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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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Moderne
Parkhäuser
benötigen
Einrichtungen zur genauen Erfassung der Belegung. Diese wird vor
Ort zur Anzeige "Besetzt/Frei" benötigt und
insbesondere zur Einbindung von Parkhäusern in städtische Verkehrsleitsysteme.
Auch innerhalb von Parkhäusern
kann die Belegungsverteilung erfaßt werden, insbesondere um
Fahrzeuge innerhalb des Hauses in noch freie Etagen oder Abteilungen
lenken zu können.
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Gattungsgemäße Vorrichtungen
ermitteln zu diesem Zweck an bestimmten Stellen von Fahrwegen die
durchfahrenden Fahrzeuge. Werden die in das Parkhaus einfahrenden
und ausfahrenden Fahrzeuge genau gezählt, so läßt sich die momentane Belegung
exakt errechnen. Auch bei Fahrten innerhalb des Parkhauses, z.B.
beim Ein- und Ausfahren in eine bestimmte Etage, läßt sich
auf diese Weise die Etagenbelegung errechnen, und der Verkehr innerhalb
des Parkhauses gezielt lenken.
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Gattungsgemäße Vorrichtungen
weisen zu diesem Zweck Sensoreinrichtungen auf, die an strategisch
günstigen
Stellen, wie z.B. den Ein- und Ausfahrtstoren, Bereiche des Fahrweges
auf die Anwesenheit von Fahrzeugen kontrollieren. Derartige Sensoren
arbeiten mit Strahlsendern und -empfängern.
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Nach
dem Stand der Technik sind z.B. Lichtschranken und auch Ultraschall-Reflexionsmeßeinrichtungen
bekannt. Diese können
die Anwesenheit eines Fahrzeuges an einer bestimmten Stelle eines Fahrweges
ermitteln. Ist der Fahrweg als Einbahnstraße definiert, so kann daraus
auf die Fahrtrichtung geschlossen werden.
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Die
bekannten Vorrichtungen weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen
auf. Sie versagen zumeist bei zu dicht aufeinanderfolgend, also "Stoßstange
an Stoßstange", fahrenden Fahrzeugen
und zählen dann
mehrere Fahrzeuge als ein Fahrzeug. Sie können auch die Fahrtrichtung
nicht erfassen. Fährt
ein Fahrzeug z.B. in den Sensorbereich und setzt dann aus diesem
Bereich wieder zurück,
so wird es z.B. fälschlich
als "einfahrend" ermittelt. Außerdem können die
bekannten Sensoren zwischen verschiedenen Fahrzeugklassen wie beispielsweise
PKW, LKW, Motorräder
und dergleichen nicht unterscheiden. Für die Zufahrtssperrung bei übergroßen Fahrzeugen sind
daher zusätzliche
Sondereinrichtungen erforderlich. Bei Ultraschall-Reflexions-meßeinrichtungen kommt
der Nachteil schlechter Reflexion an Schrägflächen von Fahrzeugen hinzu,
was insbesondere an aerodynamisch günstig gestalteten PKW zu häufigen Fehlmessungen
führt.
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Die
Zählsicherheit
ist aber für
den ökonomischen
Betrieb eines Parkhauses essentiell. Fehlzählungen können sich akkumulieren. Einerseits
können fehlerhafte
Zählergebnisse
zu einer Unterbelegung des Parkhauses führen, mit einem entsprechenden wirtschaftlichen
Schaden für
den Betreiber. Andererseits können Fehlzählungen
aber auch zu einer Überbelegung
führen,
die die Parkhauskunden verärgert.
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Aus
der
US 5,757,472 ist
eine Vorrichtung zur Überwachung
einer Fahrbahn bekannt, bei der mittels eines Strahlsenders und
Empfängers
die Anwesenheit von Fahrzeugen ermittelt wird. Dabei werden von
einem Lasersender über
einen rotierenden Polygonspiegel zwei in Fahrtrichtung beabstandete Strahlfächer auf
der Fahrbahn erzeugt. Über
eine Laufzeitmessung der Laserpulse wird eine Entfernungsmessung
durchgeführt
und aus den gewonnenen Daten in einer Auswerteeinheit die Kontur
der Fahrzeuge ermittelt. Jedoch weist diese bekannte Vorrichtung
weist den Nachteil auf, dass ihr Aufbau sehr kompliziert und aufwendig
ist und daher für
eine Verwendung in einem Parkhaus überdimensioniert und zu teuer
ist.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine höhere Genauigkeit
bei der Ermittlung der Parkhausbelegung zu ermöglichen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß wird eine
Vorrichtung verwendet, die in Fahrtrichtung hintereinander im Abstand
mit an sich bekannten rotierenden Laserimpulssendern zwei Strahlfächer erzeugt.
Die Erzeugung der zwei Strahlfächer
erfolgt über
eine Sensoreinrichtung mit wenigstens einem umlaufend Laserimpulse
abstrahlenden Sender. Die umlaufende Sensoreinrichtung erzeugt in
einem Teil ihres Umlaufbereiches unmittelbar den ersten Strahlfächer und
in einem weiteren Teil ihres Umlaufbereiches über feststehende Spiegel achsversetzt
wenigstens einen weiteren Strahlfächer. Auf diese Weise kann
aus einem rotierenden Laserstrahlgenerator mit Strahlumlenkung durch
ein Spiegelsystem bei einem halben Umlauf direkt ein Fächer und
beim anderen halben Umlauf ein gespiegelter achsversetzter Strahlfächer erzeugt
werden, wodurch der Geräteaufwand
verringert wird.
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Die
Laserauftreffpunkte werden mit dem Empfänger beobachtet. Aus jeweiliger
Strahlrichtung und Laufzeit des Laserimpulses läßt sich mit einer von derartigen
Laserimpulsgeneratoren bekannten Auswerteinrichtung das vom Strahlfächer geschnittene
Profil eines Kraftfahrzeuges auf dem Fahrweg ermitteln. Es lassen
sich dabei sehr hohe Profilauflösungen
bis in den Zentimeterbereich mit relativ geringem Rechenaufwand
ermitteln, aus denen sehr exakt auf bestimmte Fahrzeugklassen geschlossen werden
kann. Dies gilt insbesondere, wenn die Auswerteinrichtung in einem
Lernmodus die fest stehende Umgebung lernt und z.B. als immer vorhanden speichert,
insbesondere die Fahrbahn- oder Bodenoberfläche. In diesem Fall lassen
sich räumlich
zusammenhängende
Punktgruppen Objekten zuordnen, wenn die gemessenen Datenpunkte
starke Änderungen
gegenüber
den gespeicherten Daten aufweisen. Alternativ oder zusätzlich lassen
sich aus den Daten der Strahlfächer
Objekte extrahieren, indem räumlich zusammenhängende Punktgruppen
zwischen Entfernungssprüngen
Objekten zugeordnet werden.
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Bei
festgestellten Übergrößen, z.B. Überhöhe, eines
Fahrzeuges können
Alarmeinrichtungen ausgelöst
werden. Wenn ein Objekt (Fahrzeug) einen Strahlfächer erreicht und wenn es diesen
nach Durchfahren wieder verläßt, dann
können
diese Ereignisse genau bestimmt werden. Durch Anordnung zweier Strahlfächer hintereinander
läßt sich
mit hoher Nachweisgenauigkeit eine Aussage über die Fahrtrichtung erzielen.
Ein Fahrzeug, das in falscher Richtung fährt, wird sofort ermittelt.
Auch wenn ein Fahrzeug in den Erfassungsbereich einfährt und
diesen rückwärts wieder
verläßt, wird
dieser Vorgang fehlerfrei erkannt. Die Strahlfächer können mehrere parallele Spuren überfassen
und dort Parallelverkehr oder Gegenverkehr auf zwei Spuren ohne
weiteres getrennt erfassen und auswerten.
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Es
kann mit der Erfindung mit sehr einfachen Mitteln und geringem Kostenaufwand
eine sehr genaue Belegungsberechnung unter Berücksichtigung unterschiedlicher
Fahrzeugklassen erreicht werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann außer
bei Parkhäusern
auch bei sonstigen Parkeinrichtungen, wie z.B. offenen Parkplätzen, an
entsprechend geeigneten Fahrwegen eingesetzt werden.
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Der
Empfänger
kann stationär
angeordnet sein und den gesamten Strahlauftreffbereich des Fächers überwachen.
Vorteilhaft sind jedoch die Merkmale des Anspruches 2 vorgesehen.
Ein mit dem Strahl, ggf. durch ein Spiegelsystem, in seiner Blickrichtung
geschwenkter Empfänger
kann mit langer Brennweite sehr eng auf den jeweiligen Strahlauftreffpunkt
gerichtet sein und erreicht daher eine höhere Lichtempfindlichkeit sowie
Unempfindlichkeit gegen Störlicht.
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Vorteilhaft
sind die Merkmale des Anspruchs 3 vorgesehen. Die zeitliche Verfolgung
ermittelter Objekte (Fahrzeuge) ermöglicht genaue Angaben über Fahrtrichtung,
Geschwindigkeit und dergleichen, die direkt einem angeschlossenen
Zentralrechner weitergegeben werden können. Dazu werden z.B. feststehende
Objekte bzw. die fest stehende Umgebung in einem Lemmodus als immer
vorhanden identifiziert bzw. gespeichert. Von diesen gespeicherten
bzw. erlernten Objekten abweichende Objekte können anhand ihrer charakteristischen
Profile verfolgt werden, indem der Ort und die Richtung aus den
zeitlich aufeinanderfolgenden Daten der Strahlfächer berechnet wird. Es kann
insbesondere auch die Höhe
und die Breite der Objekte bestimmt und daraus die Klassifizierung
der Fahrzeuge erhalten werden. Die Zählung eines Objektes erfolgt
nur dann, wenn beide Strahlfächer
unter Berücksichtigung
der Bewegungsrichtung durchlaufen worden sind.
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In
der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch dargestellt.
Es zeigen:
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1 eine
Ansicht in Fahrtrichtung auf ein zweispuriges Durchfahrttor eines
Parkhauses mit erfindungsgemäßer Sensoreinrichtung,
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2 einen
Schnitt nach Linie 2-2 in 1 und
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3 einen
Schnitt durch die Sensoreinrichtung nach Linie 3-3 in 1.
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1 zeigt
einen Blick auf die Außenwand 1 eines
Parkhauses, mit einem Durchfahrttor 2, durch das ein zweispuriger
Fahrweg 3 verläuft.
Auf diesem fah ren im Gegenverkehr ein einfahrendes Fahrzeug 4 und
ein ausfahrendes Fahrzeug 5, die in den 1 und 2 schematisch
dargestellt sind.
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Im
Durchfahrttor 2 ist, im Ausführungsbeispiel oben in der
Mitte, eine Sensoreinrichtung 6 angeordnet, deren Aufbau
in ihrem Schnitt in 3 zu ersehen ist.
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In
einem Gehäuse
7 ist
ein Motor
8 angeordnet, der eine Welle
9 umlaufend
antreibt. Die Lage der Welle ist in
1 markiert.
Senkrecht zur Welle
9 ist an dieser ein Sender/Empfänger
10 angeordnet, der
in seinen Konstruktionseinzelheiten z.B. gemäß
DE 195 30 281 C2 ,
1 ausgebildet
sein kann.
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Der
Sender 10 strahlt umlaufend in der gestrichelt dargestellten
Ebene einen ersten Strahlfächer 11 aufspannende
Laserimpulse, die bei leerem Tor 2 an dessen Wänden und
auf dem Fahrweg 3 (siehe 2) auftreffen.
Der Empfängerteil
des Empfänger 10 blickt
jeweils in Abstrahlrichtung und sieht den hellen Auftrefffleck.
Eine nicht dargestellte, z.B. eingebaute oder über Kabel angeschlossene Auswerteinrichtung
kann aus dem Zeitpunkt der Impulsaussendung und dem Zeitpunkt des
Empfanges den Hin- und Rücklaufweg
des Lichtimpulses und daraus den Abstand des Auftrefffleckes von
der Welle 9 berechnen. Aus dem Motor 8 bzw. einem
Winkelgeber oder dergleichen kann zu dieser Entfernung der jeweilige
Strahlwinkel ermittelt werden, so daß das Profil des Tores, soweit
es vom Strahlfächer 11 erfaßt wird,
ermittelbar ist.
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Fährt ein
Fahrzeug in den Fächer 11,
so wird, wie 1 zeigt, zumindest dessen Oberseite
im Strahlfächer
vermessen. Charakteristische Teile des Fahrzeugprofils können mit
einer geeigneten Auswerteinrichtung ermittelt werden. Insbesondere
kann dabei das ermittelte Profil mit einem zuvor ermittelten Leerprofil
des Tores verglichen werden, um die Ermittlungsgenauigkeit zu erhöhen.
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Wie 3 zeigt,
wird der direkt vom Sender 10 erzeugte Strahlfächer 11 nach
unten durch eine Gehäuseöffnung abgestrahlt,
und zwar im wesentlichen über
den halben Umlauf der Welle 9, wenn der Sender 10 überwiegend
nach unten gerichtet ist. Im oberen Umlaufbereich werden die Laserstrahlen
mit zwei Winkelspiegeln 12 achsversetzt, als zum ersten Strahlfächer 11 paralleler
zweiter Strahlfächer 13 ebenfalls
nach unten gestrahlt. Aus der Winkelstellung der Welle 9 kann
die Auswerteinrichtung ermitteln, ob der Strahl z.Zt. in den Strahlfächer 11 oder
in den Strahlfächer 13 gerichtet
ist. Alternativ können die
beiden Strahlfächer 11 und 13 auch
mit getrennten, rundum abstrahlenden Vorrichtungen erzeugt werden.
Die Strahlfächer
können,
wie dargestellt, parallel, oder auch leicht schräg zueinander verlaufend angeordnet
sein. Sie verlaufen vorteilhaft, wie dargestellt, quer zur Fahrtrichtung,
können
aber auch schräg
zu dieser angeordnet sein.
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Wie
aus 2 ersichtlich, kann bei dem einfahrenden Fahrzeug 4 genau
der Zeitpunkt ermittelt werden, an dem dieses den Strahlfächer 13 berührt. Fährt es weiter,
so berührt
es auch den Strahlfächer 11.
Es verläßt den Strahlfächer 13 bevor
es den Strahlfächer 11 in
seiner Fahrtrichtung verläßt. Aus diesen
Zeitpunkten kann eindeutig die Fahrtrichtung bestimmt werden. Bleibt
das Fahrzeug im Tor stehen und fährt
wieder zurück,
so kann auch dieser Sonderfall genau erkannt werden.
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Für das ausfahrende
Fahrzeug 5 kann in derselben Weise getrennt vom Fahrzeug 4 und
zwar auch, wenn beide gleichzeitig das Tor durchfahren, die Fahrtrichtung
und das Fahrzeugprofil ermittelt werden.
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Die
angeschlossene Auswerteinrichtung kann die Fahrzeuge zählen, in
Zuordnung zu ihrer Fahrtrichtung und zur Fahrzeugklasse bringen
(z.B. PKW, LKW, Motorrad) und diese Informationen einem Parkhauszentralrechner
weitergeben, der daraus mit hoher Genauigkeit die Belegung ermittelt.
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Die
Sensoreinrichtung 6 ist gemäß 1 oben mittig
im Tor 2 angeordnet. Von dort hat sie einen günstigen
Blick auf darunter hindurchfahrende Fahrzeuge und kann diese im
Dachbereich und in den Seitenwandbereichen erfassen. Sie kann jedoch auch
an anderen z.B. den mit 9' angegebenen
Stellen im Tor vorgesehen sein, wobei der genaue Standort je nach örtlichen
Gegebenheiten wählbar
ist.
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Weitere
Sensoreinrichtungen 6 können
in anderen Ein- und Ausfahrttoren des Parkhauses angeordnet sein,
um eine komplette Ein- und Ausfahrtkontrolle zu erreichen. Auch
der Verkehr innerhalb des Parkhauses kann mit Sensoreinrichtungen
in ähnlicher
Weise überwacht
werden, z.B. auf Fahrwegen zwischen verschiedenen Etagen, um den
Verkehr zwischen den Etagen zu erfassen und daraus die Belegung
der einzelnen Decks zum Zwecke der Verkehrslenkung innerhalb des
Parkhauses zu ermitteln.
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Die
nicht dargestellte Auswerteinrichtung, die die vom Empfänger 10 erzeugten
Daten auswertet, kann das Profil der bei einem Umlauf des Senders
10 im jeweiligen Strahlfächer 11, 13 stehenden Objekte
(Fahrzeuge) 4, 5 erkennen und kann insbesondere über mehrere
Umläufe
des Senders 10 die Objekte zeitlich verfolgen. Daraus lassen
sich nicht nur Geschwindigkeits- und Richtungsangaben präzise ermitteln,
sondern z.B. auch die Form des Längsprofiles
eines Fahrzeuges, um daraus genauere Rückschlüsse über die Fahrzeugklasse zu ermöglichen.