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Die Erfindung betrifft einen Parkplatzsensor. Insbesondere betrifft die Erfindung die Steuerung des Parkplatzsensors zum Abtasten eines Messbereichs, um das Vorhandensein eines Fahrzeugs zu bestimmen.
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Stand der Technik
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Ein Parkplatz umfasst mehrere Stellflächen, auf denen jeweils ein Fahrzeug abgestellt werden kann. Ein Verwaltungssystem für den Parkplatz umfasst einen Parkplatzsensor an jedem der Stellplätze, eine zentrale Verarbeitungseinrichtung und ein Kommunikationsnetzwerk zwischen den Parkplatzsensoren und der Verarbeitungseinrichtung. Jeder Parkplatzsensor stellt fest, ob auf der ihm zugeordneten Stellfläche ein Fahrzeug steht oder nicht. Das Ergebnis dieser Bestimmung übermittelt der Parkplatzsensor an das Verwaltungssystem, das daraufhin beispielsweise eine Belegung freier Stellflächen oder eine Abrechnung belegter Stellflächen durchführen kann.
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Jeder Parkplatzsensor umfasst einen Sensor zur Abtastung der Stellfläche. Der Sensor kann eines von mehreren bekannten Messprinzipien realisieren. Der Parkplatzsensor kann mittels einer Batterie betrieben werden, die eine begrenzte Kapazität aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann der Parkplatzsensor auch dazu eingerichtet sein, sich selbst mit Energie zu versorgen, beispielsweise mittels Energy Harvesting. Eine mittlere Leistungsaufnahme des Parkplatzsensors kann wesentlich davon abhängig sein, wie häufig mittels des Sensors Bestimmungen durchgeführt werden. Zur Einsparung von Energie ist es daher vorteilhaft, möglichst seltene Abtastung durchzuführen. Andererseits steigt dadurch auch eine Reaktionszeit des Parkplatzsensors, sodass dieser beispielsweise den Wechsel eines auf der Stellfläche abgestellten Fahrzeugs verpassen kann. In der Praxis wird daher versucht, eine Abtasthäufigkeit des Parkplatzsensors so festzulegen, dass ein akzeptabler Kompromiss zwischen einer niedrigen Energieaufnahme und einer kurzen Reaktionszeit erzielt wird.
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US 2006 / 0 170 566 A1 betrifft eine Technik zur Verwaltung eines Parkplatzes. Dabei werden Besetzt-Zustände einzelner Parkplätze bestimmt und zentral weiterverarbeitet.
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EP 2 546 795 A2 schlägt vor, das Auffinden eines freien Parkplatzes zu erleichtern, indem der Besetzt-Zustand von Parkplätzen bestimmt und zentral verwaltet wird. Dabei wird insbesondere auf die Überwachung von öffentlichen Straßenrand-Parkplätzen abgestellt.
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US 8 692 688 B1 zeigt ein Verwaltungssystem für eine öffentliche Ressource, die auch Parkplätze für Kraftfahrzeuge umfassen können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Technik zur Steuerung eines Parkplatzsensors anzugeben, die die Bildung eines verbesserten Kompromisses erlaubt. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Gegenstände der beigefügten unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
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Offenbarung der Erfindung
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Ein Verfahren zum Steuern eines Parkplatzsensors, der einen Sensor zur Abtastung eines vorbestimmten Messbereichs umfasst, umfasst Schritte des Bestimmens einer erwarteten Fluktuation von Fahrzeugen im Messbereich, des Bestimmens einer Abtasthäufigkeit auf der Basis der erwarteten Fluktuation und des Ansteuerns, in Abhängigkeit der Abtasthäufigkeit, des Sensors jeweils zur Durchführung einer Abtastung.
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Die Häufigkeit, mit der mittels des Sensors abgetastet wird, ob sich ein Fahrzeug im Messbereich befindet oder nicht, ist bevorzugterweise hoch, wenn mit einer hohen Fluktuation von Fahrzeugen zu rechnen ist, und niedrig, wenn die Fluktuation als niedrig anzunehmen ist. Die Fluktuation bezeichnet dabei, wie häufig eine durchschnittliche Änderung des Bestimmungswerts des Vorhandenseins eines Fahrzeugs im Messbereich ist.
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Wird eine niedrige Fluktuation erwartet, so kann die Abtasthäufigkeit gering sein, sodass der Sensor nur selten in Betrieb ist und eine Stromaufnahme des Parkplatzsensors daher gering ist. Wird hingegen eine hohe Fluktuation erwartet, so kann die Reaktionszeit des Parkplatzsensors verkürzt sein, sodass ein Ein- oder Austreten eines Fahrzeugs in den bzw. aus dem Messbereich mit verkürzter Reaktionszeit erfasst werden kann. So können die scheinbar widersprüchlichen Vorgaben einer geringen Energieaufnahme und einer kurzen Reaktionszeit miteinander vereint werden.
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Bevorzugterweise wird die Änderungshäufigkeit des Bestimmungsergebnisses in einem zurückliegenden Zeitraum gespeichert, wobei die Abtasthäufigkeit auf der Basis einer Änderungshäufigkeit bestimmt wird, die vor einer vorbestimmten Zeitspanne galt. Die vorbestimmte Zeitspanne ist dabei üblicherweise kleiner als der zurückliegende Zeitraum.
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Auf diese Weise können historische Daten der Änderungshäufigkeit des Bestimmungsergebnisses verwendet werden, um eine sinnvolle Abtasthäufigkeit für einen aktuellen Zeitabschnitt zu finden. Üblicherweise folgt ein zeitlicher Verlauf der Änderungshäufigkeiten in dem zurückliegenden Zeitraum einem wiederkehrenden Muster. Durch Analyse dieses Musters ist es möglich, eine Periodizität zu bestimmen und die Zeitspanne mit der Periodendauer gleichzusetzen. Die Änderungshäufigkeit weist dabei auf die Fluktuation von Fahrzeugen im Messbereich hin.
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Beispielsweise kann durch Analyse von Änderungshäufigkeiten innerhalb eines zurückliegenden Zeitraums von ca. einer Woche bestimmt werden, dass die Änderungshäufigkeit eine Periode von einem Tag aufweist. Die vorbestimmte Zeitspanne kann daher auf einen Tag gelegt werden, sodass die Abtasthäufigkeit stets auf der Basis der Änderungshäufigkeit des Bestimmungsergebnisses vor einem Tag bestimmt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Änderungshäufigkeit jeweils bezüglich zeitlicher Intervalle gleicher Länge innerhalb des zurückliegenden Zeitraums bestimmt. Durch diese Quantelung können die Verarbeitung und die Abspeicherung von Änderungshäufigkeiten leichter durchgeführt werden. Außerdem kann dadurch eine Glättung bzw. Filterung der beobachteten Änderungshäufigkeiten erfolgen. Bezüglich des oben genannten Beispiels kann ein zeitliches Intervall beispielsweise ca. eine Stunde betragen.
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Es ist weiterhin bevorzugt, dass der zurückliegende Zeitraum eine vorbestimmte Länge hat. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der zur Ablage der Änderungshäufigkeit erforderliche Speicher eine vorbestimmte Größe nicht übersteigt. Praktisch kann das bedeuten, dass ein Parkplatzsensor nur einen Speicher begrenzter Größe umfassen muss.
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Es ist weiterhin bevorzugt, dass eine Konfiguration vorgegeben ist, die aneinander angrenzenden Bereichen von Änderungshäufigkeiten jeweils eine Klasse und der Klasse eine Abtasthäufigkeit zuordnet. Durch die Klassifizierung kann die Abtasthäufigkeit der Änderungshäufigkeit indirekt erfolgen, sodass eine gewisse Störungsresistenz erreicht werden kann. Bezogen auf obiges Beispiel kann beispielsweise eine Klasse von geringer Fluktuation bei bis zu zwei Änderungen pro Intervall und eine weitere Klasse hoher Änderungshäufigkeit bei mehr als zwei Änderungen pro Zeitintervall angegeben sein. Bei niedriger Änderungshäufigkeit kann das Abtastintervall bei beispielsweise fünf Minuten liegen, während bei hoher Änderungshäufigkeit das Abtastintervall bei beispielsweise 30 Sekunden liegen kann. Dabei ist das Abtastintervall der Kehrwert der Abtasthäufigkeit.
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In einer anderen Variante ist eine Konfiguration vorgegeben, die aneinander angrenzenden Bereichen von Änderungshäufigkeiten jeweils eine Klasse zuordnet, wobei jedoch auf der Basis einer maximalen Reaktionszeit und einer Klasse eine Abtasthäufigkeit bestimmt wird. Diese Bestimmung kann insbesondere seitens des Parkplatzsensors durchgeführt werden. Durch diese Bestimmung kann das Einhalten der maximalen Reaktionszeit unter gleichzeitiger maximaler Energieeinsparung realisiert sein.
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Ein Parkplatzsensor umfasst einen Sensor zur Abtastung eines vorbestimmten Messbereichs, eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Sensor zur Durchführung einer Abtastung anzusteuern und auf der Basis eines Abtastungsergebnisses das Vorhandensein eines Fahrzeugs im Messbereich zu bestimmen, sowie eine Kommunikationseinrichtung zur Weiterleitung des Bestimmungsergebnisses. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, eine Abtasthäufigkeit in Abhängigkeit einer erwarteten Fluktuation von Fahrzeugen im Messbereich zu steuern. Der Parkplatzsensor kann dadurch sowohl ausreichend reaktionsschnell als auch verbessert energiesparend ausgeführt sein. Wartungs- und Unterhaltskosten für den Parkplatzsensor können gesenkt sein. Durch das Einsparen von Energie kann eine Umweltbelastung reduziert sein. Außerdem kann dadurch auch eine Funktionsreserve bei schlechter Energieversorgungslage vorgegeben sein.
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Bevorzugterweise verfügt der Parkplatzsensor über einen begrenzten Energievorrat, wobei der Sensor zwischen den Abtastungen in einen energiesparenden Zustand versetzt wird. Insbesondere kann der Sensor zwischen den Abtastungen ausgeschaltet werden. Der Sensor kann einen signifikanten Anteil an der Stromaufnahme des Parkplatzsensors haben, sodass durch seine periodische Abschaltung viel Energie eingespart werden kann.
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Dies gilt insbesondere dann, wenn der Sensor ein aktives Messprinzip realisiert, bei dem aktiv ein Signal ausgesandt und eine Beeinflussung des Signals durch ein Objekt im Messbereich ausgewertet wird. Das ausgesandte Signal kann beispielsweise ein Licht- oder Radarsignal umfassen, dessen Reflektion bzw. Echo aufgefangen wird. Andere Beispiele für aktive Messprinzipien umfassen eine elektromagnetische Bestimmung, eine magnetische Bestimmung oder eine Bestimmung mittels Ultraschall. Es können auch mehrere Sensoren vorgesehen sein, die bevorzugterweise unterschiedliche Messprinzipien verfolgen.
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Ein Verwaltungssystem für einen Parkplatz mit mehreren Stellflächen für Fahrzeuge umfasst mehrere der beschriebenen Parkplatzsensoren, die jeweils einer Stellfläche zugeordnet sind, sowie eine zentrale Verwaltungseinheit mit einer Empfangseinrichtung zum Empfangen von Bestimmungsergebnissen eines Parkplatzsensors.
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Dabei ist bevorzugterweise die Verwaltungseinheit dazu eingerichtet, Fluktuationen von Fahrzeugen in zugeordneten Messbereichen der Parkplatzsensoren zu bestimmen, auf der Basis der Fluktuationen Abtasthäufigkeiten für die einzelnen Parkplatzsensoren zu bestimmen und die Abtasthäufigkeiten an die Parkplatzsensoren zu übermitteln. Dadurch können Fluktuationen auf beliebigen Abschnitten des Parkplatzes oder dem gesamten Parkplatz der Bestimmung der Abtasthäufigkeiten an den einzelnen Stellflächen zugeordnet werden.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
- 1 ein System zur Verwaltung eines Parkplatzes mit mehreren Stellflächen;
- 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Steuerung eines Parkplatzsensors des Systems von 1; und
- 3 eine graphische Darstellung des Verfahrens von 2 darstellt.
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Genaue Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt ein Verwaltungssystem 100 für einen Parkplatz 105 mit mehreren Stellflächen 110, die jeweils für ein Fahrzeug 115, bevorzugterweise ein Kraftfahrzeug, eingerichtet sind. An einer oder mehreren Stellflächen 110 ist jeweils ein Parkplatzsensor 120 mit einem Messbereich 125 vorgesehen, der wenigstens einen Teil desjenigen Raums umfasst, auf dem das Fahrzeug 115 auf der Stellfläche 110 stehen kann. In der dargestellten Ausführungsform ist der Parkplatzsensor 120 oberhalb der Stellfläche 110 bzw. des Kraftfahrzeugs 115 angeordnet, in anderen Ausführungsformen kann der Parkplatzsensor 120 auch an einer anderen Stelle angeordnet sein, beispielsweise unterhalb des Fahrzeugs 115 oder auf halber Höhe.
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Das Verwaltungssystem 100 umfasst zusätzlich zu den Parkplatzsensoren 120 eine zentrale Verwaltungseinheit 130, die bevorzugterweise eine Verarbeitungseinrichtung 135 und optional einen Speicher 140 umfasst. Es sind auch mehrere Verwaltungseinheiten 130 bzw. Verarbeitungseinrichtungen 135 möglich. Zur Kommunikation zwischen der zentralen Verwaltungseinheit 130 und den Parkplatzsensoren 120 ist ein Netzwerk 145 vorgesehen, das im vorliegenden Beispiel teilweise drahtlos und teilweise drahtgebunden ist. Zur Umsetzung zwischen einem drahtgebundenen und einem drahtlosen Teil des Netzwerks 145 sind eine oder mehrere optionale Gateways 150 vorgesehen.
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Ein Fahrzeugsensor 120 umfasst eine Steuereinrichtung 155, einen Sensor 160 und eine Kommunikationseinrichtung 165. Üblicherweise ist zusätzlich eine Energieversorgung 170 vorgesehen, die in einer Ausführungsform nur begrenzte Energie zur Verfügung stellen kann. Beispielsweise kann die Energieversorgung 170 eine Batterie, eine lokale Einrichtung zur Bereitstellung elektrischer Energie, etwa eine Solarzelle, oder eine Kombination daraus umfassen.
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Der Sensor 160 kann ein beliebiges physikalisches Messprinzip realisieren. Dabei kann der Sensor 160 passiv sein, indem er ein im Messbereich 125 vorliegendes physikalisches Signal auswertet, oder aktiv, indem er ein entsprechendes physikalisches Signal im Messbereich 125 bereitstellt und dessen Beeinflussung durch das Fahrzeug 115 auswertet. Beispiele für passive Sensoren umfassen Magnetometer und Lichtsensoren, während aktive Sensoren beispielsweise Radarsensoren, Lidarsensoren oder Ultraschallsensoren umfassen können.
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Es wird vorgeschlagen, dass eine Häufigkeit, mit der ein Fahrzeugsensor 120 mittels des Sensors 160 eine Bestimmung über das Vorhandensein eines Fahrzeugs 115 auf der Stellfläche 110 durchführt, abhängig von einer erwarteten Fluktuation von Fahrzeugen 115 im Messbereich 125 ist. Die Bestimmung der erwarteten Fluktuation und die Ableitung der Abtasthäufigkeit aus der erwarteten Fluktuation kann alternativ durch die Steuereinrichtung 155 oder durch die Verarbeitungseinrichtung 135 der zentralen Verwaltungseinheit 130 durchgeführt werden. Es ist auch möglich, Teilaufgaben auf die beiden Komponenten 155, 135 zu verteilen.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 200 zur Steuerung des Parkplatzsensors 120 des Systems 100 von 1. In einem ersten Schritt 205 wartet der Fahrzeugsensor 120 in Abhängigkeit einer vorbestimmten Abtasthäufigkeit, bis eine Abtastung erforderlich ist. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt 210 der Sensor 160 aktiviert, in einem Schritt 215 der Messbereich 125 abgetastet und in einem Schritt 220 der Sensor 160 deaktiviert. Das Aktivieren kann ein Einschalten und das Deaktivieren ein Ausschalten des Sensors 160 umfassen. Je nach Bauart bzw. Messprinzip des Sensors 160 kann auch eine andere Vorgehensweise erforderlich sein, insbesondere können die Schritte 210 und 220 bei einem passiven Sensor entfallen.
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In einem nachfolgenden Schritt 225 wird auf der Basis des Abtastungsergebnisses bestimmt, ob sich ein Fahrzeug 115 in Messbereich 125 befindet oder nicht. Diese Bestimmung wird bevorzugterweise seitens des Sensors 160 oder seitens der Steuereinrichtung 155 durchgeführt. In einem Schritt 230 wird das Bestimmungsergebnis mittels der Kommunikationseinrichtung 165 zur zentralen Verwaltungseinheit 130 übermittelt. Unter bestimmten Umständen, beispielsweise wenn sich ein Belegungszustand der Stellfläche 110 nicht geändert hat, kann die Übermittlung des Bestimmungsergebnisses auch entfallen. In einem Schritt 235 wird das Bestimmungsergebnis auch abgespeichert. Dabei ist bevorzugt, einen Ringspeicher zu verwenden, um Bestimmungsergebnisse eines vorbestimmten, zurückliegenden Zeitraums zyklisch zu speichern. Das Abspeichern kann alternativ innerhalb des Fahrzeugsensors 120 oder innerhalb der zentralen Verwaltungseinheit 130 erfolgen. Das Verfahren 200 kann dann zum Schritt 205 zurückkehren und erneut durchlaufen. Parallel dazu wird auf der Basis des Bestimmungsergebnisses die Abtasthäufigkeit bestimmt, die im Schritt 205 verwendet wird. Dazu kann in einem Schritt 240 eine Änderungshäufigkeit des Bestimmungsergebnisses in einem vorbestimmten zeitlichen Intervall bestimmt werden. Auf der Basis dieser Änderungshäufigkeit wird optional in einem Schritt 245 ein Häufigkeitsbereich bestimmt, dem eine vorbestimmte Abtasthäufigkeit zugeordnet sein kann. Alternativ kann die Abtasthäufigkeit in einem Schritt 250 auch auf der Basis der Änderungshäufigkeit und beispielsweise einer vorgegebenen maximalen Reaktionszeit bestimmt werden. Die Abtasthäufigkeit wird dann dem Schritt 205 bereitgestellt.
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Die beiden Teilverfahren 205 bis 235 und 240 bis 250 können auch nebenläufig oder parallel ablaufen.
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3 zeigt eine graphische Darstellung 300 des Verfahrens 200 von 2. Im oberen Bereich ist ein zeitlicher Verlauf 305 der Änderungshäufigkeit des Bestimmungsergebnisses eine Parkplatzsensors 120 dargestellt. Es wird vorgeschlagen, eine Abtasthäufigkeit des Fahrzeugsensors 120 in Abhängigkeit einer zu erwartenden Fluktuation von Fahrzeugen 115 auf der Stellfläche 110 zu wählen. Die Fluktuation entspricht hierbei der Änderungshäufigkeit des Bestimmungsergebnisses des Fahrzeugsensors 120. Die Abtasthäufigkeit des Fahrzeugsensors 120 sollte daher zumindest qualitativ dem dargestellten Verlauf 305 folgen. Eine Fluktuation kann naturgemäß nur für einen zurückliegenden Zeitraum bestimmt werden, sodass vorgeschlagen wird, eine erwartete aktuelle Fluktuation auf der Basis historischer Daten zu bestimmen.
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Dazu können Änderungshäufigkeiten des Bestimmungsergebnisses auf Vorhandensein eines Fahrzeugs 115 im Messbereich 125 des Fahrzeugsensors 120 in einem zurückliegenden Zeitraum 310 abgespeichert werden. Dabei ist die Verwendung eines Ringspeichers vorteilhaft, bei dem aktuelle Werte jeweils die ältesten gespeicherten Werte überschreiben. Der zurückliegende Zeitraum 310 beträgt bevorzugterweise mehrere Tage, beispielsweise eine Woche oder zehn Tage. Durch Analyse der Änderungshäufigkeiten innerhalb des zurückliegenden Zeitraums 310 kann festgestellt werden, ob der Verlauf 305 der Änderungshäufigkeit einem Zyklus unterliegt. Beispielsweise kann erwartet werden, dass ein solcher Zyklus einen Tag beträgt. In der beispielhaften Darstellung von 3 sind eine hohe Änderungshäufigkeit an einem Morgen, eine mittlere Änderungshäufigkeit an einem Mittag, eine hohe Änderungshäufigkeit an einem Abend und eine niedrige Änderungshäufigkeit während einer Nachtzeit graphisch angedeutet. Es ist jedoch nur ein Zyklus dargestellt, auch wenn der zurückliegende Zeitraum 310 mehrere solcher Zyklen umfassen kann.
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Ist die Zykluszeit oder Periode des Verlaufs 305 bestimmt, so kann diese Zeitspanne 315 für eine Vorhersage der Änderungshäufigkeit genützt werden. Eine aktuelle Änderungshäufigkeit des Bestimmungsergebnisses - und damit eine erwartete Fluktuation - von Fahrzeugen 115 im Messbereich 125 des Fahrzeugsensors 120 kann auf der Basis derjenigen Änderungshäufigkeit bestimmt werden, die um die Zeitspanne 315 früher als der gegenwärtige Zeitpunkt lag.
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Zur Handhabung der Änderungshäufigkeiten 325 ist es bevorzugt, den zurückliegenden Zeitraum 310 in aufeinanderfolgende Intervalle 320 gleicher zeitlicher Länge zu unterteilen. In jedem Intervall 320 kann, wie im unteren Bereich von 3 angedeutet ist, gezählt werden, welche Änderungshäufigkeit 325 des Bestimmungsergebnisses des Fahrzeugsensors 120 bestimmt wurde. In beispielhafter Weise sind zwei Änderungen des Bestimmungsergebnisses im fraglichen Intervall 320 dargestellt. Auf der Basis der Änderungen kann die Änderungshäufigkeit 325 unmittelbar bestimmt werden, beispielsweise durch Multiplikation mit einem konstanten Faktor.
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Die erforderliche Abtasthäufigkeit des Fahrzeugsensors 120 kann auch auf der Basis einer maximalen Reaktionszeit bestimmt werden, die durch den zeitlichen Abstand zweier aufeinanderfolgender Abtastungen gegeben ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Anzahl der Änderungen des Bestimmungsergebnisses in einem Intervall 320 in eine von mehreren Klassen 330 eingeteilt, wobei jeder Klasse 330 eine vorbestimmte Abtasthäufigkeit 335 zugeordnet ist. Eine niedrige Abtasthäufigkeit 335 ist dabei einer geringen Anzahl von Änderungen 325 und eine hohe Abtasthäufigkeit 335 einer großen Anzahl von Änderungen 325 zugeordnet. Die solchermaßen bestimmten Abtasthäufigkeiten können numerische oder verbale Bezeichnungen tragen.
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Einzelne Abtastungen sind in der Darstellung 300 nicht angezeigt, innerhalb jedes Intervalls 320 finden jedoch üblicherweise mehrere Abtastungen statt.