Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung von Verkehrsdaten betreffend den Verkehr in einem Straßenverkehrsnetz.

Verkehrsdaten können grundsätzlich durch im Verkehr mitfahrende Fahrzeuge (FCD) oder durch entlang des Straßenverkehrsnetzes angeordnete stationäre Detektoren erfaßt werden. Bei in Fahrzeugen angeordneten Detektoren ist ein Akzeptanzproblem bei den Fahrern zu überwinden und eine kritische Masse von Fahrzeugen, die zur hinreichend flächendeckenden Verkehrserfassung erforderlich sind, zu finden. Stationäre Systeme sind hingegen aus Kostengründen nur bedingt flächendeckend installierbar. Die Weiterleitung an eine Verkehrsdatenerfassungszentrale kann bei stationären ebenso wie bei in einem Fahrzeug implementierten Verkehrsdatenerfassungssystemen insbesondere über ein Mobilkommunikationsnetz erfolgen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines kostengünstigen und universellen Verkehrsdatenerfassungsverfahrens, welches möglichst flächendeckend und detailliert die Erfassung von Verkehrsdaten in einem Straßenverkehrsnetz erlaubt. Die Aufgabe wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Erfindungemäße MEMS (mikro-elektro-mechanische Systeme oder micro-electro-mechanical systems) wurden theoretisch bereits hinsichtlich der Erfassung von Wetterdaten zum Einsatz unter gefährlichen Bedingungen oder für Aufklärungszwecke evaluiert (New Scientist, 28.8.99, Vol. 163, Nr. 2201, S. 6). Kern der Erfindung ist die Verwendung derartiger mikro-elektro-mechanischer Systeme MEMS für die Erfassung von Verkehrsdaten.

Derartige mikro-elektro-mechanische Systeme können in Größen von Millimetern oder weniger als einem Millimeter gebaut werden. Die Kommunikation erfolgt insbesondere im optischen Frequenzbereich. Dies ermöglicht es einer MEMS, mit einer Basisstation (einer Zentrale oder einer Zwischenstation, welche die Daten per Mobilfunk etc. an eine Zentrale weiterleitet) oder mit anderen MEMS zu kommunizieren mit einer Rate von mehreren kBit/s und über größere Entfernungen - in Tests wurden bereits Entfernungen von 21 km überbrückt). Mikro-elektro-mechanische Systeme können insbesondere wie andere Halbleiterelemente auf fotolithographischem Weg hergestellt sein. Ihre wesentlichen Komponenten können Filmbatterien, Solarzellen, Halbleitersensoren, eine Logikeinheit sowie eine Empfangs- und Sendeeinheit sein, wobei die Empfangs- und Sendeeinheit einen Fotodetektor für den Empfang und eine Laserdiode mit einer Laserstrahlrichtungs-Steuerung zum Senden umfassen kann.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sollen auch noch solche Systreme als MEMS angesehen werden, die wenige cm groß sind und/oder noch montierte Teile aufweisen, also nicht auf fotolithografischem Weg hergestellt würden (Geräte der "1. Generation"). Diese Ausführung ist aber weniger vorteilhaft. Vorzugsweise besitzen MEMS daher eine Größe im Bereich weniger mm, insbesondere aber im Submillimeterbereich.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich ferner aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.

Mikro-elektro-mechanische Systeme können entweder stationär angeordnet sein, insbesondere auf geeigneten Objekten, wie Verkehrsschildern, Ampeln, Brückengeländern, Karosserien von Fahrzeugen, oder fest angebracht sein, insbesondere aufrund ihrer gut haftenden Oberfläche festkleben.

MEMS mit einer Ausdehnung von bis zu einigen Millimetern können gezielt an den Objekten angebracht werden.

Alternativ ist es möglich, besonders kleine MEMS in der Größe von Staubteilchen oder Sandkörnern, vorzugsweise kleiner als ein Millimeter, zu verwenden, welche sich in der Atmosphäre (durch einen Antrieb oder vorzugsweise durch Luftbewegungen) diffus bewegen. Derartige MEMS können beispielsweise beim Abfahren einer zu beobachtenden Strecke im Straßenverkehrsnetz aus dem Fahrzeug in die Luft abgegeben werden. Ein Teil dieser MEMS kann sich dabei wie Staub an geeigneten stationären oder mobilen Objekten festsetzen und dort stationär ankleben und arbeiten. Andere MEMS können sich in der Luft frei bewegen und eine Wolke von mobilen Verkehrserfassungssystemen in der Luft bilden.

Durch Ausstreuen von einem Fahrzeug beim Abfahren einer zu beobachtenden Strecke im Straßenverkehrsnetz in die Luft abgegebene und sich an stationären oder mobilen Objekten festsetzende MEMS sollen für eine Verkehrsdatenerfassung lokalisiert werden, da ihre Meßwerte (gezählte Fahrzeuge, Fahrzeuggeschwindigkeiten etc.) zusammen mit ihrer Fahrzeugposition in einer Zentrale verarbeitbare Verkehrsdaten ergeben.

Ein mögliches Verfahren zur Lokalisierung von MEMS ist es, jedem MEMS eine individuelle Kennung (= einen eindeutigen Namen) zuzuweisen und nach der Ausbringung der MEMS ein spezielles, beispielsweise lokales gedämpftes charakteristisches Signal auszusenden, auf welches die MEMS programmiert sind zu antworten. Stationäre MEMS können, insbesondere wenn dies mehrmals durchgeführt wird und festgestellt wird, daß sie stationär angeordnet oder angeheftet sind, aufgrund ihrer Antwort lokalisiert werden, so daß von ihnen gesendete Daten (beispielsweise in einer Zentrale) aufgrund ihrer Kennung etc. einer Position zugeordnet werden können. Mobile MEMS (welche gezielt am Fahrzeug etc. angeheftet wurden oder sich bei diffusem Ausbringen an einem Fahrzeug festsetzen) können lokalisiert werden, wenn sie ihre Verkehrsdaten über stationäre MEMS an eine Zentrale weitergeben, indem ihnen die Position des ihnen nächsten stationären MEMS (wie es sich beispielsweise am Straßenrand an einer Ampel befinden kann) zugeordnet wird; eine bessere Lokalisierung ist dadurch möglich, daß die Position mehrerer stationärer MEMS, die passiert wurden, gespeichert und zur Positiondetektion verwendet werden.

MEMS kommunizieren mit anderen MEMS oder einer Zentrale entweder direkt oder über andere als Relais-Stationen fungierende MEMS oder unter Verwendung von speziellen Basisstationen, die als Eingangspunkte zu herkömmlichen mobilen oder festen Telekommunikationsnetzen dienen. Die Kommunikation der MEMS mit den Basisstationen oder anderen MEMS erfolgt dabei über in MEMS eingebaute Sender, in der Regel Laser, deren Abstrahlrichtung durch eine Laserstrahlrichtungs-Steuerung im MEMS fokussiert werden kann. Bei Sendung von einem MEMS an ein anderes MEMS kann das andere MEMS vom ersteren durch Abtasten des Horizontes lokalisiert werden und somit das eine MEMS an das andere MEMS gezielt senden. Vorstellbar ist es auch, auf eine Zentrale ganz zu verzichten, so daß in Fahrzeugendgeräten in Fahrzeugen auf Basis von Verkehrsdaten, welche Fahrzeugendgeräte von MEMS enthalten, Verkehrsinformationen oder Verkehrsprognosen berechnet werden.

Mobile MEMS, insbesondere in einer MEMS-Wolke, erlauben eine sehr schnelle Übertragung dringender Informationen, wie Unfallmeldungen oder allgemeine Notrufe. Eine Übertragung von MEMS zu einem Fahrzeug oder zu einer Zentrale kann über andere MEMS erfolgen, wobei letztere als Relais-Stationen arbeiten. Sie kann noch schneller von einem MEMS eines Fahrzeuges per Mobilfunk an nachfolgende Fahrzeuge erfolgen.

Außer Daten über den fließenden Verkehr lassen sich auch Straßenwetterdaten oder Parkraumdaten erfassen und mit anderen bekannten Verfahren weiterverarbeiten.

Vorteilhaft ist bei der Verwendung von MEMS-basierter Verkehrsdatenerfassung insbesondere, daß aufgrund einer großen Anzahl von Sensoren ein Gesamtsystem, umfassend mehrere MEMS und vorzugsweise überdies eine Zentrale, sehr fehlertolerant gegenüber dem Ausfall einzelner MEMS ist. Ferner ist ein MEMS nicht auf vorhandene Kommunikationssysteme angewiesen, da eine Weiterleitung über andere MEMS erfolgen kann.

Die Erfassung von Daten in einem MEMS durch einen Halbleitersensor oder sonstigen Sensor kann in Abhängigkeit von den zu erfassenden Daten erfolgen. Für Glatteiswarnungen kann insbesondere ein Temperatursensor- oder Feuchtigkeitssensor hinreichend sein. Für die Detektion von Fahrzeugen können unterschiedlichste Sensoren, wie passives Infrarot etc., verwendet werden. In der Logikeinheit eines MEMS können erfaßte Daten weiterverarbeitet und insbesondere auf ihre Relevanz und die Notwendigkeit, die Daten zu übertragen, geprüft werden. Ferner kann eine Vorverarbeitung und/oder Komprimierung und/oder Chiffrierung der Daten erfolgen.