hindernis, wie z. B. einer baulichen Begrenzung,
bestimmt. Dieser Anteil, der auch als Grundreflexion bezeichnet
werden kann, unterscheidet sich aber deutlich von dem an einem Fahrzeug
reflektierten Anteil, welches zwischen dem optischen Detektor und
dem anderen Hindernis angeordnet ist. Das andere Hindernis ist z.
B. eine Decke oder ein Boden.
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Eine
Bildauswertung ist bei der erfindungsgemäßen Fahrzeugerkennungsvorrichtung
nicht erforderlich, sodass die Steuereinrichtung relativ einfach
und somit kostengünstig ausgebildet werden kann. Ferner
sind auf dem Reflexionsprinzip basierende Infrarotdetektoren deutlich
kostengünstiger als Videokameras, die eine Vielzahl von
Bildpunkten erfassen können. Insbesondere bildet der optische
Detektor einen Infrarot-Entfernungsmesser, einen Infrarot- Reflexions-Lichttaster,
eine Infrarot-Reflexionslichtschranke oder einen Teil desselben
oder derselben.
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Der
optische Detektor arbeitet im Infrarotbereich, was sich für
die Stellplatzüberwachung in Parkhäusern und Tiefgaragen
grundsätzlich bewährt hat. Die spektrale Empfindlichkeit
des Infrarotempfängers ist insbesondere an die Frequenz
des von dem Infrarotsender emittierten Infrarotstrahls angepasst.
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Bevorzugt
ist der Infrarotsender gepulst von der Steuereinrichtung betreibbar,
sodass ein gepulster Infrarotlichtstrahl von dem Infrarotsender
abgebbar ist. Die Pulsfrequenz ist vorzugsweise mittels der Steuereinrichtung
einstellbar oder vorgebbar. Durch die Pulsfrequenz ist es möglich,
den von dem Infrarotempfänger empfangenen reflektierten
Anteil des ausgesendeten Infrarotstrahls von durch den Infrarotempfänger
empfangenen Fremdsignalen zu separieren. Bevorzugt ist dem Infrarotempfänger
ein Filter, insbesondere ein Bandpass-Filter, nachgeschaltet, dessen
Durchlassbereich auf die Pulsfrequenz abgestimmt ist. Der Infrarotlichtstrahl
ist bevorzugt ein gerichteter Strahl.
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Die
Steuereinrichtung ist bevorzugt derart ausgebildet, dass mittels
des Magnetfelddetektors ein Fahrzeug detektierbar ist. Ferner ist
die Steuereinrichtung bevorzugt derart ausgebildet, dass mittels
des optischen Detektors ein Fahrzeug detektierbar ist. Insbesondere
ist die Steuereinrichtung derart ausgebildet, dass die Detektion
eines Fahrzeugs mittels des Magnetfelddetektors durch die Detektion
eines Fahrzeugs mittels des optischen Detektors verifizierbar ist.
Ein Fahrzeug gilt somit erst dann als erkannt, wenn innerhalb eines
vorgegebenen Zeitintervalls sowohl mittels des Magnetfelddetektors
als auch mittels des optischen Detektors ein Fahrzeug detektiert
worden ist. Die Steuereinrichtung umfasst bevorzugt einen Digitalrechner,
insbesondere ein Mikrocontroller.
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Mittels
der Steuereinrichtung ist insbesondere ein von dem optischen Detektor
geliefertes Signal mit einem vorgegebenen Schwellenwert vergleichbar.
In Abhängigkeit von diesem Vergleich gilt ein Fahrzeug
als detektiert oder nicht detektiert. Vorzugsweise gilt ein Fahrzeug
als detektiert, wenn das von dem optischen Detektor gelieferte Signal
den Schwellenwert erreicht oder übersteigt.
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Es
ist möglich, mittels der Steuereinrichtung die Stärke
des äußeren Magnetfelds auszuwerten. Die Stärke
des äußeren Magnetfelds kann aber relativ leicht
durch äußere Störquellen beeinflusst
werden. Die Störquellen können z. B. elektromagnetische
Störfelder und/oder Schwankungen der Umgebungstemperatur
umfassen. Bevorzugt ist somit ergänzend oder alternativ
eine Änderung des äußeren Magnetfelds
mittels der Steuereinrichtung auswertbar. Hierdurch kann der Einfluss
der äußeren Störquellen reduziert werden,
sodass insbesondere kein störungsfreier Raum erforderlich
ist.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist mittels des Magnetfelddetektors
die Stärke des äußeren Magnetfelds erfassbar.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung
umfasst die Fahrzeugerkennungsvorrichtung wenigstens eine Kompensationseinrichtung,
mittels welcher am Ort des Magnetfelddetektors ein das äußere
Magnetfeld kompensierendes lokales Magnetfeld erzeugbar ist. Das
lokale Magnetfeld ist insbesondere durch einen in der Kompensationseinrichtung
fließenden elektrischen Kompensationsstrom generierbar.
Bevorzugt ist ein den Kompensationsstrom und/oder dessen Änderung
charakterisierendes Kompensationsstromsignal mittels der Steuereinrichtung
auswertbar. Hierdurch kann der Einfluss von äußeren
Störquellen deutlich reduziert werden. Das äußere
Magnetfeld ist durch das lokale Magnetfeld am Ort des Magnetfelddetektors
bevorzugt vollständig oder zumindest teilweise kompensierbar.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung ist der Kompensationseinrichtung eine
Schalteinrichtung zugeordnet, mittels welcher der Kompensationsstrom
erzeugbar und der Kompensationseinrichtung zuführbar ist.
Der Kompensationsstrom ist bevorzugt in Abhängigkeit von
dem von dem Magnetfelddetektor gelieferten Signal erzeugbar. Die
Schalteinrichtung ist insbesondere mit dem Magnetfelddetektor und
mit der Kompensationseinrichtung elektrisch verbunden. Bevorzugt
ist mittels der Schalteinrichtung auch das Kompensationsstromsignal
erzeugbar. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst
die Schalteinrichtung wenigstens einen Regelverstärker.
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Mittels
der Steuereinrichtung ist insbesondere das von dem Magnetfelddetektor
gelieferte Signal oder ein davon abgeleitetes Signal mit einem vorgegebenen
anderen Schwellenwert vergleichbar. In Abhängigkeit von
diesem Vergleich gilt ein Fahrzeug als detektiert oder nicht detektiert.
Vorzugsweise gilt ein Fahrzeug als detektiert, wenn das von dem
Magnetfelddetektor gelieferte Signal oder das abgeleitete Signal
den anderen Schwellenwert erreicht oder übersteigt. Das
abgeleitete Signal umfasst bevorzugt das Kompensationsstromsignal.
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Bevorzugt
handelt es sich bei dem äußeren Magnetfeld um
das Erdmagnetfeld. Somit kann die künstliche Erzeugung
eines äußeren Magnetfelds entfallen. Mittels des
Magnetfelddetektors ist bevorzugt eine vertikale und/oder eine horizontale
Komponente des äußeren Magnetfelds und/oder deren Änderung
erfassbar. Insbesondere liefert das Erfassen beider Komponenten
eine erhöhte Verlässlichkeit bei der Fahrzeugdetektion.
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Mittels
der Steuereinrichtung ist bevorzugt ein Statussignal generierbar
und abgebbar, welches Informationen über die Erkennung
oder Nichterkennung eines Fahrzeugs (Statusinformationen) trägt. Somit
ist es möglich, die Erkennung oder Nichterkennung eines
Fahrzeugs an eine Hauptsteuerung zu kommunizieren, die beispielsweise
in räumlicher Entfernung von der Steuereinrichtung angeordnet
ist. Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise eine serielle Schnittstelle
auf, über welche das Statussignal abgebbar ist. Vorzugsweise
ist die Steuereinrichtung über einen Datenbus mit der Hauptsteuerung und/oder
mit einer oder mehreren anderen Fahrzeugerkennungsvorrichtungen
verbunden, sodass die Steuereinrichtung mit der Hauptsteuerung und/oder mit
der oder den anderen Fahrzeugerkennungsvorrichtungen kommunizieren
kann. Der Datenbus ist insbesondere ein serieller Datenbus.
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Die
Statusinformationen (Informationen über die Erkennung oder
Nichterkennung eines Fahrzeugs) sind bevorzugt mittels der Steuereinrichtung generierbar
und in einem Speicher der Steuereinrichtung ablegbar. Somit ist
möglich, die Gewinnung der Statusinformationen, also die
Erkennung oder Nichterkennung eines Fahrzeugs, zeitlich von der
Abgabe des Statussignals zu entkoppeln. Das Statussignal wird bevorzugt
auf Basis der Statusinformationen generiert. Der Speicher dient
somit als Puffer, sodass das Statussignal auch noch zeitlich nach
der Gewinnung der Statusinformationen abgebbar ist.
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Die
Steuereinrichtung kann das Statussignal dauerhaft, in vorgegebenen
Zeitabständen oder bei einer Statusänderung abgeben.
Bevorzugt ist der Steuereinrichtung ein Abfragesignal zuführbar,
mittels welchem diese zur Abgabe des Statussignals anregbar ist.
Insbesondere ist das Abfragesignal von der Hauptsteuerung generierbar
und der Steuereinrichtung zuführbar, vorzugsweise in vorgegebenen zeitlichen
Abständen. Nach der Abgabe des Statussignals wird bevorzugt
solange kein neues Statussignal mehr abgegeben, bis der Steuereinrichtung
erneut ein Abfragesignal zugeführt wird. Somit kann der
Datenverkehr auf dem Datenbus reduziert werden, insbesondere wenn
an diesen mehrere Fahrzeugerkennungsvorrichtungen angeschlossen
sind. Das Abfragesignal ist der Steuereinrichtung vorzugsweise über
die serielle Schnittstelle zuführbar. Insbesondere ist
das Abfragesignal der Steuereinrichtung über den Datenbus
zuführbar.
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Die
Detektoren können dauerhaft aktiviert sein. Bevorzugt sind
die Detektoren mittels der Steuereinrichtung aktivierbar und deaktivierbar.
Insbesondere sind die Detektoren in vorgegebenen Zeitintervallen
vorübergehend aktivierbar, sodass eine Fahrzeugerkennung
mittels der Steuereinrichtung durchführbar ist. Zwischenzeitlich
sind die Detektoren vorzugsweise deaktiviert, sodass ein energiesparender Betrieb
der Fahrzeugerkennungsvorrichtung möglich ist.
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Der
Steuereinrichtung ist bevorzugt ein Aktivierungssignal zuführbar,
mittels welchem die Detektoren aktivierbar sind. Insbesondere ist
das Aktivierungssignal von der Hauptsteuerung generierbar und der
Steuereinrichtung zuführbar, insbesondere in vorgegebenen
zeitlichen Abständen. Die Detektoren sind somit von außen
gezielt aktivierbar, sodass eine Fahrzeugerkennung mittels der Steuereinrichtung durchführbar
ist. Nach dieser Fahrzeugerkennung werden die Detektoren bevorzugt
solange deaktiviert, bis der Steuereinrichtung erneut ein Aktivierungssignal
zugeführt wird. Hierdurch ist ein energiesparender Betrieb
der Fahrzeugerkennungsvorrichtung möglich. Das Aktivierungssignal
ist der Steuereinrichtung vorzugsweise über die serielle
Schnittstelle zuführbar. Insbesondere ist das Aktivierungssignal
der Steuereinrichtung über den Datenbus zuführbar.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung bildet
das Aktivierungssignal zugleich das Abfragesignal oder das Abfragesignal
ist mit dem Aktivierungssignal kombiniert.
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Bevorzugt
ist mit der Steuereinrichtung wenigstens ein durch diese steuerbarer
optischer Signalgeber gekoppelt, mittels welchem die Erkennung eines
Fahrzeugs nach außen optisch signalisierbar ist. Vorzugsweise
sind mehrere, insbesondere drei, optische Signalgeber vorgesehen,
mittels welchen in unterschiedlichen Farben unterschiedliche Zustände eines
Stellplatzes signalisierbar sind. Beispielsweise kann mit einer
roten Farbe signalisiert werden, dass der Stellplatz besetzt ist.
Ferner kann mit einer grünen Farbe signalisiert werden,
dass der Stellplatz frei ist. Zusätzlich kann mit einer
blauen Farbe signalisiert werden, dass der Stellplatz reserviert
ist.
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Die
Fahrzeugerkennungsvorrichtung weist bevorzugt eine Strombegrenzungsvorrichtung
auf, mittels welcher der den Detektoren und der Steuereinrichtung
zuführbare elektrische Betriebsstrom begrenzbar ist. Insbesondere
ist mittels der Strombegrenzungsvorrichtung der von der Fahrzeugerkennungsvorrichtung
aufnehmbare elektrische Betriebsstrom begrenzbar. Ist die Fahrzeugerkennungsvorrichtung
mit wenigstens einer anderen Fahrzeugerkennungsvorrichtung an eine
gemeinsame Stromversorgung angeschlossen, so kann bei einem Kurzschluss
in der Fahrzeugerkennungsvorrichtung die wenigstens eine andere
Fahrzeugerkennungsvorrichtung Weiterbetrieben werden, da wegen der Strombegrenzung
der Kurzschluss keinen Ausfall der gemeinsamen Stromversorgung herbeiführt.
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Die
Kommunikation zwischen den Detektoren und der Steuereinrichtung
erfolgt bevorzugt drahtgebunden oder leitungsgebunden (nicht drahtlos).
Die Detektoren sind somit vorzugsweise durch elektrische Leitungen,
ggf. unter Zwischenschaltung anderer elektronischer Bauelemente,
mit der Steuereinrichtung verbunden.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung sind die Detektoren und die Steuereinrichtung
in enger räumlicher Nähe zueinander angeordnet.
Bevorzugt umfasst die Fahrzeugerkennungsvorrichtung ein Gehäuse,
in dem zumindest die Detektoren und die Steuereinrichtung angeordnet
sind.
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Gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung umfasst die Fahrzeugerkennungsvorrichtung
wenigstens einen Akkumulator und wenigstens eine mit diesem gekoppelte
Solarzelle. Die Fahrzeugerkennungsvorrichtung kann somit zumindest
teilweise von dem Akkumulator mit elektrischer Energie versorgt
werden, der mittels der Solarzelle aufladbar ist. Hierdurch ist
die externe Zufuhr von elektrischer Energie zu der Fahrzeugerkennungsvorrichtung
reduzierbar oder vermeidbar. Diese Weiterbildung eignet sich bevorzugt
für dem Tageslicht ausgesetzte Parkeinrichtungen.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Parkeinrichtung mit mehreren Fahrzeugerkennungsvorrichtungen
und mehreren Stellplätzen, denen jeweils eine der Fahrzeugerkennungsvorrichtungen
zugeordnet ist. Die Fahrzeugerkennungsvorrichtungen sind insbesondere
erfindungsgemäße Fahrzeugerkennungsvorrichtungen
und können gemäß allen in diesem Zusammenhang
genannten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
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Die
Fahrzeugerkennungsvorrichtungen sind bevorzugt mit der oder mit
einer Hauptsteuerung gekoppelt, mittels welcher das Statussignal
jeder Fahrzeugerkennungsvorrichtung abfragbar ist. Insbesondere
sind die Fahrzeugerkennungsvorrichtungen mittels der Hauptsteuerung
zyklisch aktivierbar und/oder abfragbar. Bevorzugt sind die Fahrzeugerkennungsvorrichtungen
mittels der Hauptsteuerung nacheinander aktivierbar und/oder abfragbar.
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Die
Fahrzeugerkennungsvorrichtungen sind vorzugsweise an den oder an
einen gemeinsamen Datenbus angeschlossen, der insbesondere ein serieller
Datenbus ist. Somit können die Fahrzeugerkennungsvorrichtungen
miteinander und/oder mit der Hauptsteuerung kommunizieren.
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Die
erfindungsgemäße Fahrzeugerkennungsvorrichtung
ist insbesondere zur Erfassung des Frei-/Besetzt-Status eines Stellplatzes
(Einzelstellplatz) oder zur Durchfahrtzählung von Kraftfahrzeugen
einsetzbar. Der bevorzugte Einsatzbereich ist in Parkhäusern
oder Tiefgaragen. Die Kommunikation mit der Fahrzeugerkennungsvorrichtung
erfolgt insbesondere über eine Datenschnittstelle, z. B. über eine
RS485-Schnittstelle.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Parkeinrichtung ist jeder
der Fahrzeugerkennungsvorrichtungen bevorzugt eine Adresse eindeutig
zugeordnet, über welche die jeweilige Fahrzeugerkennungsvorrichtung
separat ansprechbar ist. Wird die oben genannte RS485-Schnittstelle
verwendet, können bis zu 128 Fahrzeugerkennungsvorrichtungen
an einem gemeinsamen Datenbus angeschlossen sein.
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Jede
der Fahrzeugerkennungsvorrichtungen kann über die Schnittstelle
von einem Steuerrechner parametriert werden und die Resultate ihrer
Auswertung (Statusinformationen) an den Steuerrechner übermitteln.
Zudem lassen sich über die Schnittstelle auch eine optische
Signalgebung und/oder mehrere Ein-Ausgabe-Leitungen steuern. Der
Steuerrechner ist bevorzugt durch die Hauptsteuerung oder durch eine
der Fahrzeugerkennungsvorrichtungen gebildet.
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Zur
Erfassung des Frei-/Besetzt-Status von Stellplätzen wird
bevorzugt jede der Fahrzeugerkennungsvorrichtungen vom Steuerrechner
zyklisch (z. B. in Abständen von 1 s) abgefragt, sodass
die jeweilige Fahrzeugerkennungsvorrichtung von ihrem Ruhezustand
in den aktiven Zustand wechselt. Sie übermittelt dem Steuerrechner
das Ergebnis ihrer Auswertung vom letzten Zyklus, initiiert eine
neue Auswertung und geht dann bis zur nächsten Abfrage
wieder in ihren Ruhezustand über. Hierdurch wird ein sehr
geringer Stromverbrauch bei einer hohen Anzahl von Fahrzeugerkennungsvorrichtungen
möglich.
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Im
Falle einer Durchfahrtzählung von Fahrzeugen werden vorzugsweise
mindestens zwei Fahrzeugerkennungsvorrichtungen eingesetzt. Hierbei kann
durch Auswertung des zeitlichen Auftretens eines Erkennungsereignisses
auch die Fahrtrichtung des jeweiligen Fahrzeugs ermittelt werden.
Zur Durchfahrtzählung kann die Fahrzeugerkennungsvorrichtung
oder können die Fahrzeugerkennungsvorrichtungen über
die Parametrierung von der zyklischen Auswertung auf eine permanente
Auswertung umgestellt werden, sodass auch hohe Durchfahrtgeschwindigkeiten
erfassbar sind.
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Die
Fahrzeugerkennung erfolgt insbesondere über zwei Detektoren,
und zwar über den Magnetfelddetektor und den optischen
Detektor. Der Magnetfelddetektor umfasst wenigstens einen magnetfeldempfindlichen
Sensor und reagiert insbesondere auf eine Veränderung des
statischen Erdmagnetfelds. Diese Veränderung wird durch
ferromagnetische Werkstoffe, wie sie z. B. im Chassis eines Kraftfahrzeugs
vorhanden sind, hervorgerufen. Die mittels der Steuereinrichtung
durchgeführte Auswertung erkennt bevorzugt bereits die Änderung
des Erdmagnetfelds durch ein heranfahrendes Kraftfahrzeug, sodass
ein Einmessen des Magnetfelddetektors nicht erforderlich ist. Der
optische Detektor reagiert auf Infrarotreflektion, wie sie z. B.
am Dach eines Kraftfahrzeugs auftritt. Zur optischen Detektion wird
bevorzugt ein Schwellenwert für das von dem optischen Detektor
abgegebene Signal definiert, wobei die Detektion eines Fahrzeugs
vom Über- oder Unterschreiten dieser Schwelle abhängt.
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Gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung ist die erfindungsgemäße
Fahrzeugerkennungsvorrichtung in mehreren Betriebsarten betreibbar.
In einer ersten Betriebsart erfolgt lediglich eine optische Detektion.
In einer zweiten und bevorzugten Betriebsart erfolgt sowohl eine
optische als auch eine dynamisch-magnetische Detektion. Bei der
ersten Betriebsart wird ausschließlich der optische Detektor (Reflexionslichtschranke)
eingesetzt. Nachteilig ist hieran, dass auch andere Ereignisse,
wie z. B. das Erkennen von Personen im Erfassungsbereich des optischen
Detektors, die Auswertung beeinflussen können. Die zweite
Betriebsart weist diesen Nachteil nicht auf, da zunächst
der Magnetfelddetektor ausgewertet wird und danach, bei Erfüllung
vorgegebener Auswertebedingungen, der optische Detektor zur Verifizierung
der Auswertung aktiviert wird. Ein weiterer Vorteil ist die verminderte
Stromaufnahme des optischen Detektors, da dieser lediglich zur Verifizierung aktiviert
wird.
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Die
Strombegrenzung des Betriebsstroms (z. B. auf 50 mA) für
die Fahrzeugerkennungsvorrichtung gewährleistet den weiteren
Betrieb aller anderen, an dieselben Stromversorgungsleitungen angeschlossenen
Fahrzeugerkennungsvorrichtungen im Fall einer Störung,
z. B. bei einem Kurzschluss. Von der Stromversorgungeinrichtung
der Fahrzeugerkennungsvorrichtung wird insbesondere eine Versorgungsspannung
für Digitalkomponenten (z. B. +5 V), wie z. B. für
den Mikrocontroller, sowie eine Versorgungsspannung für
Analogkomponenten (z. B. +12 V), wie z. B. für die Detektoren,
geliefert. Letztere kann durch die Steuereinrichtung freigeschaltet
werden, um den Stromverbrauch durch zyklisches Abfragen der Detektoren
zu senken.
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Als
optischer Detektor wird insbesondere eine Infrarot-Reflexionslichtschranke
eingesetzt. Der Infrarotsender sendet z. B. einen 5 ms dauernden
Infrarot-Impuls (z. B. mit einer Impulsfrequenz von 19,6 kHz) aus,
wobei ein reflektierter Anteil dieses Impulses von dem Infrarotempfänger
empfangen wird. Nach einer Verstärkung, Filterung (Bandpass)
und Gleichrichtung des von dem Infrarotempfänger gelieferten
Signals steht eine dem Reflexionsgrad proportionale, analoge Spannung
der Steuereinrichtung zur Auswertung zur Verfügung.
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Der
Magnetfelddetektor erzeugt bevorzugt eine der Stärke des
einfallenden Erdmagnetfelds proportionale Ausgangsspannung, welche
vorzugsweise zunächst einem Regelverstärker zugeführt wird.
Der Regelverstärker erzeugt im Magnetfelddetektor ein umgekehrt
proportionales Magnetfeld, welches die Ausgangsspannung des Magnetfelddetektors
auf 0 V einstellt. Diese Regelung kompensiert Temperatureinflüsse
auf den magnetfeldempfindlichen Sensor. Nach dieser Kompensation
kann die Ausgangsspannung des Regelverstärkers von der Steuereinrichtung
zur Fahrzeugdetektion ausgewertet werden. Da der Magnetfelddetektor
das Magnetfeld in zwei Dimensionen erfassen kann, ist er sowohl für
horizontale als auch für vertikale Erfassungen einsetzbar.
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Bevorzugt
stehen drei optische Signale zur Verfügung, die durch optische
Signalgeber abgegeben werden können, die insbesondere durch
Leuchtdioden gebildet sind. Die optischen Signalgeber können
von der Steuereinrichtung nach der Auswertung der Detektoren oder
auch über die Schnittstelle angesteuert werden. Die von
den optischen Signalgebern abgebbaren Farben sind insbesondere rot
(kennzeichnet einen Besetzt-Zustand des Stellplatzes), grün
(kennzeichnet einen Frei-Zustand des Stellplatzes) und blau (kennzeichnet
einen Reserviert-Zustand des Stellplatzes).
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Die
Schnittstelle ist bevorzugt eine Zweidraht-RS485-Schnittstelle und
dient zur Kommunikation mit dem Steuerrechner. Vorzugsweise ist
das Modbusprotokoll implementiert.
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Die
Steuereinrichtung weist bevorzugt mehrere Eingabe-Ausgabe-Schnittstellen
auf, an denen zusätzliche Signalleitungen angeschlossen
werden können. Jede dieser Schnittstellen ist insbesondere frei
definierbar. Somit können von dem Steuerrechner über
diese Schnittstellen sowohl weitere Geräte, wie z. B. weitere
Anzeigen, angesteuert als auch Zustandsinformationen von weiteren
Signalgebern, wie z. B. Schaltern oder dergleichen, eingelesen werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht einer Parkeinrichtung und
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2 ein
schematisches Blockschaltbild einer der in 1 gezeigten
Fahrzeugerkennungsvorrichtungen gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung.
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Aus 1 ist
eine Parkeinrichtung 1 mit mehreren Stellplätzen 2 ersichtlich,
auf denen jeweils ein Kraftfahrzeug abgestellt werden kann. Gemäß 1 ist
lediglich einer der Stellplätze 2 mit einem Kraftfahrzeug 3 besetzt.
Oberhalb der Stellplätze 2 ist jeweils eine Fahrzeugerkennungsvorrichtung 4 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung angeordnet, wobei jede der
Fahrzeugerkennungsvorrichtungen über Stromversorgungsleitungen 5 mit
einer gemeinsamen Stromversorgung 6 verbunden ist. Ferner
ist jede der Fahrzeugerkennungsvorrichtungen 4 über
Datenleitungen 7 mit einem seriellen Datenbus 8 verbunden,
an dem eine Hauptsteuerung 9 angeschlossen ist. Die Fahrzeugerkennungsvorrichtungen 4 sind
identisch aufgebaut.
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Aus 2 ist
ein Blockschaltbild von einer der Fahrzeugerkennungsvorrichtungen 4 ersichtlich, die
einen Mikrocontroller 10 umfasst, der über eine an
die gemeinsame Stromversorgung 6 angeschlossene Stromversorgungseinrichtung 11 mit
elektrischem Strom Ic versorgt wird.
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Ein
mit dem Mikrocontroller 10 gekoppelter Magnetfelddetektor 12 umfasst
eine Sensorbaugruppe 13 zur Erfassung einer horizontalen
Komponente Bh eines äußeren Magnetfelds und eine
Sensorbaugruppe 14 zur Erfassung einer vertikalen Komponente
Bv des äußeren Magnetfelds. Jede der Sensorbaugruppen 13 und 14 umfasst
vier magnetoresistive Sensoren 15, die zu einer Messbrücke
zusammengestaltet sind. Die Sensorbaugruppe 13 ist über
einen Regelverstärker 16 mit einem Analogeingang 17 des
Mikrocontrollers 10 verbunden. Ferner ist die Sensorbaugruppe 14 über
einen Regelverstärker 18 mit einem Analogeingang 19 des
Mikrocontrollers 10 verbunden. An den Analogeingängen 17 und 19 anliegende
Signale (bevorzugt in Form von Spannungen) können von dem
Mikrocontroller 10 digitalisiert und mittels eines in dem
Mikrocontroller 10 ablaufenden Programms ausgewertet werden.
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Ein
mit dem Mikrocontroller 10 gekoppelter optischer Detektor 20 umfasst
einen Infrarotempfänger 21 sowie einen Infrarotsender 22 und
ist über eine Treiber-Filter-Schaltung 23 mit
dem Mikrocontroller 10 verbunden. Die Schaltung 23 umfasst
einen Bandpassfilter 24 und einen Verstärker 25,
der mit seinem Ausgang mit dem Infrarotsender 22 verbunden
ist und diesen treiben kann. Der Eingang des Verstärkers 25 ist
mit einem Ausgang 26 des Mikrocontrollers 10 verbunden, über
den der Verstärker 25 aktivierbar ist. Im aktivierten
Zustand treibt der Verstärker 25 den Infrarotsender 22,
sodass dieser ein Infrarotsignal 43 abstrahlt. Der Infrarotsender 22 ist somit
durch den Mikrocontroller 10 aktivierbar. Bevorzugt wird
der Infrarotsender 22 dabei gepulst von dem Mikrocontroller 10 betrieben.
Mittels des Infrarotempfängers 21 ist ein reflektierter
Anteil 44 des Infrarotstrahls 43 empfangbar sowie
ein die Stärke dieses Anteils charakterisierendes Signal
dem Bandpassfilter 24 zuführbar, der das gefilterte
Signal (bevorzugt in Form einer Spannung) an einen Analogeingang 27 des
Mikrocontrollers 10 abgibt. Der Mikrocontroller 10 kann
das von dem Bandpassfilter 24 gelieferte Signal digitalisieren
und mittels des Programms auswerten.
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Die
Regelverstärker 16 und 18 sowie die Schaltung 23 sind
mittels der Stromversorgungseinrichtung 11 mit elektrischem
Strom Id versorgbar, wobei diese Stromzufuhr über einen
Ausgang 28 des Mikrocontrollers 10 aktivierbar
und deaktivierbar ist. Somit sind auch die Detektoren 12 und 20 durch
den Mikrocontroller 10 aktivierbar und deaktivierbar. Die Stromversorgungseinrichtung 11 umfasst
einen Strombegrenzer 29, mittels welchem der von der Fahrzeugerkennungsvorrichtung 4 der
zentralen Stromversorgung 6 entnommene Strom Ig auf einen Grenzwert
von z. B. 50 mA begrenzbar ist. Hierdurch ist der der zentralen
Stromversorgung 6 entnommene Strom selbst dann begrenzbar,
wenn in der Fahrzeugerkennungsvorrichtung 4 ein Kurzschluss
vorliegt. Rückwirkungen durch einen solchen Kurzschluss
auf die zentrale Stromversorgung 6 sind somit vermeidbar
oder zumindest begrenzbar.
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Ein
Ausgang 29 des Mikrocontrollers 10 ist mit einer
seriellen Schnittstelle 30 verbunden, die an den Datenbus 8 angeschlossen
ist. Die Schnittstelle 30 kann auch in den Mikrocontroller 10 integriert
sein.
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Ausgänge 31, 32 und 33 des
Mikrocontrollers 10 sind jeweils mit einem optischen Signalgeber 34, 35 bzw. 36 verbunden,
wobei die optischen Signalgeber mittels des Mikrocontrollers 10 angesteuert werden
können. Der optische Signalgeber 34 kann rotes
Licht abgeben und dadurch nach außen signalisieren, dass
der Stellplatz 2 mit einem Kraftfahrzeug 3 besetzt
ist. Der optische Signalgeber 35 kann grünes Licht
abgeben und dadurch nach außen signalisieren, dass der
Stellplatz 2 frei ist. Der optische Signalgeber 36 kann
blaues Licht abgeben und dadurch nach außen signalisieren,
dass der Stellplatz 2 reserviert ist.
-
An
einen Ausgang 37 des Mikrocontrollers 10 ist eine
Ein-Ausgabe-Schnittstelle 38 angeschlossen, die drei Signalleitungen 39 umfasst,
mit denen andere Geräte steuerbar und/oder Informationen
von diesen anderen Geräten empfangbar sind. Die Schnittstelle 38 kann
in den Mikrocontroller 10 integriert sein.
-
Mittels
der Hauptsteuerung 9 ist ein Aktivierungssignal 40 erzeugbar
und über den Datenbus 8 abgebbar, sodass die Fahrzeugerkennungsvorrichtung 4 in
einen aktiven Zustand überführbar ist. Hierzu
ist jeder der Fahrzeugerkennungsvorrichtungen eine eindeutige Adresse
zugeordnet, die als Information in dem Aktivierungssignal 40 enthalten
ist. Somit ist sichergestellt, dass die Aktivierung einer einzelnen
Fahrzeugerkennungsvorrichtung möglich ist.
-
Auf
das Aktivierungssignal 40 hin steuert der Mikrocontroller 10 die
Stromversorgungseinrichtung 11 über seinen Ausgang 28 an,
sodass den Regelverstärkern 16 und 18 sowie
der Schaltung 23 der Betriebsstrom Id zugeführt
wird. Hierdurch wird der Detektor 12 aktiviert, sodass
von diesem Signale Sh und Sv an die Eingänge 17 und 19 des
Mikrocontrollers 10 abgegeben werden. Die Signale Sh und
Sv werden von dem Mikrocontroller 10 digitalisiert und ausgewertet.
Ergibt die Auswertung, dass mittels des Magnetfelddetektors 12 ein
Fahrzeug detektiert worden ist, wird über den Ausgang 26 der
Infrarotsender 22 des optischen Detektors 20 aktiviert,
der daraufhin den Infrarotstrahl 43 aussendet, den reflektierten
Anteil 44 dieses Strahls 43 mittels seines Infrarotempfängers 21 empfängt
und ein Signal So an den Eingang 27 des Mikrocontrollers 10 abgibt.
Das Signal So wird nun von dem Mikrocontroller 10 digitalisiert und
ausgewertet. Ergibt die Auswertung, dass mittels des optischen Detektors 20 ein
Fahrzeug detektiert worden ist, so gilt das Fahrzeug als erkannt,
was als Statusinformation in einem Speicher 41 des Mikrocontrollers 10 abgelegt
wird. Danach wird über den Ausgang 28 die Stromversorgungseinrichtung 11 derart
angesteuert, dass die Stromzufuhr zu den Regelverstärkern 16 und 18 sowie
zu der Schaltung 23 unterbrochen wird und somit die Detektoren 12 und 20 deaktiviert
werden.
-
Das
Aktivierungssignal 40 bildet gleichzeitig ein Abfragesignal,
sodass auf Basis der oder einer in dem Speicher 41 abgelegten
Statusinformation von dem Mikrocontroller 10 ein Statussignal 42 erzeugt, über
die Schnittstelle 30 an den Datenbus 8 abgegeben
und somit der Hauptsteuerung 9 zur Verfügung gestellt
wird. Das Signal 42 trägt dabei Informationen über
den Frei-/Besetzt-Zustand des der Fahrzeugerkennungsvorrichtung 4 zugeordneten
Stellplatzes 2.
-
Das
Statussignal 42 kann nach oder vor der durch das Aktivierungssignal 40 angestoßenen
Ermittlung der Statusinformation erzeugt werden. Im letzteren Fall
wird zwar eine ältere Statusinformation übermittelt,
es kann aber schneller zur Abfrage der nächsten Fahrzeugerkennungsvorrichtung übergegangen
werden, da die Zeit für die Auswertung der von den Detektoren
gelieferten Signale nicht abgewartet werden muss. Erfolgen die Abfragen
der Fahrzeugerkennungsvorrichtungen häufig genug, so entsteht
durch die ältere Statusinformation in praktischer Hinsicht
kein Nachteil.
-
Mittels
der Hauptsteuerung 9 werden die einzelnen Fahrzeugerkennungsvorrichtungen 4 durch ein
geeignetes Aktivierungssignal 40 nacheinander aktiviert,
sodass der Hauptsteuerung 9 von den Fahrzeugerkennungsvorrichtungen 4 die
jeweiligen Statussignale 42 nacheinander zur Verfügung
gestellt werden. Nach einem Zyklus, d. h. nach der Aktivierung aller
Fahrzeugerkennungsvorrichtungen, stehen der Hauptsteuerung 9 somit
Informationen über die aktuelle Belegung aller Stellplätze 2 zur
Verfügung.
-
- 1
- Parkeinrichtung
- 2
- Stellplatz
- 3
- Kraftfahrzeug
- 4
- Fahrzeugerkennungsvorrichtung
- 5
- Stromversorgungsleitungen
- 6
- zentrale
Stromversorgung
- 7
- Datenleitungen
- 8
- serieller
Datenbus
- 9
- Hauptsteuerung
- 10
- Mikrocontroller
- 11
- Stromversorgungseinrichtung
- 12
- Magnetfelddetektor
- 13
- Sensorbaugruppe
- 14
- Sensorbaugruppe
- 15
- magnetoresistiver
Sensor
- 16
- Regelverstärker
- 17
- Analogeingang
- 18
- Regelverstärker
- 19
- Analogeingang
- 20
- optischer
Detektor
- 21
- Infrarotempfänger
- 22
- Infrarotsender
- 23
- Treiber-Filter-Schaltung
- 24
- Bandpassfilter
- 25
- Verstärker
- 26
- Ausgang
- 27
- Analogeingang
- 28
- Ausgang
- 29
- Ausgang
- 30
- serielle
Schnittstelle
- 31
- Ausgang
- 32
- Ausgang
- 33
- Ausgang
- 34
- optischer
Signalgeber
- 35
- optischer
Signalgeber
- 36
- optischer
Signalgeber
- 37
- Ausgang
- 38
- Ein-Ausgabe-Schnittstelle
- 39
- Signalleitungen
- 40
- Aktivierungssignal
- 41
- Speicher
- 42
- Statussignal
- 43
- Infrarotstrahl
- 44
- reflektierter
Anteil des Infrarotstrahls
- Bh
- horizontale
Magnetfeldkomponente
- Bv
- vertikale
Magnetfeldkomponente
- Ig
- Betriebsstrom
der Fahrzeugerkennungsvorrichtung
- Ic
- Betriebsstrom
des Mikrocontrollers
- Id
- Betriebsstrom
der Detektoren
- Sh
- Signal
- Sv
- Signal
- So
- Signal
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 4341695
A1 [0003]
- - DE 202006015787 U1 [0005]