Title:
Bodenampel, Verfahren zum Betreiben einer Bodenampel und Verkehrsignalisierungsanordnung
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft eine Bodenampel, die mit zumindest einer ersten drahtlosen Funksende-/Funkempfangseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass auf Grundlage der von der Sende-/Empfangseinrichtung ausgesandten und von dieser empfangenen Signale sich im Nahfeld der Bodenampel bewegende Personen detektiert werden. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben der Bodenampel sowie eine Verkehrssignalisierungsanordnung, die mindestens eine erfindungsgemäße Bodenampel aufweist.




Inventors:
Roskosch, Richard (85521, Ottobrunn, DE)
Ziroff, Andreas (81671, München, DE)
Application Number:
DE102016216204A
Publication Date:
03/01/2018
Filing Date:
08/29/2016
Assignee:
Siemens Aktiengesellschaft, 80333 (DE)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE202016002778U1N/A2016-07-13
DE102015009236A1N/A2016-01-28
DE69712440T2N/A2003-01-09



Foreign References:
EP24625742014-06-04
KR1020150093991A
KR20150093991A2015-08-19
Other References:
“Bodenampeln für ‚Smombies’”, Sender SR 1 Europawelle, Artikel vom 27.04.2016, http://www.sr.de/sr/sr1/programm/themen/bodenampeln100.html
“Ampeln im Asphalt”, ADAC Motorwelt, Juni 2016, S. 8 “Bodenampel”, Wikipedia-Artikel
https://de.wikipedia.org/wiki/Bodenampel, Stand: 27.07.2016
Claims:
1. Bodenampel, dadurch gekennzeichnet, dass es mit zumindest einer ersten drahtlosen Funksende-/Funkempfangseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass auf Grundlage der von der Sende-/Empfangseinrichtung ausgesandten und von dieser empfangenen Signale sich im Nahfeld der Bodenampel bewegende Personen detektiert werden.

2. Bodenampel nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funksende-/Funkempfangseinrichtung als Radar, insbesondere Dopplersensor, ausgestaltet ist.

3. Bodenampel nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Radar gemäß einer bildgebenden Radartechnologie ausgestaltet ist.

4. Bodenampel nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Funksende-/Funkempfangseinrichtung für eine bidirektionale, insbesondere Nahdistanz-, beispielsweise Bluetooth,-Kommunikation mit Smartphones, beispielsweise Bluetooth-Funkstandards, ausgestaltet ist.

5. Bodenampel nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sie derart funktional mit einer ihr zugeordneten Ampelanlage verbunden ist und zusammenwirkt, dass die Bodenampel zumindest während der Rot-Phase der zugehörigen Fußgängerampel eine Stromversorgung erhält.

6. Bodenampel nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart ausgestaltet ist, dass ihr dauerhaft eine externe Stromversorgung angeschlossen ist und sie derart funktional mit der Ampelanlage verbunden ist, dass ihr über eine weitere Leitung von der Ampelanlage eine Rot-Phase signalisiert wird..

7. Bodenampel nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart mit der Ampelanlage funktional verbunden ist, dass die Signalisierung einer Rot-Phase von der Ampelanlage zur Bodenampel hin über Funkkommunikation erfolgt.

8. Bodenampel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mit leistungsfähigen Leuchtmitteln, insbesondere LEDs, ausgestattet und derart funktional mit ihnen verbunden ist, dass eine intensive, insbesondere durch blitzartiges Ein- und Ausschalten der LEDs gegebene, Signalisierung einer erkannten Gefahrensituation erfolgt, wobei das Erkennen und Klassifizieren als Gefahrensituation auf Grundlage einer Auswertung der Detektion von Personen im Nahfeld erfolgt.

9. Bodenampel nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zur Steuerung des Erkennens, Klassifizierens und /oder der Signalisierung derart aufweist, dass die Steuerung dezentral in der Bodenampel durchgeführt wird.

10. Bodenampel nach dem Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie derart funktional mit der Ampelanlage verbunden ist, dass eine Steuerung des Erkennens, Klassifizierens und /oder der Signalisierung derart aufweist, dass die Steuerung zentral durch eine Steuerung der Ampelanlage erfolgt.

11. Verkehrssignalisierungsanordnung, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Bodenampel nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.

12. Verkehrssignalisierungsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bodenampel nach einem der Ansprüche 1 bis 10 derart ausgeführt und angeordnet ist, dass die Bodenampel Teil einer Bordsteinkante oder in den Rinnstein eingelassen ist.

13. Verkehrssignalisierungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 12, gekennzeichnet durch mehrere an einer Gefahrenstelle in Formation, beispielsweise kleinen Abständen in von Fußgänger frequentierten Bereichen entlang einer Trambahnstrecke, eingelassene Bodenampeln.

14. Verkehrssignalisierungsanordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Trambahn und Bodenampelformation derart funktional verbunden sind, dass die Trambahn der Bodenampelformation anstelle oder zusätzlich zur Signalisierung eines Rotlichts sein Herannahen signalisiert.

15. Verkehrssignalisierungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, gekennzeichnet durch, mindestens eine Bodenampel nach den Ansprüchen 1 bis 10, und einer Ampelanlage derart ausgestaltet, dass je Fußgängerampel der Ampelanlage ein Lautsprecher an der Fußgängerampel angebracht ist, der derart ausgestaltet und funktional mit der Bodenampel verbunden ist, dass nach Signalisierung einer Gefahrensituation eine akustische Ausgabe erfolgt.

16. Verkehrssignalisierungsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeichnet durch, mindestens eine Bodenampel nach den Ansprüchen 1 bis 10, die derart betrieben wird, dass nach Signalisierung einer Gefahrensituation eine Beeinflussung eines von der Person im Nahfeld der Bodenampel betriebenen Mobilfunkgerätes, insbesondere durch eine Unterbrechung laufender Applikationen und/oder Ausgabe einer Warnung, erfolgt.

17. Verfahren zum Betreiben einer Bodenampel, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenampel mit zumindest einer ersten drahtlosen Funksende-/Funkempfangseinrichtung derart ausgestaltet und betrieben wird, dass auf Grundlage der von der Sende-/Empfangseinrichtung ausgesandten und von dieser empfangenen Signale sich im Nahfeld der Bodenampel bewegende Personen detektiert werden.

18. Verfahren nach dem vorgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Erkennen und Klassifizieren als Gefahrensituation auf Grundlage einer Auswertung der Detektion von Personen im Nahfeld erfolgt und die Bodenampel in einer Gefahrensituation derart gesteuert wird, dass eine intensive, insbesondere durch blitzartiges An- und Ausschalten von Leistungsleuchtdioden, insbesondere LEDs, Beeinflussung eines von der Person im Nahfeld der Bodenampel betriebenen Mobilfunkgerätes, insbesondere durch eine Unterbrechung laufender Applikationen und/oder Ausgabe einer Warnung, und/oder akustische erzeugte, Signalisierung ausgegeben wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 18, gekennzeichnet durch, Schritte zum Betreiben der Bodenampel nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, gekennzeichnet durch Schritte zum Betreiben der Ampelanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 16.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 18, gekennzeichnet durch, Schritte zum Betreiben der Verkehrssignalisierungsanordnung Bodenampel nach einem der Ansprüche 11 bis

Description:

Die Erfindung betrifft eine Bodenampel gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1, eine Verkehrsignalisierungsanordnung gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 11 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Bodenampel gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 17.

Gegenwärtig sind viele Personen im Besitz eines Smartphones und die Durchdringung mit Smartphones schreitet weiter voran. Da diese Geräte als Mobiltelefone in der Regel von ihren Nutzern ständig mit sich geführt werden, ist die Versuchung groß, auch zu unpassenden Zeiten das Smartphone zu benutzen, was z. B. im Straßenverkehr besondere Gefahren schafft: Beschäftigt sich beispielsweise ein Fußgänger ständig mit dem Smartphone, so nimmt er von der Verkehrssituation um ihn herum kaum noch Notiz.

Eine besondere Gefahrensituation im Zusammenhang mit Fußgängern stellen Ampeln dar: Durch ein Smartphone abgelenkt, wird leicht ein rotes Signal für Fußgänger übersehen. Besonders Kinder und Jugendliche können oft der Versuchung, sich während des Aufenthalts im Straßenverkehr mit einem Smartphone zu beschäftigen, nicht widerstehen. Spiele, die auf den Geräten installiert und betrieben werden können dies noch verstärken. Zum Teil werden Nutzer solcher Spiele, wie es bei sogenannten Augmented Reality Spielen der Fall ist, sogar zur Nutzung während man sich im Freien bewegt, angehalten. Die Gefahr von Unfällen steigt somit.

Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Situation können sogenannte Bodenampeln darstellen. An besonders kritischen Stellen, wie etwa unübersichtlichen Kreuzungen, die auch Trambahnen queren, werden quer zum Fußgänger-Überweg zusätzlich zu den vorhandenen Fußgängerampeln Signalleuchten in den Boden eingelassen. Weil ein abgelenkter Smartphone-Nutzer mit hoher Wahrscheinlichkeit auf sein Smartphone in Richtung Boden sieht, würde er ggf. beim Betreten des Fußgänger-Überwegs die Bodenampel ins Blickfeld bekommen und so, besonders bei rotem Signal, auf die Situation aufmerksam gemacht.

Mehrere Veröffentlichungen berichten von ersten Test-Installationen solcher Bodenampeln in Deutschland, beispielsweise “Bodenampeln für ‚Smombies’”, Sender SR 1 Europawelle, Artikel vom 27.04.2016, http://www.sr.de/sr/sr1/programm/themen/bodenampeln100.html, “Ampeln im Asphalt”, ADAC Motorwelt, Juni 2016, S. 8 “Bodenampel”, Wikipedia-Artikel, https://de.wikipedia.org/wiki/Bodenampel, Stand: 27.07.2016. Für die Installation der Bodenampeln sind vergleichsweise aufwändige Arbeiten vor Ort durchzuführen: Es muss die Bodenampel selbst in den Asphalt eingelassen werden, und es sind, meist vom nächstliegenden Schaltkasten der Ampelanlage aus, elektrische Leitungen unter dem Asphalt bis hin zur Bodenampel zu verlegen.

Trotz des Aufwandes ist es jedoch so, dass die im Boden versenkten Ampeln dennoch von einigen Fußgängern nicht wahrgenommen werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es daher eine Lösung anzugeben, die die Nachteile des Standes der Technik verbessert.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Bodenampel gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1, der Merkmale der Verkehrsignalisierungsanordnung gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 11 sowie durch die Merkmale des Verfahrens zum Betreiben einer Bodenampel gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruchs 17.

Die erfindungsgemäße Ausführung einer Bodenampel ist mit zumindest einer ersten drahtlosen Funksende-/Funkempfangseinrichtung derart ausgestaltet, dass auf Grundlage der von der Sende-/Empfangseinrichtung ausgesandten und von dieser empfangenen Signale sich im Nahfeld der Bodenampel bewegende Personen detektiert werden.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben der Bodenampel wird die Bodenampel mit zumindest einer ersten drahtlosen Funksende-/Funkempfangseinrichtung derart ausgestaltet und betrieben, dass auf Grundlage der von der Sende-/Empfangseinrichtung ausgesandten und von dieser empfangenen Signale sich im Nahfeld der Bodenampel bewegende Personen detektiert werden.

Die erfindungsgemäße Verkehrssignalisierungsanorndung weist mindestens eine erfindungsgemäße Bodenampel auf.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile sind durch die Unteransprüche gegeben.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, die vorhandene Infrastruktur, beispielsweise eine in den Boden eingelassene Bodenampel und bis dorthin verlegte Stromleitungen optimal zu nutzen und hierzu um die erfindungsgemäß vorgesehenen weiteren Funktionalitäten auszustatten, um den Gewinn an Sicherheit durch die erfindungsgemäße Anordnung und das erfindungsgemäße Verfahren noch weiter zu verbessern.

So kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung die Bodenampel beispielsweise mit Hilfe eines Radarsensors erkennen, dass ein möglicherweise abgelenkter Fußgänger während einer Rotphase den Fußgänger-Überweg betritt und, neben dem Rotsignal, verschärft auf sich aufmerksam machen.

Das Verschärfen kann erfindungsgemäß auf vielerlei Arten erfolgen.

Beispielsweise können Kreuzungen, die mit Standard-Ampelanlagen ausgestattet sind und die auch Signalleuchten für Fußgänger beinhalten, durch die Erfindung so angesteuert werden, dass die, insbesondere zusätzlich in den Boden eingelassenen, Rotlichter der Signalanlage blinken, so dass der Fußgänger diese Signale nicht übersieht, weil das Gehirn eher auf sich ändernde Signale reagiert.

An kritischen Stellen in Verbindung mit Trambahn-Gleisen weisen Hinweisschilder und Markierungen / Beschriftungen auf dem Asphalt zusätzlich auf die möglichen Gefahren hin. Diese können dann ebenfalls blinken oder schrittweise zugeschaltet werden, um den abgelenkten Fußgänger aufmerksam zu machen und sollen vom Begriff Bodenampeln im Sinne der Erfindung mit umfasst sein.

Auch ist es denkbar, dass an den Ampeln in der Regel für Blinde angebrachte Signalgeber derart erweitert ausgestaltet und angesteuert werden, dass sie spezielle Warnsignale zusätzlich zu den Signalen für Blinde abgeben können, um alternativ oder ergänzend akustisch die Aufmerksamkeit des abgelenkten Fußgängers an sich zu ziehen.

Zusätzliche Funktionalitäten wie die von Bodenampeln oder anderen Zusatzsignalgebern werden also durch die Erfindung für eine Erkennung und Warnung von möglicherweise gefährdeten Fußgängern befähigt.

Fasst man die vor Ort vorhandene Infrastruktur weit auf, so sind auch die gerade genutzten Smartphones ein Teil der gegebenen Infrastruktur. Die Erfindung nutzt bei alternativen und ergänzenden Ausgestaltungen auch diese Möglichkeit des Erkennens und der Warnung aus. So können beispielsweise die im Boden eingelassenen Fußgängersignale mit einer Funkschnittstelle derart ausgestaltet sein, dass sie die Anwesenheit eines sich gefährdenden Fußgängers ermitteln und/oder derart nutzen können, dass Hinweise und/oder Warnsignale direkt auf das Gerät übermittelt und dort angezeigt werden. Vorzugsweise wird hierzu erfindungsgemäß eine entsprechende Steuerung durch den Prozessor des Geräts erfolgen, insbesondere unterstützt durch eine auf dem Gerät zu installierende App.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das Smartphone zumindest teilweise, insbesondere nur das Display, in so einem Fall einfach deaktiviert werden.

Vorzugsweise erfolgt dies nur nach einer Prüfung, ob sich das Gerät im Sichtfeld des Nutzers befindet, beispielsweise durch Ermittlung der Ausrichtung des Geräts, oder der Haltung am Ohr.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden ausgehend von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung angegeben. Dabei zeigt die

1 als ein erstes Ausführungsbeispiel eine mit zusätzlichen Bodenampeln ausgestattete Kreuzung, über die auch eine Trambahnlinie verläuft

2 als ein weiteres Ausführungsbeispiel ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäß mit einem Radarsensor und einer Funkschnittstelle ausgestatteten Bodenampel

3 die Skizze einer beispielhaften technischen Ausgestaltungsvariante einer Bodenampel entsprechend dem Blockschaltbild aus 2

4 beispielhaft und stark vereinfacht skizziert zwei weitere Ausführungsformen für den Erfassungsbereich des erfindungsgemäßen Radarmoduls

5 Ablaufplan eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens für einen Warnvorgang bei Bodenampel mit Radarsensor und Funkschnittstelle

In der 1 ist als ein erstes Ausführungsbeispiel eine Kreuzung mit erfindungsgemäßen Bodenampeln BA über die auch eine Trambahnlinie verläuft.

Zu erkennen ist, dass hier eine größere Nebenstraße in eine Hauptstraße HS einmündet, in der auch eine Trambahnlinie TL in zwei Richtungen verläuft. Zur Verbesserung der Anschaulichkeit sind auch die Fahrbahnmarkierungen FM in die Darstellung eingezeichnet.

Ferner zeigt das dargestellte Szenario, dass die Übergangsbereiche der Fußgänger-Überwege über die Hauptstraße HS zusätzlich zu den Fußgängerampeln FA mit Bodenampeln BA ausgestattet sind. Der Fußgänger-Überweg über die einmündende Straße ES ist in diesem Szenario nicht mit zusätzlichen Bodenampeln BA ausgestattet, beispielsweise da hier die Verkehrssituation überschaubarer ist und man hierauf verzichten kann.

Die Bodenampeln BA in der Hauptstraße HS sind im Bereich nahe der Gehwege GW ebenerdig in den Asphalt auf der Straße HS eingelassen.

Bewegt sich nun ein Smartphone-Nutzer abgelenkt auf den Fußgänger-Überweg zu, so würden die Bodenampeln BA beispielsweise beim Betreten des Fußgänger-Überwegs neben dem Smartphone-Display in sein Blickfeld gelangen und ihn so auf die Gefahr aufmerksam machen können.

In 1 nicht dargestellt aber gleichwohl vorhanden sind ein für die Ampelanlage benötigter Schaltkasten und die Leitungen vom Schaltkasten zu den Bodenampeln BA.

In der 2 ist ebenfalls als Ausführungsbeispiel ein Blockschaltbild einer Bodenampel, beispielsweise der in 1 gezeigten Bodenampel BA, mit Radarsensor RM und Funkschnittstelle FM dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass von außen kommend beim dargestellten Beispiel nur eine 230-V-Versorgung von außen zugeführt und der zugehörige Erdungsanschluss an die Bodenampel BA herangeführt wird. Bei der 230-V-Versorgung handelt es sich gemäß dem Beispiel um ein geschaltetes Signal:
Während der Rot-Phase beim entsprechenden Fußgänger-Überweg ist diese 230-Versorgung eingeschaltet, sonst ist sie abgeschaltet. Somit erhält die Bodenampel BA im vorliegenden Beispiel nur während der Rotphase eine Versorgungsspannung. Es ist erfindungsgemäß auch eine alternative Ausführung möglich, bei der die Bodenampel BA ständig mit 230 V AC versorgt wird und nur über eine zusätzliche Leitung die Rot-Phase signalisiert wird.

Direkt an den Klemmblock am Eingang ist ein Modul mit ersten Leistungs-Leuchtdioden (LOLED) angeschlossen, das auch bereits ein nicht dargestelltes geeignetes Netzteil zum Betrieb der LEDs LOLED enthält. Damit leuchten diese ersten LEDs LOLED immer während einer Rot-Phase.

Weiterhin enthalten ist ein Netzteil NT, dass für ein Radarsensor-Modul RM, ein Funkschnittstellen-Modul FM und ein Mikrocontroller-Modul MM die Betriebsspannung zur Verfügung stellt.

Das Mikrocontroller-Modul MM steuert im Prinzip die Funktionen der Bodenampel BA. Es wertet die NF-Signale vom Radarsensor RM aus und initialisiert das Funkschnittstellen-Modul FM, kommuniziert darüber mit Smartphones im Umfeld des Bodensensors und schaltet über Relais bzw. Stromtreiber RS zweite Leistungs-LEDs HILED für intensive Signalisierung ein und aus.

3 zeigt die Skizze einer beispielhaften technischen Ausführung einer Bodenampel BA entsprechend dem Blockschaltbild aus 2.

Die technische Ausführung der Bodenampel BA mit Radarsensor RM und Funkschnittstelle FM ist in 3 in Draufsicht und Seitenansicht zu sehen.

Zu erkennen ist, dass unter einer robusten Klarsicht-Schutzplatte KSP in einer Ebene die folgenden Baugruppen angeordnet sind:

  • – Modul mit Leistungs-LEDs LOLED für normale Signalisierung
  • – Modul mit Leistungs-LEDs HILED für intensive Signalisierung
  • – Radarsensor-Modul RM mit ersten Antennenstruktur ASRM auf der Oberseite
  • – Funkschnittstellen-Modul FM mit zweiter Antennenstruktur ASFM auf der Oberseite

Weiter unten in einer robusten Gehäusewanne befinden sich noch das Netzteil NT und eine Relais- bzw. Stromtreiber-Baugruppe RS.

Der oben dargestellte modulare Aufbau begünstigt eine einfache und effiziente Montage der Bodenampel BA. Da das Radarsensor-Modul RM und das Funkschnittstellen-Modul FM bereits die benötigten Antennen (erste auf Radar-Modul aufgebrachte Antennenstruktur ASRM und in dem Funkschnittstellen-Modul FM integrierte zweite Antennenstruktur ASFM) enthalten, entfallen Aufwände für den Anschluss separater Antennen.

Das Radarsensor-Modul RM ist so hinter der Klarsicht-Schutzplatte KSP eingebaut, dass eine einwandfreie Funktion des Radarsensors RM sichergestellt ist. Auch ist die Klarsicht-Schutzplatte KSP auf den Radarsensor RM, beispielsweise durch Materialwahl und/oder Materialstärke, so abgestimmt, dass möglichst geringer Einfluss auf das HF-Verhalten des Radarsensors gegeben ist. Gleiches gilt, in abgeschwächter Form, für das Funkschnittstellen-Modul FM. Auch hier werden Einbaulage sowie Materialauswahl und Materialstärke der Klarsicht-Abdeckung KSP für eine gute Funktion der Funkschnittstelle abgestimmt (gemäß aus der Hochfrequenztechnik bekannter Vorgehensweisen).

Über eine Kabelverschraubung wird die unter dem Asphalt verlegte Anschlussleitung ins Gehäuse der Bodenampel BA eingeführt und über einen Klemmblock (in 3 nicht dargestellt) mit den Modulen in der Bodenampel BA verbunden.

In 4 sind beispielhaft und grob vereinfacht zwei Varianten für den Erfassungsbereich ERS des Radarmoduls RM skizziert. Bei der oben dargestellten Variante ist der Erfassungsbereich senkrecht nach oben gerichtet und hat den Vorteil, dass sich dies mit geringem Aufwand umsetzen lässt, bei der unten dargestellten Variante ist der Erfassungsbereich ERS etwas zum Bordstein geneigt ausgerichtet, da ja die Personen sich vom Bordstein aus dem Fußgänger-Überweg nähern. Die schräge Ausrichtung ist in der Regel mit einem erhöhten Aufwand verbunden.

Die Einstellung des Erfassungsbereichs ERS lässt sich durch diverse, aus dem Bereich der Hochfrequenztechnik bekannte Verfahren, wie z. B. einem gekippten Einbau des Radarmoduls RM, einer speziellen Struktur auf der Klarsicht-Abdeckung KSP, speziellen Antennenstrukturen AS auf dem Radarmodul RM usw. erzielen.

In ähnlicher Weise lässt sich auch auf den Abdeckungsbereich für das Funkschnittstellen-Modul FM Einfluss nehmen. Zumeist wird hier ein größerer Öffnungswinkel als für den Radarsensor RM gegeben sein.

Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel der Funktionsweise einer wie oben beispielhaft abgebildeten Bodenampel BA lässt sich mit dem in 5 dargestellten Ablaufdiagramm beschreiben.

In einem ersten Schritt S1 wird die Ampel-Anlage in Betrieb genommen, d. h. die Versorgungsspannung für die gesamte Ampelanlage eingeschaltet.

Von außen kommend wird nur eine 230-V-Versorgung und der zugehörige Erdungsanschluss an die Bodenampel BA herangeführt. Bei der 230-V-Versorgung für die Bodenampel handelt es sich um ein von der Ampelanlage geschaltetes Signal.

Während der Rot-Phase beim entsprechenden Fußgänger-Überweg ist die 230-V-Versorgung für die zugehörige Bodenampel eingeschaltet, sonst ist sie abgeschaltet. Somit erhält die Bodenampel im vorliegenden Beispiel nur während der Rotphase eine Versorgungsspannung.

In einem zweiten Schritt S2 erfolgt beispielsweise als unterbrechungsgesteuerte Schleife eine Abfrage ob eine Rotphase für Fußgänger vorliegt.

Immer, wenn die Versorgungsspannung für die Bodenampel BA anliegt, leuchten die ersten Leistungs-Leuchtdioden LOLED für eine normale Rot-Signalisierung in einem dritten Schritt S3 auf. Das Modul mit den Leistungs-LEDs LOLED ist wie oben erläutert bereits mit einem zu den LEDs passenden Netzteil ausgestattet. Während Zeiträumen ohne Rotphase erhält die Bodenampel keine Versorgungspannung und verbleibt somit im Zustand S2, bis eine Rotphase stattfindet.

Dem Schritt S3 folgt in einem vierten bis siebten Schritt S4 bis S7 ein Start des Radarsensormoduls RM als S4, ein Start eines Mikrocontroller-Programs S5, ein Selbsttest des Mikrocontroller-Moduls MM durchgeführt wird S6 und abschließend eine Prüfung, ob der Selbsttest in Ordnung war S7.

Ergibt die Abfrage, dass es in Ordnung war, so verzweigt sich das Ablaufdiagramm gemäß dem Beispiel in zwei Pfade. Einen ersten Zweig für das Radarsensor-Modul mit Schritten acht bis 12 S8...S12 die wie folgt gegeben sind

S8: Auswertung der Signale vom Radarsensor RM

S9: Klassifizierung von Bewegungsmustern

S10: Abfrage ob eine Person direkt in der Nähe ist. Falls „nein“ Schleife zu Schritt S8, falls „ja“

S11: Start blitzartiges Ein- und Ausschalten der Leistungs-LED für intensive Signalisierung HILED

S12: Fortsetzung des blitzartigen Ein- und Ausschaltens der Leistungs-LEDs für intensive Signalisierung HILED bis zum Ende der Rotlichtphase, dann Rückkehr zu Schritt S2 (Abfrage, ob erneut eine Rotlichtphase gegeben ist).
sowie einem zweiten, die Funkschnittstelle betreffenden Zweig mit den Schritten 13 bis 25 S13...S25, die wie folgt gegeben sind

S13: Initialisierung der Funkschnittstelle

S14: Selbsttest der Funkschnittstelle

S17: Abfrage ob Selbsttest “ok” ist. Falls „nein“ Fortsetzung mit dem fünfzehnten und sechszehnten Schritt S15...S16. Falls ja nächster Schritt S18

S18: Versenden von Anfrage-Paketen für eine erfindungsgemäß mit der Bodenampel interagierende App auf Smartphones in der Nähe

S19: Empfang möglicher Antwort Telegramme

S20: Prüfung ob Antwort eingetroffen, falls nicht Wiederholung der Schritte 18 bis 20 S18...20 und sonst Fortsetzung mit dem 21. Schritt S21

S21: Auswertung des Empfangpegels der empfangenen Antwort zur Abschätzung der Entfernung zwischen Bodenampel BA und Smartphone

S22: Abfrage ob Entfernung kleiner 2m. Falls ja Sprung zum elften Schritt S11 zur intensiven Signalisierung und parallel dazu Ausführung der Schritte S23–S25 (installierte Option „Funkmodul“ ermöglicht weitere Form der Signalisierung bzw. Warnung), falls nein Rücksprung zum dem 18. Schritt S18

S23: Senden eines Alarm-Telegramms an die App im nahen Smartphone mit dem beispielsweise laufende Programme auch zusätzlich gestoppt werden und eine großflächige Warnung eingeblendet wird

S24: Fortsetzung dieser Aktion für 20 Sekunden

S25: Senden eines Ende-Telegramms und Sprung zur Abfrage S2.

Falls der Selbsttest im Schritt sieben S7 eine Fehlfunktion anzeigt, wird jedoch die Funkschnittstelle in einem fünfzehnten Schritt S15 abgeschaltet und das Programm in einem sechzehnten Schritt S16 beendet.

Ansonsten werden die beiden Zweige betrieben, wobei über ein eigenes Netzteil NT das Radarsensor-Modul RM, das Funkschnittstellen-Modul FM und das Mikrocontroller-Modul MM versorgt werden. Das Radarsensor-Modul RM und das Funkschnittstellen-Modul FM enthalten wie erläutert auf der Oberseite jeweils eine eigene Antennenstruktur ASRM bzw. ASFM und sind somit ohne weiteres Anschließen einer Antenne arbeitsfähig. Beide Module müssen dementsprechend an der Oberseite der Bodenampel BA hinter einer geeigneten Abdeckung montiert werden (Antennen-Abstrahlrichtung nach oben).

Das Radarsensor-Modul RM ist im gegebenen Beispiel als Dopplersensor ausgeführt: Der Radarsensor RM sendet ein Dauerstrich-Signal aus, das an Personen und Objekten reflektiert wird.

Der vom Sensor erfasste Bereich kann z. B. vom Sensor ausgehend kegelförmig ausgebildet sein und entweder senkrecht nach oben gerichtet oder ein wenig in Richtung Gehweg (also auf die sich ggf. nähernde Person zu) geneigt sein. Anteile des reflektierten Radarsignals gelangen zurück zur Antennenstruktur ASRM auf dem Radarsensor-Modul RM und werden hier mit dem ausgesendeten Signal einem HF-Mischer zugeführt. Wird das Ausgangssignal dieses Mischers durch einen Koppelkondensator vom DC-Anteil getrennt, so ergibt sich hier ein NF-Ausgangssignal, dessen Frequenz sich proportional zur Geschwindigkeit (bezogen auf den Richtungsvektor zum Radarsensor hin) von herannahenden Personen und Objekten verhält (Funktionsweise eines Radar-Dopplersensors). Das (analoge) NF-Ausgangssignal des Radarsensor-Moduls RM wird dem Mikrocontroller-Modul MM zugeführt, wo eine kontinuierliche A/D-Umsetzung, Filterung und Klassifizierung dieses NF-Signals stattfindet. So werden unerwünschte Störungen, wie z. B. im Wind schwankende Baumzweige, vorbeilaufende kleine Tiere etc. ausgeblendet.

Wird vom Mikrocontroller-Modul nun während einer Rotlicht-Phase eine herannahende Person erkannt, so schaltet das Mikrocontroller-Modul mit Hilfe eines Steuersignals über ein Relais bzw. Stromtreiber das Modul mit Leistungs-LEDs HILEDfür intensive Signalisierung fortwährend blitzartig ein und wieder aus, um die herannahende Person besonders deutlich zu warnen.

Alternativ zum zuvor beschriebenen Doppler-Radarsensor können alternativ auch viele weitere bekannte Typen von Radarsensoren eingesetzt werden, wie z. B. Pulsradar-Systeme, FMCW-Radarsysteme (Frequency Modulated Continuous Wave). Abhängig von deren Funktionsprinzip würde dann auch die Auswertung entsprechend angepasst, ggf. auch aufwändiger ausgeführt sein. Selbst bildgebende Radarsysteme (auch hier sind verschiedene Verfahren bekannt) könnten eingesetzt werden, um die Erkennungswahrscheinlichkeit des Sensors noch weiter zu verbessern bzw. den Fokus der Auswertung besser auf bestimmte Bereiche zu begrenzen.

Über das enthaltene Funkschnittstellen-Modul FM besteht eine weitere Möglichkeit, herannahende und möglicherweise abgelenkte Personen während einer Rot-Phase zu erkennen und zu warnen: Zyklisch sendet das Funkmodul über eine Funkschnittstelle, die kompatibel zu in Smartphones üblichen Funkschnittstellen ist (z. B. Bluetooth), spezielle Anfrage-Telegramme aus, die von Smartphones, auf denen zuvor ein passendes Applikationsprogramm zur Warnung installiert wurde, beantwortet werden. Wird nun vom Funkmodul in der Bodenampel ein entsprechendes Antwort-Telegramm empfangen, so wird dort über den Empfangspegel der Abstand zwischen der Bodenampel und dem Smartphone abgeschätzt (Abstandsschätzung auf Basis von Feldstärke-Werten). Beträgt der Abstand beispielsweise weniger als ca. 2,0 m und verkleinert sich vielleicht auch noch immer mehr, so ist davon auszugehen, dass der Nutzer trotz Rot-Phase auf den Fußgängerüberweg weiter zugeht und in auch betritt.

Dies hätte auch in diesem Fall wiederum zur Folge, dass der Mikrocontroller die Leistungs-LEDs HILED für intensive Signalisierung fortwährend blitzartig ein und wieder aus schaltet, um die herannahende Person zu warnen.

Zusätzlich würde über die Funkschnittstelle an das Smartphone ein Warnungs-Telegramm gesendet, das dort zur Folge hat, dass laufende Programme für eine bestimmte Zeit (z. b. 20 Sekunden) gestoppt und deutlich eine entsprechende Warnung eingeblendet wird.

Über die Warnung direkt auf ein Smartphone hätten besonders besorgte Eltern die Möglichkeit, das erwähnte Applikationsprogramm auf den Smartphones ihrer Kinder zu installieren und so die Kinder vor entsprechenden Gefahren zu schützen.

Notiz zur Signalisierung: Standardmäßig wird eine Rot-Phase nur durch ein schwächeres und dauerhaft eingeschaltetes Rotlicht bei der Bodenampel signalisiert. Nur bei einer festgestellten Gefahrensituation geht die Bodenampel BA dazu über, hellere, zusätzliche LEDs blitzartig ein- und auszuschalten, um die Aufmerksamkeit verstärkt auf die Gefahrensituation zu lenken. Dies sollte aber nur bei einer erkannten Gefahrensituation und nicht bei jeder Rot-Phase passieren, um andere Verkehrsteilnehmer, wie z. B. Autofahrer, nicht allzu sehr abzulenken.

Eine weitere Möglichkeit zur intensiven Signalisierung im Falle einer erkannten Gefahrensituation könnte durch die Abgabe von lauten Warntönen über Lautsprecher sein, die an den Ampelmasten installiert sind und von der Ampelanlage aus angesteuert werden. Hierzu wäre es notwendig, dass die betreffende Bodenampel BA z. B. über eine zusätzliche Leitung die Gefahrensituation auch an die Ampelanlage übermitteln kann (wäre ggf. auch per Funk möglich).

Die bislang beschriebene Bodenampel BA ist mit einem Radarsensor-Modul RM und einem Funkschnittstellen-Modul FM ausgestattet. Es ist jedoch auch erfindungsgemäß als Alternative denkbar, dass eine Bodenampel BA mit der oben grundsätzlich umrissenen Funktionalität auch nur mit einem der beiden Sensor-Module RM, FM ausgestattet ist. Wenn die Bodenampel BA nur den Radarsensor RM enthält, so würde sie Personen nur aufgrund ihres Bewegungsmusters erkennen und auch nur über die LEDs für intensivere Signalisierung zusätzlich warnen können. Ist die Bodenampel BA hingegen nur mit einer Funkschnittstelle FM ausgestattet, so erkennt sie herannahende Personen nur, wenn sie Smartphone-Nutzer sind und gerade das Smartphone auch benutzen, während sie bei einer Rot-Phase in den Bereich mit einem Abstand von < ca. 2,0 m zur Bodenampel gelangen. Dann würde die Warnung zugleich über die LEDs für intensive Signalisierung HILED und Anhalten laufender Programme und Warnmeldung beim Smartphone ausgegeben.

In der 5 ist auch der Ablauf für Varianten mit nur einem Radarsensor RM oder nur mit Funkschnittstelle nachzuvollziehen, in dem der „Pfad für Radarsensor-Auswertung“ S8...S12 bzw. der „Pfad für Betrieb mit Funkschnittstelle“ S13...S25 alleine verfolgt wird. Bei der Bodenampel BA mit beiden Modulen FM, RM werden, wie ursprünglich dargestellt, beide Pfade durchlaufen.

Alternativ zur in den 3 und 4 dargestellten mechanischen Ausführung und Platzierung der Bodenampeln sind weitere Ausführungsformen denkbar. Eine Platzierung der Bodenampeln nicht direkt auf der Straße, sondern z. B. als Teil der Bordsteinkante (ggf. z. B. Formgebung und Einbau wie ein Gehweg-Randstein) oder in den Rinnstein (zwischen Bordstein und Straßenbelag) eingelassen. Daraus würde sich ggf. ein größerer Nutzen durch eine verbesserte Sichtbarkeit und durch einen leichter abzugrenzenden Erfassungsbereich des Radarsensors in der Bodenampel ergeben (Variante als Teil der Bordsteinkante). Je nach Ausführung und Einbauposition an der Straße würde sich ggf. auch ein besserer mechanischer Schutz vor Beschädigungen der Bodenampel durch Fahrzeuge etc. erzielen lassen (in den Rinnstein eingelassene Variante).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • “Bodenampeln für ‚Smombies’”, Sender SR 1 Europawelle, Artikel vom 27.04.2016, http://www.sr.de/sr/sr1/programm/themen/bodenampeln100.html [0005]
  • “Ampeln im Asphalt”, ADAC Motorwelt, Juni 2016, S. 8 “Bodenampel”, Wikipedia-Artikel [0005]
  • https://de.wikipedia.org/wiki/Bodenampel, Stand: 27.07.2016 [0005]