Verfahren zum automatischen Kontrollieren eines Fracht befördernden Fahrzeugs sowie ein Kontrollsystem zur

Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Kontrollieren eines Fracht befördernden Fahrzeugs,

insbesondere ein Frachtfahrzeug . Ferner betrifft die

Erfindung ein Kontrollsystem und Mautsystem mit einem

Mikrowellensensor und einer Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei das Kontrollsystem bzw. das Mautsystem zum

Durchführen des Verfahrens ausgestaltet ist.

Unter einem Mautbetrag, auch Straßenbenutzungsgebühr genannt, wird eine Gebühr für die Nutzung von Straßen, Brücken, Autobahnen oder Tunneln verstanden. Mautbeträge werden aus vielfältigen Gründen erhoben, so beispielsweise zur Finanzierung von Straßeninfrastruktur sowie als Umlage für Betriebskosten zum Unterhalt der Straßeninfrastruktur. Bei der Ermittlung des Mautbetrages lassen sich zwei grundsätzliche Prinzipien unterscheiden, nämlich einerseits das des zugangsbezogenen Mautbetrages sowie andererseits das des streckenabhängigen Mautbetrages. Bei dem

zugangsbezogenen Mautbetrag wird ein Recht auf Nutzung einer bestimmten Straße erworben, während bei einem

nutzungsabhängigen Mautbetrag die Gebühr abhängig von der tatsächlich erfolgten Nutzung, so beispielsweise der gefahrenen Strecke, ermittelt wird. Die Entrichtung des Mautbetrages erfolgt dabei oftmals an einer Mautstation. Vorgenannte Verfahren und Systeme zur Entrichtung des

Mautbetrages haben gemeinsam, dass der Mautbetrag

unabhängig von einer durch ein Frachtfahrzeug beförderten Fracht ist. Sofern nun der Mautbetrag in Abhängigkeit von der befördernden Fracht entrichtet werden soll, bedeutet dies bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren und Systemen, dass manuell die Fracht zu bestimmen ist. Dazu muss das Frachtfahrzeug anhalten, so dass ein Fahrer des Frachtfahrzeugs eine Ladeluke öffnen kann, damit die beförderte Fracht durch einen Bediener der Mautstation manuell geprüft werden kann. In Summe bedeutet dies, dass die Ermittlung des Mautbetrages in Abhängigkeit der auf dem Frachtfahrzeug beförderten Fracht sowohl zeit- als auch kostenintensiv ist, da durch das Anhalten des

Frachtfahrzeugs eine Auslieferung der Fracht verzögert wird .

Insofern ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein System zum automatischen Kontrollieren eines fahrenden insbesondere eine Fracht befördernden

Frachtfahrzeug anzugeben. Weiter ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ermitteln eines Mautbetrages anzugeben .

Die Aufgabe wird gelost durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum automatischen Kontrollieren eines Fracht befördernden

Fahrzeugs, aufweisend die Schritte: a) Erfassen eines ersten Parameters der Fracht eines fahrenden Fahrzeugs, und b) Erfassen eines zweiten Parameters eines

Frachtfahrzeugtyps des fahrenden Fahrzeugs mittels eines Mikrowellensensors, wobei der erste Parameter einen

Volumenparameter eines Volumens der Fracht, einen

Gewichtsparameter eines Gewichts der Fracht und/oder einen zwei-dimensionalen und/oder drei-dimensionalen Parameter eines räumlichen Abbildes der Fracht umfasst. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren weiterhin den Schritt c) automatisches

Berechnen des Mautbetrages basierend auf dem ersten

Parameter und dem zweiten Parameter umfasst.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist somit, dass bereits während der Fahrt des Frachtfahrzeugs der erste Parameter der Fracht erfasst wird. Dabei beschreibt der erste Parameter beispielsweise das Volumen und/oder das Gewicht der beförderten Fracht, auch als Füllstand im

Rahmen der Erfindung bezeichnet. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren muss das

Frachtfahrzeug nicht seine Fahrt unterbrechen, um die Fracht zum Erfassen des ersten Parameters händisch durch einen Bediener zu inspizieren. Stattdessen kann das

Frachtfahrzeug seine Geschwindigkeit beibehalten, so dass, beispielsweise auf einer Autobahn, bei einem mit

typischerweise mit 80 km/h fahrenden Frachtfahrzeug der zweite Parameter, und bevorzugt auch der erste Parameter, der Fracht mittels des Mikrowellensensors während der Fahrt erfasst werden kann. Unter „fahrend" ist somit eine

Geschwindigkeit von beispielsweise > 0 km/h, > 20 km/h, > 30 km/h, > 50 km/h oder > 80 km/h zu verstehen. Das

Verfahren kann für eine beliebige Fracht verwendet werden, so für unterschiedliche Beladungsgüter, wie Paletten, und unterschiedliche Beladungszustände .

Im zweiten Schritt b) des Verfahrens wird der zweite

Parameter mittels des Mikrowellensensors erfasst, welcher den Typ des Frachtfahrzeugs widerspiegelt. Alternativ oder parallel dazu kann der zweite Parameter mittels einer proaktiven Fahrzeugerkennung erfasst werden. Hierzu wird bevorzugt eine aktive, codierte Abfrage des Typs des

Frachtfahrzeugs mittels RFID, Transponder und/oder Kamera durchgeführt, wobei eine entsprechende Abfrage- und/oder Empfängereinheit in dem Mikrowellensensor integriert ist und/oder separat ausgeführt ist. Ebenso wie bevorzugt der erste Parameter wird auch der zweite Parameter durch den Mikrowellensensor bzw. durch RFID, Transponder und/oder Kamera erfasst, wenn das Frachtfahrzeug in Bewegung ist. Der Frachtfahrzeugtyp kann die Fahrzeugklasse beschreiben, so beispielsweise Lastkraftwagen, Lastzug, Pritschenwagen und/oder Sattelzug, und/oder den Frachtfahrzeughersteller und die Herstellertypenbezeichnung beschreiben, so

beispielsweise Mercedes Benz, Actros oder Unimog, oder MAN. Bevorzugt wird der erste Parameter und der zweite Parameter erfasst, bevor das fahrende Frachtfahrzeug eine Mautstation zur Entrichtung des Mautbetrages erreicht. Dazu ist

bevorzugt der Mikrowellensensor beabstandet zu der

Mautstation angeordnet.

Sofern nun durch Erfassung des zweiten Parameters der

Frachtfahrzeugtyp bekannt ist, lässt sich der erste

Parameter einerseits absolut darstellen, so also als

Volumen und/oder Gewicht, sowie andererseits rechnerisch relativ in Bezug auf das maximale Füllvolumen und/oder das maximale Ladegewicht des erkannten Frachtfahrzeugtyps . Gemäß dem dritten Schritt c) der Erfindung erfolgt das automatische Berechnen des Mautbetrages basierend auf den erfassten ersten und zweiten Parametern. Dabei ist

bevorzugt der Mautbetrag umso geringer, desto besser ausgelastet das Frachtfahrzeug ist. Das bedeutet, dass bei Erreichen eines Beladungsoptimums, so also bei einem

Verhältnis von annähernd oder sogar 100 % des erfassten Füllstands in Bezug auf den maximal möglichen Füllstand des betrachteten Frachtfahrzeugtyps , der Mautbetrag geringer ausfällt, als wenn beispielsweise das mögliche Füllvolumen und/oder Ladegewicht des Frachtfahrzeugs durch die

beförderte Fracht nur zu 50 % ausgeschöpft ist.

Die Erfindung erlaubt somit einerseits die Erfassung des Füllstands der Fracht eines fahrenden Frachtfahrzeugs sowie andererseits zusammen mit dem parallel erfassten

Frachtfahrzeugtyp die Bestimmung eines Mautbetrages in Abhängigkeit von der tatsächlich durch das Frachtfahrzeug transportierten Fracht sowie dem Typ des Frachtfahrzeugs . Durch den somit geschaffenen „Kostendruck" wird eine

Motivation geschaffen, das Fahrzeug besser auszulasten, was somit zu einer automatischen Konsolidierung führt.

Der Volumenparameter beschreibt vorzugsweise das absolute Volumen der beförderten Fracht, so beispielsweise in

Kubikmeter, und/oder das relative Volumen der beförderten Fracht in Bezug auf das bei dem gemäß Schritt b)

ermittelten Frachtfahrzeugtyps maximal beförderbare

Frachtvolumen. Ebenso beschreibt der Gewichtsparameter bevorzugt das absolute Gewicht der beförderten Fracht, so beispielsweise in Kilogramm, oder aber das relative Gewicht der beförderten Fracht in Bezug auf das maximal

beförderbare Frachtgewicht des gemäß Schritt b) bestimmten Frachtfahrzeugtyps . Weiter bevorzugt wird aus dem erfassten Volumenparameter und aus dem erfassten Gewichtsparameter ein sogenannter Ladescore gebildet, der die so bestimmten Füllstände, das Volumen sowie das Gewicht, miteinander verbindet . Durch den derart bestimmten zwei-dimensionalen Parameter und/oder drei-dimensionalen Parameter lässt sich erkennen, ob die Fracht mit Zwischenräumen versehen wurde, so also beispielsweise durch eine Änderung der Anordnung der Fracht der Volumenparameter optimiert werden kann, so dass weitere Fracht zu der bereits beförderten Fracht hinzuladbar ist. Weiter bevorzugt umfasst der erste Parameter den

Gewichtsparameter und der Gewichtsparameter wird mittels einer Waage erfasst, wobei die Waage beispielsweise in einem Untergrund als Bodenwaage eingelassen ist, so dass das Fahrzeug die Waage zum Bestimmen des Gewichts

überfährt. Alternativ und/oder zusätzlich kann die

Bestimmung des Gewichtsparameters mittels des

Mikrowellensensors durch Feststellen einer Veränderung der Höhe des Fahrzeugs, beispielsweise durch Vergleich vor und nach Beladung mit der Facht, festgestellt werden.

Ferner ist nach einer weiteren Fortbildung der Erfindung bevorzugt, dass das Verfahren den Schritt d) Zuweisen des Frachtfahrzeugs zu einer Mautstation basierend auf dem ersten Parameter und dem zweiten Parameter mittels einer Anzeigeneinrichtung aufweist. Dazu kann die Mautstation als eine beliebige aus dem Stand der Technik bekannte

Mautstation ausgestaltet sein, wobei die

Anzeigeneinrichtung vorzugsweise als digitale Anzeige ausgestaltet ist, so beispielsweise als Ampel und/oder als eine Anzeige mit Richtungspfeilen. Somit kann also aufgrund der bestimmten Fracht sowie des bestimmten

Frachtfahrzeugtyps eine Zuordnung des Frachtfahrzeugs zu einer bestimmten Mautstation erfolgen. So kann

beispielsweise, wenn der erste Parameter einen definierten Wert aufweist und/oder überschreitet, das Frachtfahrzeug einem Parkplatz der Mautstation zugewiesen werden. Auf dem Parkplatz kann die beförderte Fracht durch einen Bediener inspiziert werden kann, um die Fracht auf illegalen Einfuhr etc. zu überprüfen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Verfahren zudem den Schritt e) automatisches Entrichten des Mautbetrages, wenn das fahrende Frachtfahrzeug die

Mautstation erreicht hat, mittels eines

computerimplementierten Bezahlverfahrens auf. Dazu kann das automatische Entrichten mittels des computerimplementierten Bezahlverfahrens beispielsweise über eine Funkschnittstelle erfolgen, so dass das Frachtfahrzeug seine

Fahrgeschwindigkeit nicht verringern muss. Dadurch kann eine weitere Kostenersparnis erreicht werden, da keine zeitliche Verzögerung aufgrund eines vormals manuellen Entrichtens des Mautbetrages auftritt.

Nach einer anderen bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verfahren die Schritte cl)

Vergleichen, ob der erste Parameter einen Schwellwert überschritten hat und c2) wenn der Schwellwert

überschritten ist, versenden einer computerimplementierten Mitteilung umfasst. Durch diese Ausgestaltung kann

beispielsweise bestimmt werden, ob ein definiertes

Ladegewicht, so beispielsweise der Gewichtsparameter, überschritten ist, so dass mittels der

computerimplementierten Mitteilung beispielsweise das

Stoppen der Frachtfahrzeugs eingeleitet werden kann.

Vorzugsweise wird der Schwellwert aufgrund des zweiten Parameters bestimmt, so dass also aufgrund des bestimmten Frachtfahrzeugtyps das maximale Ladegewicht oder ein sonstiger auf den Frachtfahrzeugtyp gerichteter

Schwellwerdet bestimmt wird. Die computerimplementierte Mitteilung kann beispielsweise als SMS oder Email

ausgestaltet sein.

Grundsätzlich kann das Erfassen des ersten Parameters und/oder des zweiten Parameters mittels eines beliebigen Mikrowellensensors erfolgen. Nach einer besonders

bevorzugten Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass das Erfassen des ersten Parameters und/oder des zweiten

Parameters mittels eines Mikrowellensensors erfolgt und der Mikrowellensensor einen Radarsensor und/oder einen

Radiometersensor, nur einen Radiometersensor und/oder eine MIMO-Antenne umfasst.

Der Radarsensor ist vorzugsweise als inverses Synthetik- Apertur-Radar ausgestaltet, so dass ein zwei-dimensionales Bild in Quer- und Längserstreckung durch das erhaltene Radarecho erzeugt werden kann. In Längserstreckung wird vorzugsweise das inverse SAR-Prinzip (ISAR) aufgrund der Eigenbewegung des Fahrzeugs angewendet. In Quererstreckung zur Fahrbahn und in vertikaler Richtung zur Bodenebene wird vorzugsweise die Laufzeit der Radarechos sowie eine

eventuell durch mehrere in vertikaler Richtung angeordnete Sender/Empfänger aufgespannte zweite synthetische Apertur ausgenutzt, um eine entsprechende räumliche Selektion bzw. Auflösung der Radarechos zu erhalten. Dabei sind bevorzugt ein Radarsender und besonders bevorzugt ein Radarempfänger auf einer Seite zur Reflexionsmessung sowie ein

gegenüberliegend angeordneter Radarempfänger zur

Transmissionsmessung vorgesehen, wobei alternativ und/oder zusätzlich der Radarsender und -empfänger auf gleicher Seite, bezogen auf das Frachtfahrzeug, angeordnet sein können, so dass das zwei-dimensionale Bild mittels einer Reflektionsmessung erzeugbar ist. Wenigstens

zweidimensionale Radarbilder sind so gewinnbar, die

alternativ und/oder ergänzend ausgewertet werden können. Ferner sind sowohl mehrere Sender als auch mehrere

Empfänger vorsehbar, um den Informationsgehalt zu steigern. Eine Trennung der Signale der einzelnen Sender kann dabei entweder durch zeitversetztes Senden im Zeitmultiplex als auch durch Signalkodierung bei gleichzeitigem Betrieb erfolgen, während die Empfänger immer oder entsprechend einem Ablaufplan zugeschaltet sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung kann eine Mehrzahl von Sendern und Empfängern in einer Höhe, die größer als die Höhe des Fahrzeugs ist, in einer beispielsweisen linearen Anordnung quer zur Fahrtrichtung angebracht werden. Dabei kann jede Sender-Empfänger-Kombination entweder unabhängig von jeder anderen oder im Verbund miteinander, bei letzterer Variante vorzugsweise mit

Kohärenz zueinander, betrieben werden. Im ersten Fall erzeugt jede Sender-Empfänger-Kombination vorzugsweise einen lokalen Messpunkt in der horizontalen Ebene, wobei quer zur Fahrtrichtung die räumliche Abtastung durch die verschiedenen unabhängigen Kombinationen gegeben ist und in Längsrichtung durch die Eigenbewegung des Fahrzeugs. Die laterale Ortsauflösung ist dabei durch die verwendeten Antennen bei Sender/Empfänger und den vertikalen Abstand zum Reflexionspunkt bestimmbar. Im zweiten Fall kann durch kohärenten Betrieb aller Sender/Empfänger sowohl in

Querrichtung als auch Längsrichtung das SAR- bzw. ISAR- Prinzip angewandt werden. In Querrichtung wird dabei bevorzugt die durch die mehreren Sender/Empfänger

ausgeführte Antennengruppe ausgenutzt (SAR-Prinzip) . In Längsrichtung ist dies vorzugsweise wiederum die

Eigenbewegung des Fahrzeugs ( ISAR-Prinzip) . In allen zuvor beschriebenen Radarfällen kann auch vollpolarimetrisch gearbeitet werden, um den Informationsgehalt weiter zu steigern. In allen Fällen wird in Entfernungsrichtung, also in der Sichtlinie zwischen Radar und Objektpunkt,

vorzugsweise eine Abtastung durch die Laufzeit bzw.

Bandbreite des Sendesignals erreicht. Je nach Ausgestaltung der verwendeten Radarhardware, beispielsweise Anzahl, Art, Größe und/oder Form der

Antennen, können auch andere Radar- Datenverarbeitungsverfahren angewandt werden, so

beispielsweise inkohärente Verarbeitung, bei der zwi einzelnen Sende-/Empfangsereignissen keine

Phasensynchronisierung bestehen muss.

Bei Ausführung als Radiometersensor ist bevorzugt kein Sender erforderlich, da das fahrende Frachtfahrzeug passiv aufgrund der natürlich erzeugten Wärmestrahlung im

Mikrowellenbereich während einer Vorbeifahrt durch den Radiometersensor gescannt wird. Um einen besseren Kontrast bei einer horizontalen Durchleuchtung des Frachtfahrzeugs erzielen zu können, kann eine metallische Platte in einem Winkel von bevorzugt 45° gegenüber einem Untergrund

gegenüberliegend zu dem Radiometersensor derart angeordnet werden, dass das Frachtfahrzeugs zur Messung zwischen dem Radiometersensor und der Metallplatte hin durchfährt.

Grundsätzlich kann der Mikrowellensensor einerseits

seitlich zur Fortbewegungsrichtung des Frachtfahrzeugs und beabstandet neben dem Frachtfahrzeug angeordnet sein oder aber alternativ auf einer erhöhten Position, so dass durch den Mikrowellensensor das Frachtfahrzeug von der Seite als auch von einer Oberseite erfasst werden kann. Schließlich kann auch eine Draufsichtmessung durchgeführt werden, wobei das Frachtfahrzeug unterhalb des erhöht angeordneten

Mikrowellensensors hindurchfährt. In einer weiteren

Ausführungsform wird vom Radiometersensor nur ein

räumliches Scannen quer zur Fahrtrichtung unternommen und das Gesamtbild des Frachtfahrzeugs wird durch dessen

Eigenbewegung am Sensor vorbei als zweite Bilddimension bestimmt. In einer noch weiteren Ausführungsform kann auch ein in Echtzeit zweidimensional abbildender

Radiometersensor in gleicher räumlicher Anbringung wie zuvor beschrieben verwendet werden, so dass bei der

Vorbeifahrt des Frachtfahrzeugs eine Mehrzahl vollständiger Radiometerbilder des Frachtfahrzeug aufgenommen werden können, ähnlich einer Videokamera. Die Auswertung dieser Bildsequenz erlaubt dabei eine verbesserte Ermittlung der dreidimensionalen Ladungsverteilung innerhalb des

Frachtfahrzeugs . Bei allen zuvor beschriebenen

radiometrischen Messverfahren kann auch eine simultane

Aufzeichnung von Daten aus mehreren Perspektiven erfolgen, so beispielsweise von beiden Seiten des Frachtfahrzeugs und/oder aus unterschiedlichen Höhen. Dadurch wird

ebenfalls eine Erhöhung des Informationsgehalts und eine Verbesserung der Datenauswertung erreicht.

Vorzugsweise weist das Frachtfahrzeug einen Pritschenaufbau mit Planen oder KunstStoffbespannung auf, so dass die

Fracht seitlich und/oben nach oben hin, jeweils bezogen auf einen Untergrund, so beispielsweise eine Straße, nicht durch metallische Seiten- und/oder Deckenwände des

Frachtfahrzeugs verdeckt ist. Sofern das Frachtfahrzeug Seiten- und/oder Deckenwände aus Metall aufweist, ist der Mikrowellensensor bevorzugt zur Emittierung und/oder zum Empfangen von Röntgenstrahlung und/oder radioaktiver

Gammastrahlung ausgestaltet.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiterhin gelöst durch ein Kontrollsystem, mit einem Mikrowellensensor, wobei das Kontrollsystem zum Durchführen eines vorbeschriebenen

Verfahrens ausgestaltet ist und der Mikrowellensensor zum Durchführen wenigstens des Schrittes b) , vorzugsweise auch des Schrittes a) , ausgestaltet ist. Ferner wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Mautsystem gelöst, mit dem Kontrollsystem wie vorab beschrieben sowie mit einer

Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei das Kontrollsystem zum Durchführen eines vorbeschriebenen Verfahrens ausgestaltet ist und die Datenverarbeitungsvorrichtung wenigstens zum Durchführen des Schrittes c) ausgestaltet ist. Ein

Kontrollsystem kann beispielsweise auf dem Hof eines

Logistikdienstleisters angeordnet sein, wobei für eine derartige Ausgestaltung die einfache Bestimmung des

Volumenparameters und des Gewichtsparameters während der Fahrt des Fahrzeugs besonders vorteilig ist, da dadurch das ansonsten notwendige zeitaufwendige Anhalten des Fahrzeugs, so auf einer Trittplattenwaage, zum Bestimmen des

Gewichtsparameters unterbunden werden kann. Ebenso lässt sich durch das Kontrollsystem das Fahrzeug während der Fahrt identifizieren.

Demnach wird also die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Kontrollsystem bzw. ein Mautsystem, welches bevorzugt eine Mautstation umfasst, die zum Entrichten des

Mautbetrages durch das Frachtfahrzeug ausgestaltet ist, mittels derer ein Füllstand des Frachtfahrzeuges während der Fahrt vorzugsweise vor Erreichen der Mautstation erfasst werden kann, nämlich durch den Schritt a) des vorgenannten Verfahrens, so dass dann unter zusätzlicher Erfassung des Frachtfahrzeugtyps gemäß dem Schritt b) , durch den dann Rückschlüsse auf einen maximal möglichen Füllstand des ermittelten Frachtfahrzeugtyps geschlossen werden kann, in Abhängigkeit davon durch die

Datenverarbeitungsvorrichtung der Mautbetrag automatisch ermittelt werden kann. Dabei ist unter Füllstand

vorzugsweise das Füllvolumen und/oder das Ladegewicht der beförderten Fracht zu verstehen. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Mikrowellensensor als Radarsensor und/oder als

Radiometersensor ausgestaltet. Weiter ist bevorzugt, dass der Radarsensor einen Radarsender und einen Radarempfänger aufweist und der Radarsender benachbart zum Radarempfänger und/oder gegenüberliegend beabstandet zum Radarempfänger angeordnet ist. Weiter bevorzugt arbeitet der Radarsensor im L-, S-, C-, X- und/oder Ku-Band, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 1 bis 18 GHz, wobei ebenso eine

Ausgestaltung im K-Band mit 18 bis 26 GHz, im Ka-Band mit 26 bis 40 GHz und/oder W-Band mit 75 bis 110 GHz möglich ist. Letztgenannte Bänder ermöglichen insbesondere eine besonders kostengünstige Realisierung, da eine Vielzahl von Mikrowellenbauteile für diese Bänder kommerziell verfügbar sind.

Schließlich ist nach einer noch weiteren Ausgestaltung bevorzugt, dass der Mikrowellensensor Mikrowellen in einem Mikrowellenkegel emittiert und/oder empfängt und der

Mikrowellensensor derart auf einem flächigen Untergrund angeordnet ist, dass die Achse des Mikrowellenkegels in Richtung der Erstreckung von der Spitze zu der Grundfläche des Mikrowellenkegels in einem Winkel von > 0° und < 90° zu der flächigen Erstreckung des Untergrundes angeordnet ist. Nach dieser Ausgestaltung ist also bevorzugt, dass der Mikrowellensensor beispielsweise seitlich neben dem

Frachtfahrzeug derart angeordnet ist, dass die Achse des Mikrowellenkegels parallel zur Grundfläche, so

beispielsweise der Straße, verläuft oder aber die Achse des Mikrowellenkegels senkrecht zur Grundfläche verläuft, so dass bei letztgenanntem Fall vorzugsweise das

Frachtfahrzeug unterhalb des Mikrowellensensors zur

Ermittlung des ersten Parameters und des zweiten Parameters hindurchfährt . Nach einer noch weiteren Ausgestaltung ist bevorzugt, dass das Kontrollsystem bzw. das Mautsystem das Fahrzeug

aufweist, wobei das Fahrzeug eine Seitenwand und eine

Oberseite aufweist, der Mikrowellensensor seitlich neben dem Fahrzeug der Seitenwand zugewandt angeordnet ist, der Mikrowellensensor oberhalb des Fahrzeugs der Oberseite zugewandt angeordnet ist und/oder der Mikrowellensensor seitlich erhöht neben dem Fahrzeug der Seitenwand und der Oberseite zugewandt angeordnet ist.

Die Aufgabe der Erfindung ist weiterhin gelöst durch ein Computersystem, mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass ein Verfahren nach einem der vorhergehenden

Ansprüche auf der Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird .

Zudem wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein digitales Speichermedium mit elektronisch auslesbaren

Steuersignalen, wobei die Steuersignale so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgeführt wird.

Ferner wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Computer-Programm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenn der Programmcode auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird.

Schließlich betrifft die Erfindung ein Computer-Programm mit Programmcodes zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wenn das Programm auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung abläuft. Dazu kann die Datenverarbeitungsvorrichtung als ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes Computersystem ausgestaltet sein.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 ein Ablaufdiagramm zur Durchführung des

erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 ein Kontroll- und/oder Mautsystem zur

Durchführung des vorgenannten Verfahrens in einer schematischen Ansicht gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3 ein Kontroll- und/oder Mautsystem zur

Durchführung des vorgenannten Verfahrens in einer schematischen Ansicht gemäß einem zweiten

bevorzugten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4 ein Kontroll- und/oder Mautsystem zur

Durchführung des vorgenannten Verfahrens in einer schematischen Ansicht gemäß einem dritten

bevorzugten Ausführungsbeispiel, und

Fig. 5 ein Kontroll- und/oder Mautsystem zur

Durchführung des vorgenannten Verfahrens in einer schematischen Ansicht gemäß einem vierten

bevorzugten Ausführungsbeispiel.

Fig. 1 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einem bevorzugten

Ausführungsbeispiel und Fig. 2 bis Fig. 5 zeigen ein

Kontroll- und/oder Mautsystem zur Durchführung des

vorgenannten Verfahrens in einer jeweiligen schematischen Ansicht gemäß vier unterschiedlichen Ausführungsbeispielen.

Das Verfahren zum automatischen Kontrollieren und/oder Ermitteln eines Mautbetrages für ein Fracht beförderndes Frachtfahrzeug F beginnt mit Schritt a) . Dabei kann das Frachtfahrzeug F grundsätzlich als ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes Fahrzeug zum Befördern einer Fracht ausgestaltet sein, so beispielsweise als ein

Lastkraftwagen, ein Lastzug, ein Sattelzug oder aber ein Pritschenwagen, wobei bevorzugt das Frachtfahrzeug einen Pritschenaufbau mit Plane, KunstStoffbespannung oder ein vorzugsweises starres Behältnis aus einem Nichtmetall aufweist. Unter Fracht ist ebenso jede mögliche durch ein Frachtfahrzeug zu befördernde Fracht zu verstehen, die vorliegend durch das Frachtfahrzeug F befördert wird. In dem Schritt a) wird nun ein erster Parameter der Fracht eines fahrenden Frachtfahrzeugs F mittels eines

Mikrowellensensors erfasst. Dabei bedeutet der Begriff Fahren, dass das Frachtfahrzeug F zum Erfassen des

Parameters nicht seine typische Transportgeschwindigkeit , so bei einem LKW von 80 km/h, verringert. Das Erfassen des Parameters bedeutet also keine zeitliche Verzögerung bei der Auslieferung der Fracht durch das Frachtfahrzeug F. Der erste Schritt a) kann dazu die weiteren Schritte al), a2) und/oder a3) umfassen. Durch den Schritt al) wird ein Volumenparameter eines Volumens der Fracht erfasst. Das Ergebnis der Erfassung mittels des Mikrowellensensors ist eine Angabe über das beförderte Frachtvolumen, angegeben beispielsweise in Kubikmeter. Durch den Schritt a2) wird ein Gewichtsparameter eines Gewichtes der Fracht erfasst. Das Ergebnis des Schrittes a2) ist also das Gewicht der Fracht, so beispielsweise in Kilogramm. Schließlich kann durch den Schritt a3) ein zwei-dimensionaler und/oder drei ^¬ dimensionaler Parameter eines räumlichen Abbildes der

Fracht erfasst werden.

Im nächsten Schritt b) wird ein zweiter Parameter eines Frachtfahrzeugtyps des betrachteten fahrenden Fahrfahrzeugs F mittels des Mikrowellensensors erfasst. Ergebnis dieses Schrittes ist also der Typ des betrachteten Frachtfahrzeugs F, so beispielsweise aufgegliedert nach Hersteller und/oder Herstellermodell, so dass ein Ergebnis „Mercedes-Benz, Actros, 40 Tonnen maximales Gesamtgewicht, Sattelzug" lauten kann. Denn durch die Bestimmung des Typs des

fahrenden Frachtfahrzeugs F kann, so durch Vergleich mit einer Datenbank, das maximal durch das Frachtfahrzeug F zu transportierende Frachtvolumen sowie das maximale

Ladegewicht des Frachtfahrzeugs F bestimmt werden.

In Verbindung mit dem ersten Parameter lässt sich somit errechnen, wie das relative Füllvolumen der Fracht bezogen auf das maximale Füllvolumen sowie das relative Ladegewicht bezogen auf das maximale Ladegewicht ist. So lässt sich insbesondere über die mittels des Mikrowellensensors gemessenen Dichte der Fracht bestimmen, zu welchem Anteil das maximale Ladevolumen sowie das maximale Ladegewicht des durch Schritt b) erkannten Frachtfahrzeugtyps ausgeschöpft ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Ladegewicht .

mittels einer Trittplattenwaage im Untergrund, so dem Boden, erfasst werden. Aus diesen Daten, also aus dem ersten Parameter sowie aus dem zweiten Parameter, wird dann in Schritt c) automatisch der Mautbetrag berechnet, welcher somit abhängig vom

Füllstand des Frachtfahrzeugs F ist. Dabei fällt der

Mautbetrag umso geringer aus, desto besser das

Frachtfahrzeug F in Bezug auf das maximale Ladevolumen sowie das maximale Ladegewicht ausgelastet ist.

Beispielsweise hat ein Frachtfahrzeug F mit einem

geringeren Füllstand einen größeren Mautbetrag zu

entrichten, da aufgrund einer geringeren Auslastung in Bezug auf das tatsächliche Ladegewicht sowie das

tatsächliche Ladevolumen die Umwelt stärker durch die Abgase des Frachtfahrzeugs F belastet wird, als wenn für die gleiche Fracht ein kleineres Frachtfahrzeug F, so ein Transporter, gewählt würde. Dies gilt ebenso auch für die Verkehrsdichte in Ballungsräumen, also wenn beispielsweise bei überwiegender Teilbefüllung mehr Fahrzeuge in den Ballungsraum ein- und ausfahren als notwendig.

Im Ergebnis wird dadurch ein Anreiz geschaffen, für die jeweils zu transportierende Fracht ein Frachtfahrzeug F derart auszuwählen, das das Gewicht der Fracht sowie das Volumen der Fracht möglichst dem maximalen Ladegewicht sowie maximalen Ladevolumen des Frachtfahrzeugs F

entspricht .

In einem weiteren Schritt d) erfolgt ein Zuweisen des Frachtfahrzeugs F zu einer Mautstation M basierend auf den durch den Schritte a) und b) erfassten ersten und zweiten Parametern mittels einer Anzeigeneinrichtung A, welche als Ampelanlage ausgestaltet sein kann. Sofern nun festgestellt wurde, dass die beförderte Fracht das maximale Füllvolumen sowie das maximale Ladegewicht des betrachteten

Frachtfahrzeugs F nur zu einem sehr geringen Teil ausfüllt, so kann durch entsprechende Zuweisung zu einer mit einem Parkplatz versehenen Mautstation M der dadurch

hervorgerufene Halt des Frachtfahrzeugs F dazu genutzt werden, um weitere Fracht in das Frachtfahrzeug F zu laden, was eine verbesserte Ausnutzung des Füllstandes bedeuten würde.

Schließlich ist gemäß des Schrittes e) des Verfahrens vorgesehen, dass der gemäß Schritt c) ermittelte Mautbetrag automatisch dann entrichtet wird, wenn das fahrende

Frachtfahrzeug F die Mautstation M erreicht hat. Zur

Entrichtung des Mautbetrages ist ein

computerimplementiertes Bezahlverfahren vorgesehen, welches beispielsweise mittels einer Funkschnittstelle, so durch WLAN und/oder GSM, realisiert ist.

Zudem kann, so beispielsweise innerhalb des Schrittes c) , vorgesehen sein, dass überprüft wird, ob der erste

Parameter einen Schwellwert überschritten hat, was

vorliegend als Schritt cl) bezeichnet ist. Sofern denn nun dieser Schwellwert überschritten ist, kann gemäß Schritt c2) eine computerimplementierte Mitteilung versendet werden. Dieser Schwellwert kann beispielsweise das maximale Ladegewicht des Frachtfahrzeugs F sein, welches aufgrund der Bestimmung des Typs des Frachtfahrzeugs mittels Schritt b) bekannt ist. Sofern nun also gemäß Schritt cl) durch den Vergleich erkannt wird, dass das maximale Ladegewicht durch die beförderte Fracht überschritten ist, so kann durch die computer-implementierte Mitteilung, beispielsweise eine SMS oder Email, ein Anhalten des Frachtfahrzeugs F erreicht werden, so beispielsweise mittels der vorgenannten

Anzeigeneinrichtung A.

Zur Durchführung des Verfahrens existieren verschiedene Möglichkeiten. Der Mikrowellensensor kann zur Durchführung eines aktiven Messverfahrens, so durch Radar, und/oder eines passiven Messverfahrens, so durch Radiometrie, ausgestaltet sein. Fig. 2 zeigt schematisch eine Messanordnung mittels eines

Radarsensors, wobei in der oberen Abbildung eine Draufsicht und in der unteren Abbildung eine Ansicht von vorne des Frachtfahrzeugs F dargestellt ist. Das Frachtfahrzeug F fährt zwischen einem Radarsender TX und einem

gegenüberliegend beabstandet angeordneten Radarempfänger RX hindurch, wobei durch den Pfeil FA angedeutet ist, dass das Frachtfahrzeug F hin zu der Mautstation M fährt. Zusätzlich ist in Fig. 2 dargestellt, dass benachbart zum Radarsender TX ebenfalls ein Radarempfänger RX angeordnet ist.

Entsprechende Mikrowellenkegel MK der Radarsender TX sowie Radarempfänger RX sind gestrichelt eingezeichnet. Bei der gegenüberliegenden Anordnung von Radarsender TX und

Radarempfänger RX handelt es sich um eine

Transmissionsmessung. Sofern Radarsender TX und

Radarempfänger RX auf gleicher Seite angeordnet sind handelt es sich um eine Reflexionsmessung. Bei enger

Nachbarschaft von Radarsender TX und Radarempfänger RX ist eine monostatische Radarmessung möglich und bei größerem Abstand, so beispielsweise Radarempfänger RX auch auf der gegenüberliegenden Seite von Radarsender TX, sind bi- (nur ein Radarempfänger RX) oder multistatische (mehrere

Radarempfänger RX an unterschiedlicher Position) Messungen erhältlich . Aufgrund der Bewegung FA des Frachtfahrzeugs F wird mittels des Prinzips des inversen Synthetik-Apertur-Radars ein zwei-dimensionales Bild der Radarechos in Quer- und

Längsrichtung des Pritschenauf aus des Frachtfahrzeugs F ermittelt, aus dem der erste Parameter, also das

tatsächliche Ladevolumen sowie das tatsächliche Ladegewicht der beförderten Fracht F gemäß den Schritten al) und a2), bestimmt wird. Dabei kann die Messung, sowohl als

Reflexionsmessung bei Anordnung des Radarsenders TX und Radarempfängers RX auf gleicher Seite als auch bei

Transmissionsmessung mit gegenüberliegender Anordnung von Radarsender TX und Radarempfänger RX, im Frequenzbereich zwischen 1 und 18 GHz, sowie im Bereich von 24 GHz, 35 GHz oder 77 GHz, durchgeführt werden, wobei auch andere

Frequenzbänder möglich sind. Dabei gilt, dass bei

niedrigerer Frequenz eine höhere Eindringtiefe in das

Frachtfahrzeug F erreicht wird und bei höherer Frequenz eine kompaktere Bauweise des Mikrowellensensors möglich ist .

Fig. 3 zeigt einen als Radiometersensor ausgeführten

Mikrowellensensor, einmal in Draufsicht in der oberen

Abbildung sowie in Ansicht von vorne in der unteren

Abbildung. Bei dieser Ausgestaltung erfolgt die Messung durch den Radiometersensor rein passiv, das heißt durch

Empfangen von Wärmestrahlung im Mikrowellenbereich, welche ihrer Intensität nach vermessen wird. Dazu ist, nicht gezeigt, eine hochbündelnde Antenne, so beispielsweise eine Wirkwinkelbereichantenne, vorgesehen, die in vertikaler Richtung gegenüber einem Untergrund U, der Straße, das Frachtfahrzeug F kontinuierlich abscannt. Aufgrund der Bewegung des Frachtfahrzeugs F, dargestellt durch den Pfeil FA, erfolgt zudem eine Abbildung der Fracht von der Seite her, also in horizontaler Erstreckung des Frachtfahrzeugs F. Um nun die Genauigkeit der Messung zu verbessern, ist gegenüberliegend zum Radiometersensor RX eine Metallplatte P unter einer Neigung von 45° gegenüber dem Untergrund vorgesehen, wodurch ein besserer Kontrast erreicht wird. Vorzugsweise erfolgt die Radiometriemessung im Bereich von 35 GHz oder 90 GHz. Die Metallplatte kann auch durch ein anderes Material ersetzt werden, um zumindest einen

homogenen Hintergrund zu erzeugen, so beispielsweise ein geneigte Betonwand, Graswall, etc.. Der Radiometersensor kann auch direkt als zweidimensional abbildendes Gerät in Echtzeit ausgeführt werden, ähnlich einer Videokamera, um eine größere Anzahl von Abbildungen des Frachtfahrzeugs während seiner Vorbeifahrt zu erhalten. Damit wird eine Verbesserung der Einschätzung des Beladungszustands

erreicht.

Aus Fig. 4 ist schließlich eine weitere Ausgestaltung ersichtlich, so einmal mit Radarsensor RX in der oben gezeigten Abbildung sowie Radiometersensor RX in der unten gezeigten Abbildung. Beiden Abbildungen ist gemeinsam, dass der Mikrowellensensor gegenüber dem Frachtfahrzeug F auf einer gegenüber dem Untergrund U erhöhten Position

angeordnet ist, so dass das Frachtfahrzeug F nicht nur seitlich, sondern auch an seiner Oberseite durch den

Mikrowellenkegel MK gescannt wird.

Fig. 5 zeigt schließlich eine weitere Anordnung, bei der quer zur Fahrtrichtung des Frachtfahrzeugs F im Bereich oberhalb des Frachtfahrzeugs F eine Antennengruppe für Senden und Empfangen vorgesehen ist, welche eine Mehrzahl von Radarsendern TX und Radarempfängern RX aufweist. Durch die Ausgestaltung als MIMO-Antennengruppe, Multiple Inputs- Multiple Outputs-Antennengruppe, ist eine hochauflösende Signalqualität mit einem Minimum an Sendern und Empfängern erzeugbar, so dass eine einfachere Ermittlung der

vorgenannten Parameter in echter dreidimensionaler Messung möglich ist. Dazu kann ebenfalls das Prinzip des inversen Synthetik-Apertur-Radars sowohl in Quer- als auch

Fahrtrichtung angewendet werden, um eine verbesserte räumliche Auflösung zu erreichen. Alternativ oder

zusätzlich kann in Fahrtrichtung FA eine entsprechend hochbündelnde Antenne für die Radarsender TX sowie

Radarempfänger RX verwendet werden, um eine inkohärente Signalverarbeitung zu ermöglichen. In allen Fällen wird die vertikale Abtastung durch die Laufzeit bzw. Bandbreite des Sendesignals erreicht.

Schließlich ist, wie aus Fig. 2 bis Fig. 5 ersichtlich, eine Datenverarbeitungsvorrichtung C vorgesehen, welche zum Durchführen der vorgenannten Schritte ausgestaltet ist, somit also die automatische Berechnung des Mautbetrages basierend auf der mittels Schritt a) erkannten Fracht sowie mittels des durch Schritt b) erkannten Frachtfahrzeugtyps ermöglicht.

Bezugszeichenliste

Erfassen eines ersten Parameters der Fracht eines

fahrenden Frachtfahrzeugs a

Erfassen eines Volumenparameters eines Volumens der

Fracht al

Erfassen eines Gewichtsparameters eines Gewichts der

Fracht a2

Erfassen eines zwei-dimensionalen und/oder drei ^¬ dimensionalen Parameters eines räumlichen Abbildes der Fracht a3

Erfassen eines zweiten Parameters eines

Frachtfahrzeugtyps des fahrenden Frachtfahrzeugs

mittels des Mikrowellensensors b Automatisches Berechnen des Mautbetrages basierend auf dem ersten Parameter und dem zweiten Parameter

c

Vergleichen, ob der erste Parameter einen Schwellwert überschritten hat cl

Wenn der Schwellwert überschritten ist , versenden einer Computerimplementierten Mitteilung c2

Zuweisen des Frachtfahrzeugs zu einer Mautstation

basierend auf dem ersten Parameter und dem zweiten

Parameter mittels einer Anzeigeneinrichtung d Automatisches Entrichten des Mautbetrags, wenn das

fahrende Frachtfahrzeug die Mautstation erreicht hat, mittels eines computerimplementierten Bezahlverfahrens e Anzeigeneinrichtung A

Datenverarbeitungsvorrichtung, Computersystem C

Fahrzeug, Frachtfahrzeug F

Fahrend (Pfeil) FA

Mautstation M Mikrowellenkegel MK

Metallplatte P

Radarempfänger, Radiometerempfänger RX

Radarsender TX

Untergrund U