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Title:
METHOD AND DEVICE FOR GENERATING A SIGNAL WARNING OF ICE ON A ROADWAY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/048037
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method and a device for generating a signal which indicates the imminent formation of ice on a roadway (2) before the ice forms on the roadway, wherein radiation reflected by the roadway or by a point adjacent to the roadway is evaluated, said radiation emanating from at least one reference surface (11) which is situated in or on the roadway or the adjacent point and is formed by a material different from the roadway covering material. The reference surface is selected from a material on which the ice forms earlier than on the roadway covering material. The signal (13) is emitted when the evaluation indicates that ice has formed on the reference surface (11).

Inventors:
KRIESCHE THOMAS (DE)
DÉCREVEL MICHEL (CH)
Application Number:
PCT/EP2017/072355
Publication Date:
March 14, 2019
Filing Date:
September 06, 2017
Export Citation:
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Assignee:
BOSCHUNG MECATRONIC AG (CH)
International Classes:
G08B19/02; B60R16/023; G01N21/55
Domestic Patent References:
WO1991014170A11991-09-19
WO1991014170A11991-09-19
Foreign References:
US3229271A1966-01-11
EP1635163A22006-03-15
DE19506550A11996-08-29
CH653134A51985-12-13
Attorney, Agent or Firm:
SCHALCH, Rainer (CH)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Erzeugung eines Signals, wel- ches die bevorstehende Bildung von Glätte auf einer Fahrbahn (2) anzeigt, bevor diese auf der Fahrbahn entsteht, wobei von der Fahrbahn, oder von einer Stelle benachbart der Fahrbahn, reflektierte Strahlung ausgewertet wird, welche von mindestens einer in oder auf der Fahrbahn oder der benachbarten Stelle angeordneten Referenzfläche (11) ausgeht, die von einem vom Fahrbahnbelagsmaterial unterschiedlichen Material gebildet ist, welches aus einem Material ausgewählt ist, auf welchem sich die Glätte früher ausbildet als auf dem Fahrbahnbelagsmaterial, und wobei das Signal abgegeben wird, wenn die Auswertung ergibt, dass sich auf der Referenzfläche (11) Glätte gebildet hat .

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Licht im Infrarotbereich in Richtung der Referenzfläche ausgestrahlt und das von der Referenzfläche reflektierte Licht ausgewertet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei Licht im sogenannten nahen Infrarotbereich NIR (780nm bis 3000nm) und insbesondere in einem Bereich von ca. 900nm bis

2000nm verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die Auswertung erfolgt, indem ein Vergleich des von der Referenzfläche reflektiertem Lichts mit gespeicherten, vorbekannten Informationen, insbesondere Kennlinien, erfolgt, welche für das Vorhandensein von Eis/Rau- reif auf der Referenzfläche (11) im verwendeten Infrarot- bereich charakteristisch sind.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei von der Referenzfläche reflektiertes sichtbares Licht ausgewertet wird, insbesondere, indem mindestens ein Bild der Referenzfläche im sichtbaren Bereich aufgenommen und die Bil- dung von Glätte auf der Referenzfläche durch die Auswertung des Bildes erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Referenzfläche dauerhaft in oder auf der Fahrbahn oder neben der Fahrbahn angeordnet ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Referenzfläche (11) von der Oberfläche eines Körpers (7) gebildet ist, der in der Fahrbahn eingelassen ist oder an einer Stelle neben der Fahrbahn angeordnet ist .

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei eine Referenzfläche mit einem Durchmesser oder einer Diagonalen von 100mm bis 200mm, insbesondere bis 150mm, verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei eine Referenzfläche verwendet wird, die eine an- geraute Oberfläche aufweist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

9, wobei eine Referenzfläche verwendet wird, deren Oberfläche hydrophil ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

10, wobei eine Referenzfläche aus Metall verwendet wird, insbesondere aus rostfreiem Stahl oder aus einem anderen nicht- oder kaum korrodierenden Metall, oder wobei eine Referenzfläche aus einem offenporösen Metallschaum verwendet wird, oder wobei eine Referenzfläche aus einer Farbschicht verwendet wird, die mit einem Anteil Metallpartikeln und/oder mit einem Anteil von Polymeren, welche nahes Infrarot reflektieren, versehen ist. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis

11, wobei eine vollständig ebene Referenzfläche verwendet wird,

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine Referenzfläche verwendet wird, die eine

Teilfläche umfasst, welche spiegelnd ausgebildet ist und welche eben und/oder gekrümmt ausgebildet ist.

14. Vorrichtung zur Erzeugung eines Signals, welches die bevorstehende Bildung von Glätte auf einer

Fahrbahn (2) anzeigt, bevor diese auf der Fahrbahn entsteht, wobei die Vorrichtung mindestens eine in oder auf der Fahrbahn oder der benachbarten Stelle angeordnete Referenzfläche (11) aufweist, die von einem vom Fahrbahnbe- lagsmaterial unterschiedlichen Material gebildet ist, welches aus einem Material ausgewählt ist, auf welchem sich die Glätte früher ausbildet als auf dem Fahrbahnbelagsmaterial, und wobei die Vorrichtung einen Strassenzu- standssensor (1) aufweist, welcher ausgebildet ist, um von der Referenzfläche, reflektierte Strahlung zu empfangen und welcher ausgebildet ist, um die von der Referenzfläche reflektierte Strahlung auszuwerten und ein Signal (13) abzugeben, wenn die Auswertung ergibt, dass sich auf der Referenzfläche (11) Glätte gebildet hat, oder welcher ausgebildet ist, um die von der Referenzfläche reflektierte Strahlung als Sensorsignal zur externen Auswertung abzugeben .

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei der Strassenzustandssensor ausgestaltet ist um Licht im Infrarotbereich in Richtung der Referenzfläche auszustrahlen und das von der Referenzfläche reflektierte Licht zu empfangen und auszuwerten oder für die Auswertung bereitzustellen . 16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die

Wellenlänge des Lichts im sogenannten nahen Infrarotbereich NIR (780nm bis 3000nm) und insbesondere in einem Bereich von ca. 900nm bis 2000nm liegt. 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei die Auswertung vornehmbar ist, indem ein Vergleich des von der Referenzfläche reflektiertem Lichts mit gespeicherten, vorbekannten Informationen, insbesondere Kennlinien, erfolgt, welche für das Vorhandensein von Eis/Raureif auf der Referenzfläche im verwendeten Infrarotbereich charakteristisch sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei von dieser von der Referenzfläche reflektiertes sichtbares Licht auswertbar ist, insbesondere, indem mindestens ein Bild der Referenzfläche im sichtbaren Bereich aufnehmbar und die Bildung von Glätte auf der Referenzfläche durch die Auswertung des Bildes vornehmbar ist. 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, bei welcher die Referenzfläche dauerhaft in oder auf der Fahrbahn oder neben der Fahrbahn angeordnet ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die Referenzfläche (11) von der Oberfläche eines Körpers (7) gebildet ist, der in der Fahrbahn eingelassen ist oder an einer Stelle neben der Fahrbahn angeordnet ist. 21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Referenzfläche einen Durchmesser oder eine Diagonalen von 100mm bis 200mm, insbesondere bis 150mm, aufweist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei die Referenzfläche eine angeraute Oberflä¬ che aufweist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei die Referenzfläche eine hydrophile Oberflä- che aufweist.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, wobei die Referenzfläche aus Metall gebildet ist, insbesondere aus rostfreiem Stahl oder aus einem anderen nicht- oder kaum korrodierenden Metall, oder wobei die

Referenzfläche aus einem offenporösen Metallschaum gebildet ist, oder wobei die Referenzfläche aus einer Farbschicht gebildet ist, die mit einem Anteil Metallpartikeln und/oder mit einem Anteil von Polymeren, welche na- hes Infrarot reflektieren, versehen ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 24, wobei die Referenzfläche im Wesentlichen vollständig eben ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 25, wobei die Referenzfläche verwendet eine Teilfläche umfasst, welche spiegelnd ausgebildet ist und welche eben und/oder gekrümmt ausgebildet ist.

Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines vor Glätte auf einer Fahrbahn warnenden Signals

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines vor Glätte auf einer Fahrbahn warnenden Signals. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erzeugung eines vor Glätte auf einer Fahrbahn warnenden Signals.

Hintergrund

Reifglätte oder überfrierende Glätte führt zu einer drastischen Griffigkeitsminimierung zwischen einem Strassenbelag bzw. Fahrbahnbelag und den Reifen eines Fahrzeugs. Da solche Glätte bei Abwesenheit eines Nieder- Schlags erfolgt, ist diese Gefahr für einen Fahrzeuglenker nicht erkennbar. Glätte, insbesondere sogenannte Reifglätte, bzw. die Ausbildung einer Eisschicht oder das Wachsen von Eiskristallen auf einer unterkühlten Oberfläche, entsteht aufgrund des Phasenübergangs von einem aus der feuchten Luft kondensierten Wasserdampf zum Feststoff. Für diesen Vorgang muss, im Gegensatz zur Eisbildung durch gefrierendes Oberflächenwasser, kein Niederschlagsereignis vorausgegangen sein. Die tatsächliche Bildung der Glätte hängt von mehreren Parametern ab, wo- bei Boden- und Lufttemperatur, der Taupunkt, die relative Luftfeuchtigkeit, die Sonneneinstrahlung, die Windgeschwindigkeit, die Bodenmorphologie und das allfällige Vorhandensein von Nebel eine Rolle spielen. Es zeigt sich bei Strassen, dass insbesondere in den Morgenstunden an kaltfeuchten Tagen eine zeitlich begrenzte und lokal eingeschränkte Glättebildung stattfindet. Erfolgt mit den ersten Sonnenstrahlen eine boden- bzw. vegetationsnahe Erwärmung der Luft, so hat diese Luft einerseits ein hö ¬ heres Wasseraufnahmevermögen und andererseits erwärmt sie oberflächengebundenes Wasser. Unterschiedliche morphologische Landschaftsstrukturen und unterschiedliche Boden- und Pflanzenverteilung können eine bodennahe Luftzirkulation zur Fahrbahn bzw. Strasse bewirken, auf welcher Reifbildung oder Eisbildung auf der durch die nächtlichen Temperaturen unterkühlten Oberfläche stattfindet. Brücken unterkühlen nächtlich verstärkt wegen fehlender isolie- render Erdschichten und bilden somit besonders die Grundlage für lokal begrenzte örtliche Stellen, an denen Reifoder Eisbildung stattfinden kann. Aber auch Strassen in der Nähe wasserreicher Gebiete sind gefährdet. Erst mit anhaltender Sonnenbestrahlung werden Reif/Eisschichten durch die Sonnenwärmestrahlung abgebaut.

Es ist bekannt, durch Reflexionsmessung von Licht im Infrarotbereich berührungslos den Fahrbahnober- flächenzustand hinsichtlich Trockenheit, Nässe oder Vereisung zu ermitteln, wozu zum Beispiel auf WO 91/14170 verwiesen werden kann. Diese dem Fachmann bekannte Reflexionsmessung der Fahrbahnoberfläche hat sich bewährt, stellt aber lediglich den Istzustand fest.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Gefahr von Bildung von Reifglätte oder überfrierender Glätte so früh und sicher erkennen zu können, damit eine wirksame Warnung des Verkehrs möglich wird oder der rechtzeitige Einsatz von Streufahrzeugen. Dies soll möglichst universell möglich sein, ohne dass ortsspezifische Annahmen oder Parameter erhoben werden müssen, welche jeweils nur für den jeweiligen Einsatzort gelten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass zur Erzeugung eines Signals, welches die bevorstehende bzw. zukünftige Bildung von Glätte auf einer Fahrbahn anzeigt, bevor diese tatsächlich auf der Fahrbahn entsteht, von der Fahrbahn, oder von einer Stelle benachbart der Fahrbahn, reflektierte Strahlung ausgewertet wird, welche von mindestens einer in oder auf der Fahrbahn oder der benachbarten Stelle angeordneten Referenzfläche ausgeht, die von einem vom Fahrbahnbelagsmaterial unterschiedlichen Material gebildet ist, welches aus einem Material ausgewählt ist, auf welchem sich die Glätte früher ausbildet als auf dem Fahrbahnbelagsmaterial, und wobei ein Signal abgegeben wird, wenn die Auswertung ergibt, dass sich auf der Referenzfläche Glätte gebildet hat.

Da sich auf der Referenzfläche die Glätte früher als auf der Oberfläche des Fahrbahnbelagsmaterials ausbildet, kann durch die Erkennung der Glätte auf der Referenzfläche ein Signal erzeugt werden, welches die Glättebildung anzeigt, bevor diese überhaupt auf der

Fahrbahn bzw. Strasse auftritt. Aus diesem Signal kann eine Warnung der Strassenbenüt zer über aktivierbare Verkehrszeichen und/oder Navigationssysteme und/oder mobile Mediengeräte generiert werden und/oder die Ausbringung von Taumittel kann ausgelöst werden oder allenfalls auch eine Strassensperrung . Somit wird durch eine kontaktlose Fernmessung eine künstliche Fläche vermessen, die stationär in der Fahrbahn integriert vorliegt oder die allenfalls stationär neben der Fahrbahn angeordnet ist. Damit Eisglätte oder Reifglätte auf dieser Fläche früher auftritt als auf dem Fahrbahnbelagsmaterial, ist das Material der Referenzfläche entsprechend ausgewählt. Zudem ist das Material, welches die Referenzfläche bildet für den Einsatz in der Fahrbahn mechanisch in die Fahrbahn einsetzbar oder auf diese aufbringbar und verkehrsbelastbar auszuwählen und bildet nur einen lokal begrenzten Bereich der Fahrbahn, so dass durch das Material auch keine Verkehrsgefährdung auftreten kann.

Die Referenzfläche ist vorzugsweise dauerhaft in oder auf der Fahrbahn bzw. Strasse angeordnet oder allenfalls bei der Stelle neben der Fahrbahn. Vorzugsweises wird die Referenzfläche von der Oberfläche eines Referenzkörpers gebildet, der in der Strassenfahrbahn eingelassen ist.

Bevorzugt verwendet das Verfahren Licht im Infrarotbereich, insbesondere im sogenannten nahen Infrarotbereich NIR (780nm bis 3000nm) und insbesondere in einem Bereich von ca. 900nm bis 2000nm, welches als reflek ¬ tierte Strahlung ausgewertet wird. Bevorzugt wird IR- Strahlung im genannten Bereich auf die Referenzfläche ge- richtet und die von der Referenzfläche reflektierte

Strahlung ausgewertet, um die Bildung von Reif oder Eis auf der Referenzfläche festzustellen. Dies erfolgt vorzugsweise, indem ein Vergleich des von der Referenzfläche reflektiertem Lichts mit gespeicherten, vorbekannten In- formationen, insbesondere Kennlinien, erfolgt, welche für das Vorhandensein von Eis/Raureif auf der Referenzfläche im verwendeten Infrarotbereich charakteristisch sind, was eine rasche Erkennung ermöglicht. Es ist auch möglich, alternativ oder zusätzlich, ein Bild der Referenzfläche im sichtbaren Bereich aufzunehmen und die Bildung von Glätte auf der Referenzfläche durch die Auswertung des Bildes festzustellen.

Bevorzugt verwendet das Verfahren eine Referenzfläche mit einem Durchmesser oder einer Diagonalen von 100mm bis 200mm, insbesondere bis 150mm. Die Referenzfläche kann auch von einer auf dem Fahrbahnbelagsmaterial aufgebrachten Beschichtung gebildet werden. Wird die Referenzfläche, wie bevorzugt, von einem in der Fahrbahn eingelassenen Körper gebildet, so weist dieser ins- besondere eine Dicke von 5mm bis 20mm auf.

Insbesondere weist die Referenzfläche eine angeraute Oberfläche auf, was die Oberfläche vergrössert, und die Oberfläche ist insbesondere wasseranziehend bzw. hydrophil. Die Referenzfläche ist im vorgenannten bevor- zugten nahen Infrarotbereich reflektierend ausgebildet, insbesondere innerhalb des Bereichs von 900nm bis 2000nm reflektierend ausgebildet. Bevorzugt ist die Referenzfläche aus Metall gebildet, insbesondere aus rostfreiem Stahl oder aus einem anderen nicht- oder kaum korrodierenden Metall. Oder die Referenzfläche kann von einem of- fenporösen Metallschaum gebildet sein, oder die Referenzfläche wird von einer Farbschicht mit einem Anteil Metallpartikeln und/oder mit einem Anteil von Polymeren gebildet, welche nahes Infrarot reflektieren.

Zur Verbesserung der Reflexionseigenschaften für die Zwecke des vorliegenden Verfahrens kann die Referenzfläche eine Teilfläche umfassen, welche spiegelnd ausgebildet ist und welche eben und/oder gekrümmt ausgebildet ist.

Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zu Gr nde eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher ein Vorwarnsignal für eine bevorstehende Glättebildung auf einer Fahrbahn bzw. Strasse erzeugbar ist. Die Vorrichtung soll universell einsetzbar und kostengünstig sein.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung ge- mäss Anspruch 14 gelöst.

Da sich auf der Referenzfläche die Glätte früher als auf der Oberfläche des Fahrbahnbelagsmaterials bzw. Strassenbelagsmaterials ausbildet, kann durch die Erkennung der Glätte auf der Referenzfläche der Vorrich- tung ein Signal erzeugt werden, welches die Glättebildung anzeigt, bevor diese überhaupt auf der Fahrbahn bzw.

Strasse auftritt. Aus diesem Signal kann durch die Vorrichtung oder eine übergeordnete Verkehrswarnungszentrale eine Warnung an die Strassenbenüt zer über aktivierbare Verkehrszeichen und/oder Navigationssysteme und/oder mobile Mediengeräte generiert werden und/oder die Ausbringung von Taumittel kann ausgelöst werden oder allenfalls auch eine Strassensperrung veranlasst werden. Somit wird mittels der Vorrichtung durch eine kontaktlose Fernmes- sung eine Referenzfläche der Vorrichtung vermessen, die stationär in der Fahrbahn bzw. Strasse integriert vorliegt oder die allenfalls stationär neben der Fahrbahn bzw. Strasse angeordnet ist. Damit Eisglätte oder Reifglätte auf dieser Fläche früher auftritt als auf dem Fahrbahnbelagsmaterial bzw. Strassenbelagsmaterial, ist das Material der Referenzfläche entsprechend ausgewählt. Zudem ist das Material, welches die Referenzfläche bildet für den Einsatz in der Fahrbahn mechanisch in die Fahrbahn einsetzbar oder auf diese aufbringbar und verkehrsbelastbar auszuwählen und bildet nur einen lokal begrenzten Bereich der Fahrbahn bzw. Strasse, so dass durch das Material auch keine Verkehrsgefährdung auftreten kann.

Vorteilhafte Ausführungen der Vorrichtung sind gemäss den abhängigen Ansprüchen ausgeführt. Insbesondere ist der Strassenzustandssensor ausgestaltet, um Licht im Infrarotbereich in Richtung der Referenzfläche auszustrahlen und das von der Referenzfläche reflektierte Licht zu empfangen und auszuwerten oder das Empfangssignal für die Auswertung bereitzustellen. Bevorzugt liegt die Wellenlänge des Lichts im sogenannten nahen Infrarotbereich NIR (780nm bis 3000nm) und insbesondere in einem Bereich von ca. 900nm bis 2000nm. Es zeigt sich, dass da ¬ mit Eis oder Reif auf der Referenzfläche gut feststellbar ist. Zudem kann ein Strassenzustandssensor bekannter Art, der in einem solchen Wellenlängenbereich arbeitet modifiziert werden, dass er nur die Referenzfläche verwendet anstelle des Fahrbahn- bzw. Strassenbelags und/oder dass er sowohl für die Referenzfläche verwendbar ist als auch für die Erkennung des Zustands des Fahrbahnbelags bzw. Strassenbelags. Die Auswertung ist bevorzugt vornehmbar, indem ein Vergleich des von der Referenzfläche reflek- tierten Lichts mit gespeicherten, vorbekannten Informationen, insbesondere Kennlinien, erfolgt, welche für das Vorhandensein von Eis/Raureif auf der Referenzfläche im verwendeten Infrarotbereich charakteristisch sind. Alternativ oder zusätzlich kann von der Vorrichtung von der Referenzfläche reflektiertes sichtbares Licht auswertbar sein, insbesondere, indem mindestens ein Bild der Refe- renzfläche im sichtbaren Bereich aufnehmbar und die Bildung von Glätte auf der Referenzfläche durch die Auswertung des Bildes vornehmbar ist. Weiter ist es bevorzugt, dass die Referenzfläche von der Oberfläche eines Körpers gebildet ist, der in der Fahrbahn bzw. Strasse eingelassen ist oder an einer Stelle neben der Fahrbahn bzw.

Strasse angeordnet ist. Ein solcher Körper stellt ein gegenüber der Masse des kondensierenden Wassers praktisch unendlich grosses Wärmepotential dar und sorgt für eine rasche Reif- oder Eisbildung. Dennoch kann die Referenzfläche klein gehalten werden und weist insbesondere einen Durchmesser oder eine Diagonalen von 100mm bis 200mm, insbesondere bis 150mm, auf. Bevorzugt weist die Referenzfläche eine angeraute Oberfläche auf, um deren wirksame Oberfläche zu vergrössern. Ferner weist die Referenzfläche bevorzugt eine hydrophile Oberfläche auf, um die kondensierende Feuchte anziehen. Weiter ist es bevorzugt, dass die Referenzfläche aus Metall gebildet ist, insbesondere aus rostfreiem Stahl oder aus einem anderen nicht- oder kaum korrodierenden Metall, oder wobei die

Referenzfläche aus einem offenporösen Metallschaum gebildet ist, oder wobei die Referenzfläche aus einer Farbschicht gebildet ist, die mit einem Anteil Metallpartikeln und/oder mit einem Anteil von Polymeren, welche na- hes Infrarot reflektieren, versehen ist. Ferner ist es bevorzugt, dass die Referenzfläche im Wesentlichen vollständig eben ist oder es ist bevorzugt, dass die Referenzfläche eine Teilfläche umfasst, welche spiegelnd ausgebildet ist und welche Teilfläche eben und/oder gekrümmt ausgebildet ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigt: Figur 1 schematisch die Anordnung eines kontaktlos messenden Strassenzustandssensors bei einer Fahrbahn bzw. Strasse;

Figur 2 einen Querschnitt durch den Fahrbahn bzw. Strassenbelag mit einem Körper, der die Referenzfläche bildet;

Figur 3 einen Querschnitt durch den Fahrbahn bzw. Strassenbelag mit einer anderen Ausführung eines Körpers zur Bildung der Referenzfläche;

Figur 4 schematisch die Anordnung einer Referenzfläche in einer Fahrbahn einer Strasse;

Figur 5 schematisch die Referenzfläche innerhalb einer Messfläche zur Messung des Fahrbahnbelags bzw. Strassenbelags ; und

Figur 6 schematisch die Anordnung mehrerer

Referenzflächen auf einer Fahrbahn.

Weg(e) zur Ausführung der Erfindung Figur 1 zeigt die Anordnung eines kontaktlos messenden Fahrbahnzustandssensors bzw. Strassenzustandssensors 1 neben einer Fahrbahn einer Strasse bzw. neben einer Strasse 2, insbesondere hinter einer Leitplanke 3. Die Begriffe Fahrbahn und Strasse werden in der vorlie- genden Anmeldung synonym verwendet. Im Beispiel ist der Strassenzustandssensor 1 an einem Mast 4 erhöht über der Strassenoberflache angeordnet, zum Beispiel in einer Höhe von 5 bis 8 Metern über der Strasse. Der Strassenzustandssensor weist in diesem Beispiel einen auf die Fahr- bahn gerichteten IR-Sender und einen IR-Empfänger für von der Fahrbahn reflektierte IR-Strahlung auf, was mit dem Strahlengang 6 angedeutet ist. Er kann eine nur symbolisch als Kasten 10 dargestellte Äuswertungsschaltung aufweisen, um die empfangene IR-Strahlung auszuwerten und basierend auf der Auswertung ein Signal 13 abzugeben. Die empfangene IR-Strahlung könnte auch als noch nicht ausgewertetes Sensorsignal des IR-Empfängers weitergeleitet und extern ausgewertet werden, so dass das Signal 13 erst von der externen Auswertung abgegeben wird. Der Strassen- zustandssensor 1 kann drahtgebunden oder drahtlos mit einer ebenfalls nur symbolisch als Kasten 8 dargestellten Zentrale der Verkehrsüberwachung verbunden sein, die sich an einem anderen Ort befindet. Basierend auf dem Signal 13 kann lokal und/oder übergeordnet die Warnung der

Strassenbenüt zer erfolgen, wenn das Signal angibt, dass auf der Referenzfläche Eis- oder Reifbildung erfolgt ist, was bedeutet, dass dies nachfolgend mit erheblicher Wahrscheinlichkeit auch auf dem Strassenbelag geschehen wird.

Der Strassenzustandssensor 1 kann ein spezifisch nur zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ausgeführter Strassenzustandssensor 1 sein. In einer solchen Ausführung ist er zur Vermessung nur einer kleinen, vom Strassenbelagsmaterial unterschiedlichen Referenzfläche auf der Fahrbahn vorgesehen. Somit ist beim bevorzugten Vorgehen mit einer IR-Rückstreumessung der Strassenzustandssensor 1 so fokussiert, dass er im We- sentlichen nur die von der Referenzfläche ausgehende IR- Strahlung empfängt. Falls der Strassenzustandssensor alternativ ein Bild der Referenzfläche im sichtbaren Bereich aufnimmt und auswertet ist er ebenfalls im Wesent ¬ lichen auf die Referenzfläche fokussiert. Es kann in ei- nem solchen Fall ein zweiter Strassenzustandssensor vor ¬ handen sein, der auf bekannte Weise den Istzustand der eigentlichen Strassenoberflache erfasst, also nicht nur die Referenzfläche erfasst. Um den apparativen Aufwand zu senken, kann der Strassenzustandssensor 1 aber auch ein kombinierter Sensor sein, der zu gewissen Zeiten nur die Referenzfläche erfasst, um das erfindungsgemässe Verfahren durchzuführen und zu anderen Zeiten den normalen Strassenbelag erfasst, um auf bekannte Weise dort bereits vorhandene Nässe bzw. Schnee oder die Trockenheit der Strasse festzustellen. Ein kombinierter Strassenzustandssensor wird nachfolgend noch an Hand von Beispielen ge- zeigt. Die bekannte Messung der normalen Strassenoberflache wird aber, da der Fachperson bekannt, hier nicht besonders erläutert.

Figuren 2 und 3 zeigen Beispiele zur Bildung der vom Strassenbelagsmaterial unterschiedlichen Referenzfläche. Die Referenzfläche ist in diesem Beispiel jeweils in den Strassenbelag eingelassen, so dass sie im Wesentlichen bündig mit dem Strassenbelag zu liegen kommt. Die Referenzfläche kann auch an einer Stelle der Strasse neben der Fahrbahn bzw. an einer Stelle neben der Strasse angeordnet sein.

Die Referenzfläche ist als Teil der Strassen- oberfläche verkehrsbelastbar und nicht verkehrsgefährdend ausgeführt. Die Referenzfläche weist vorzugsweise nur eine kleine Oberfläche auf und ist von oben gesehen rund oder eckig. Zum Beispiel weist sie einen Durchmesser oder eine Diagonale von nur 100mm bis 150mm auf. Dies genügt für eine IR-Reflexionsfernmessung mit einem entsprechend auf die Referenzfläche fokussierten Sensor 1. Damit Eis- glätte oder Reifglätte auf der Referenzfläche früher auftritt als auf dem Strassenbelag, ist die Referenzfläche so ausgeführt, dass sie die Bildung von Eis- oder Reifglätte begünstigt, was insbesondere der Fall ist, wenn sie wasseranziehend (hydrophil) und gut wärmeleitend ist insbesondere besser wärmeleitend als der Strassenbelag ist. Ferner sollte die Referenzfläche rau sein, um eine grosse Oberfläche aufzuweisen. Eine angeraute Oberfläche weist gegenüber einer glatten Oberfläche eine Vergrösse- rung der Wechselwirkungsschicht zwischen Boden und Luft auf. Durch die Hydrophilie kondensiert Luftfeuchtigkeit verstärkt auf der der Referenzfläche. Wegen der guten Wärmeleitfähigkeit unter der Voraussetzung einer guten Wärmekopplung zur Umgebung erfolgt ein Gefrieren des kondensierten Wassers. Infolgedessen baut sich auf der Refe- renzfläche schneller eine Reif- oder Eisschicht auf als auf dem Strassenbelagsmaterial. Als Material, aus dem ein mit seiner Oberfläche die Referenzfläche 11 bildender Körper 7 gebildet ist, wird vorzugsweise ein Metall verwendet, insbesondere Edelstahl oder ein anderes nicht- bis kaum korrodierendes Metall. Es kann ein Anteil eines Materials vorhanden sein, welches einen Selbstreinigungseffekt ergibt, zum Beispiel ein Anteil von TiC -Nanopartikeln. Auch ein offenporöser Metallschaum kann die Anforderungen an ein Material für die Referenzfläche erfüllen.

Im Beispiel von Figur 2 ist die Referenzfläche 11 die Oberseite eines nageiförmigen bzw. T-förmigen Körpers 7 aus Metall mit einem Dorn 17 zur Befestigung in der Strasse- bzw. Fahrbahn. Die Dicke D des Kopfes, welcher die Referenzfläche 11 bildet kann zum Beispiel 5mm bis 20mm betragen. Bevorzugt wird das Fahrbahnbelagsmaterial 14 entsprechend ausgenommen, um eine bündige Anordnung der Referenzfläche 11 mit der Oberfläche 2 des Fahrbahnbelagsmaterials zu schaffen. Im Beispiel von Figur 3 ist die Referenzfläche 11 von der Oberseite eines plat- tenförmigen Körpers 7 gebildet. Dieser ist in dem Fahrbahnbelagsmaterial eingelassen und es ist zusätzlich eine Isolation 9 als Wärmedämmung zwischen dem Fahrbahnbelagsmaterial und dem Körper 7 vorgesehen, um einen Wärmestrom vom Fahrbahnbelagsmaterial zum Körper 7 zu unterbinden. Eine Isolation als Wärmedämmung kann auch beim Beispiel von Figur 2 vorgesehen sein.

Die Referenzfläche kann zusätzlich zu den aufgerauten Bereichen auch spiegelnde bzw. glatte Bereiche umfassen, um ein direktes Rückreflexionssignal zum Sensor 1 zu bewirken. Ferner kann die Referenzfläche auch gekrümmte spiegelnde Bereiche zu diesem Zweck aufweisen.

Wenn mit einem IR-Reflexionsverfahren gearbeitet wird, so ist es bevorzugt, dass sowohl eine Messung der Fahrbahnoberfläche erfolgt, um auf herkömmliche Weise den Istzustand der Fahrbahn zu detektieren, als auch gemäss der Erfindung eine Messung an der Referenz- fläche durchzuführen. Dazu kann zum Beispiel die vorhandene Messeinrichtung so modifiziert sein, dass sie auf die Referenzfläche fokussieren kann. Ein solches Beispiel ist in Figur 4 dargestellt, welche schematisch eine An- sieht eines Teils der Strasse 2 und des kontaktlos messenden Strassenzustandssensors 1 zeigt. Dieser kann wie in Figur 1 dargestellt oberhalb der Strasse an einem Mast angeordnet sein. In diesem Beispiel ist dargestellt, dass der Strassenzustandssensor 1 einerseits und angedeutet mit dem Strahlengang 6 die dem Fachmann bekannte Erfassung des Strassenzustands in dem dabei betrachteten Bereich 12 durchführt und andererseits, und angedeutet mit dem Strahlengang 6', die Erfassung der Referenzfläche 11 durchführt. Dies kann mit einer optischen Fokussierung und Positionierung der Messstrahlen des Strassenzustandssensors 1 erfolgen. Der Strassenzustandssensor 1 weist zu diesem Zweck optische Elemente auf, die zum Beispiel mo ¬ torisch, den Strahldurchmesser und die Position der IR- Laserstrahlen, die auf die Strasse bzw. auf die Referenz- fläche 11 gerichtet werden anpassen und den Empfang der reflektierten IR-Strahlung entsprechend anpassen. Dabei wird, wie dargestellt, vom bekannten Normalmessbetrieb mit dem Strahlengang 6 zum Strahlengang 6' gewechselt, wobei der Strahlengang auf die Referenzfläche 11 einge- engt und positioniert wird. Bei der Erfassung der Referenzfläche 11 wird deren reflektierte IR-Strahlung unter ¬ sucht, ob diese die Bildung von Eis oder Reif auf der Referenzfläche 11 anzeigt. Dies kann zum Beispiel und bevorzugt durch Vergleich des empfangenen Signals mit ge- speicherten Signalen erfolgen, welche für die Referenzfläche ermittelt und für das Vorhandensein von Eis oder Reif charakteristisch sind. Nach dieser Untersuchung kann wieder zum Strahlengang 6 zur Messung der Strassenober- fläche gewechselt werden. Die Untersuchung der Referenz- fläche 11 kann periodisch erfolgen oder aperiodisch und insbesondere häufiger und/oder länger dauernd zu Zeiten, an denen bekannterweise Eisglätte auftreten kann. Anstelle eines Strassenzustandssensors mit einer einstellbaren Optik kann im Strassenzustandssensor 1 neben dem bekannten Lasersystem, welches den Strahlengang 6 aufweist, ein zusätzliches Lasersystem angeordnet sein, welches dauerhaft auf die Referenzfläche 11 fokus- siert. Dieses zusätzliche Lasersystem kann integriert in einem bekannten Remote-NIR-Strassenanalysegerät vorgesehen sein oder als separates Modul an einem solchen angeordnet werden.

Figur 5 zeigt ein weiteres Beispiel, bei welchem die Referenzfläche 11 zentral im Sichtfeld der üblichen Strassenzustandsmessung mit dem normalerweise betrachteten Bereich 12 angeordnet ist und wobei Vermessungspunkte des Strassenzustandssensors 1 bzw. des Re- mote-NIR-Strassenanalysegeräts verschoben werden können, so dass sich die Laservermessungspunkte des Strassenzustandssensors mit Hilfe von Positionierungsmitteln bzw. Motoren zentralisieren und dezentralisieren lassen, so dass wahlweise Messpunkte im Bereich 12 oder im Bereich 11 betrachtet werden. Dies ist natürlich auch möglich, wenn die Referenzfläche 11 nicht zentral im Bereich 12 angeordnet ist.

Figur 6 zeigt ein weiteres Beispiel, wobei eine gerasterte Abfrage der Fahrbahn bzw. Strasse 2 er- folgt, wobei eine Vielzahl von Referenzflächen 11 in der Strasse 2 angeordnet sin. Dabei wird ähnlich wie beim Beispiel von Figur 5 sowohl ein Bereich 12 als auch der Bereich der Referenzfläche 11 separat abgefragt, wobei das in diesem Beispiel über die ganze Strasse bzw. über alle Fahrbahnen einer Strasse erfolgen kann.

Bei allen Beispielen ist es möglich, dass die Referenzfläche 11 innerhalb der Fahrbahn in der eigentlichen Rollspur der Fahrzeugreifen angeordnet wird oder ausserhalb der Fahrbahn in einem Seitenstreifen der Fahr- bahn angeordnet wird oder auch ausserhalb der Strasse in einem benachbarten Bereich. Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Signals, welches Signal die bevorstehende aber noch nicht erfolgte Bildung von Glätte auf einer Fahrbahn 2 anzeigt, wobei von der Fahrbahn, oder von einer Stelle benachbart der Fahrbahn, reflektierte Strahlung ausgewertet wird, welche von mindestens einer in oder auf der Fahrbahn oder der benachbarten Stelle angeordneten Referenzfläche 11 ausgeht, die von einem vom Fahrbahnbelagsmaterial unterschiedlichen Material gebildet ist. Die Referenzfläche ist aus einem Material ausgewählt, auf welchem sich die Glätte früher ausbildet als auf dem Fahrbahnbelagsmaterial. Das Signal 13 wird abgegeben, wenn die Auswertung ergibt, dass sich auf der Referenzfläche 11 Glätte gebildet hat. Basierend auf diesem Signal ist eine Warnung der Strassenbenützer vor Glätte auf der Fahrbahn möglich, bevor sich diese auf der Fahrbahn ausbildet.

Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und in auch anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann .