DE4434131C2 - Anordnung und Verfahren zum Detektieren und Lokalisieren von Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Detektieren und Lokalisieren von Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Detektieren und Lokalisieren von Fahrzeugen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.

Aus der gattungsbildenden DE 40 32 459 A1 sind eine Anordnung und ein Verfahren zum Detektieren und Lokalisieren von Fahrzeugen bekannt. Die Anordnung weist eine Kamera mit einem ersten Objektiv auf, mit der während definierter Zeitpunkte Fahrzeugbilder aufgenommen werden, die zur Geschwindigkeitswert-Ermittlung verarbeitet werden. Weiterhin ist dort eine weitere Kammer, in Form eines zweiten Objektivs vorgesehen, die dazu dient, Fahrzeugkennzeichen zu erfassen. Die weitere Kamera triggert sich selbst, wenn das vorbei fahrende Fahrzeug in den Blickwinkel der zweiten Kamera fährt.

Aus der DE 43 00 651 A1 ist ein Verfahren zur Ermittlung von Verkehrsdaten bekannt, bei dem eine oder mehrere Fahrbahnen und Fahrspuren mindestens einer Fahrtrichtung von zwei hintereinander liegenden optoelektronischen Sensoren in Form einer kontinuierlichen Bildfolge erfaßt wird. Als optoelektronische Sensoren können Videokameras eingesetzt werden. Die Bilder werden in Form von dreidimensionalen Strahlungsgebirgen ausgewertet, aus denen die Belegungsdichte, die Geschwindigkeit, die Länge und die Richtung jedes Fahrzeugs und die Abstände der Fahrzeuge ermittelt werden können.

Aus der DD 2 49 783 A1 ist ein Verfahren zur Zählung, Klassifizierung und Geschwindigkeitsermittlung von Fahrzeugen bekannt, das insbesondere zur Ermittlung der Verkehrsbelegung in Querschnitten im Straßenverkehr dient. Hierzu wird eine CCD-Zeilenkamera an einem geeigneten Träger über der Fahrbahn angeordnet und derart senkrecht oder schräg nach unten gerichtet, daß das Abbildungssignal von einer Bildgeraden gewonnen wird, welche parallel zur Fahrbahnoberfläche und rechtwinklig oder schräg zur Fahrbahnachse verläuft. Die Länge der Bildgeraden wird in Abhängigkeit von der Anzahl der Fahrspuren gewählt.

Aus der WO 87/07057 A1 ist es bekannt, ein Fahrzeug mittels Sensoren zu Lokalisieren und dann eine Videokamera einzusetzen, um das Nummernschild des Fahrzeugs zu erkennen und festzuhalten. Statt des Einsatzes von Sensoren ist aus der DE 37 12 314 A1 auch der Einsatz eines Radarsystems bekannt, mit dem eine Kamera getriggert wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Anordnung und ein Verfahren zum Detektieren und Lokalisieren von Fahrzeugen anzugeben, die sehr einfach zu realisieren ist. Die Aufgabe wird gelöst, bezüglich der Anordnung, durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und, bezüglich des Verfahrens, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 4. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Vorteilhafte Anwendungen der Erfindung sind in automatischen Gebührenerfassungssystemen, zur Rotlichtüberwachung, bei Verkehrsbeeinflussungsanlagen und zur Regelung von Zufahrtsberechtigungen möglich. Dabei wird eine erste Kamera zum Detektieren und Lokalisieren von Fahrzeugen in einer bestimmten vorgegebenen Zone eingesetzt. Diese Kamera dient dazu bei einer Fahrbahn mit mehreren Fahrspuren anzugeben, wo sich das Fahrzeug befindet. Die Detektions- und Lokalisierungsinformation wird dann als Trigger für eine weitere Kamera verwendet. Diese Kamera nimmt beispielsweise das Kraftfahrzeugkennzeichen auf, um es bei Verstößen nachverfolgen zu können. Bei einem System mit mehreren Fahrspuren ist es sinnvoll, daß jeder Fahrspur eine solche weitere Kamera zugeordnet wird. Die Information aus der ersten Kamera dient dann dazu, die in Abhängigkeit von der Lokalisierung des Fahrzeugs entsprechende zweite Kamera auszuwählen und zu triggern.

Die Anforderungen, die an eine entsprechende Anordnung und ein Verfahren zum Detektieren und Lokalisieren von Fahrzeugen gestellt werden, werden anhand eines Ausführungsbeispieles, das zur automatischen Gebührenerfassung dient, beschrieben, da die Anforderungen hier sehr hoch sind. Entsprechende Systeme mit oftmals niedrigeren Anforderungen können beispielsweise zur Regelung von Zufahrtsberechtigungen eingesetzt werden.

Das Ausführungsbeispiel wird anhand von Zeichnungen erläutert. Fig. 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Fahrbahn mit mehreren Fahrspuren und mit einer erfindungsgemäßen Anordnung. In Fig. 2 ist das System nochmals räumlich dargestellt.

Automatische Gebührenerfassungssysteme basieren darauf, daß an einer Feststation mittels Mikrowellen oder Infrarot eine Verbindung zu einer Einrichtung im Fahrzeug aufgebaut wird, über die eine Transaktion, beispielsweise ein Abbuchungsvorgang von einer einen Geldbetrag speichernden Smartcard abgewickelt wird. Die Transaktion findet statt wenn sich das Fahrzeug in Reichweite von Sender und Empfänger der Feststation befindet. Dies ist der Fall solange sich die Einrichtung im Fahrzeug in einem definierten Bereich, der Kommunikationszone befindet. Bei bekannten Systemen zur automatischen Gebührenerfassung ist es vorgesehen, daß die Fahrzeugkennzeichen der Fahrzeuge ermittelt werden können, die an einer Feststation keine Gebührenabbuchung vornehmen. Daß keine Abbuchung erfolgt, kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Batterie der Einrichtung im Fahrzeug leer ist. Da an ein System zur automatischen Gebührenerfassung die Anforderung gestellt wird, daß eine Erfassung auch noch bei Fahrzeuggeschwindigkeiten von 250 km/h möglich sein soll, muß diese Anforderung auch an die Anordnung zum Lokalisieren und Erfassen des Fahrzeugkennzeichens gestellt werden. Außerdem muß die Anordnung "multilane"-fähig sein, d. h., daß die Fahrzeuge sich über mehrere Fahrspuren beliebig bewegen können.

Es soll jedes Fahrzeug detektiert und lokalisiert werden, das eine vorgegebene Entscheidungsebene (D) passiert. Von jedem lokalisierten Fahrzeug soll das Kennzeichen aufgenommen werden.

Eine erste Kamera (K1) mit der sämtliche Fahrspuren FS1 bis FS3 der Fahrbahn beobachtet werden, ist an einer Brücke B oder an einem Mast M befestigt. Mit dieser Kamera werden die Fahrzeugkoordinaten festgestellt, die Geschwindigkeit und das Zeitintervall bis zu dem Zeitpunkt, an dem das Bild des Fahrzeugkennzeichens aufgenommen werden soll. Zur Aufnahme des Fahrzeugkennzeichens sind weitere Kameras K2 bis K4 vorgesehen, die ebenfalls an einer Brücke, insbesondere an derselben Brücke B befestigt sein können. Die Kameras K2 bis K4 leuchten jeweils einen Bereich aus, der etwas größer als eine Fahrspur FS1-FS3 ist. An die Auswertung der von der Kamera K1 aufgenommenen Daten werden sehr hohe Anforderungen gestellt. In Abhängigkeit von dem minimalen Abstand zwischen zwei Fahrzeugen und der Fahrzeuggeschwindigkeit beträgt die minimale Zeitspanne zwischen zwei Messungen weniger als 200 ms/n, wobei n die Anzahl der Fahrspuren ist. In Fig. 2 ist ein Beispiel dafür angegeben, wie die Abstände und Maße der verschiedenen Ebenen und Zonen sind. Die vorgegebene Zone Z wird von der Eintrittsebene E, die sich im Abstand a zur Brücke B befindet und durch die Entscheidungsebene D definiert. In einem Abstand von einem Meter hinter der Entscheidungsebene D befindet sich die Bildebene I. Geht man beispielsweise davon aus, daß immer das am Heck der Fahrzeuge angebrachte Kennzeichen aufgenommen wird, so wird von der Kamera K1 die mittlere Koordinate des Hecks des Fahrzeuges in Einheiten von 20 cm festgestellt, die Zeitdifferenz δτ angegeben, die vergeht bis das Heck des Fahrzeugs in der Bildebene I ist, die Bewegung des Fahrzeugs in der zur Fahrbahnachse senkrechten Richtung und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt mit einer Genauigkeit von +/- 1,5% ermittelt. An Stelle des Fahrzeugkennzeichens am Fahrzeugheck kann natürlich auch das Fahrzeugkennzeichen an der Fahrzeugfront detektiert werden. Insbesondere ist es möglich eine erfindungsgemäße Anordnung nicht an einer feststehenden Brücke zu befestigen, sondern an einem mobilen Mast, der entsprechend an verschiedenen Stellen eingesetzt werden kann.

Als Kameras werden vorteilhafterweise Videokameras eingesetzt, deren Ausgangssignal automatisch ausgewertet wird.

Mit der angegebenen Anordnung ist es möglich, eine Ermittlung von Fahrzeugort und Fahrzeugkennzeichen mit einem System durchzuführen, das nur Kameras als Detektoren und Meßgeräte einsetzt und zudem nicht sehr aufwendig ist. Die Anordnung stellt eine Möglichkeit dar, anhand eines einzigen Systems eine Vielfalt von Daten zu ermitteln.

Claims (4)

1. Anordnung zum Detektieren und Lokalisieren von Fahrzeugen in einer vorgegebenen Zone mit einer Videokamera, die an einem geeigneten Träger über der Fahrbahn angeordnet ist und die zur Ermittlung von Fahrzeuggeschwindigkeiten dient, mit einer weiteren Kamera zur Erfassung des Fahrzeugkennzeichens, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera auf die vorgegebene Zone aller Spuren einer mehrspurigen Fahrbahn gleichzeitig ausgerichtet ist, daß für jede Spur eine weitere Kamera vorgesehen ist, die auf diese Spur ausgerichtet ist und dazu dient, Fahrzeugkennzeichen zu erfassen, daß Auswertemittel vorgesehen sind, die ein Triggersignal erzeugen, falls die erste Videokamera festgestellt hat, daß ein Fahrzeug in die vorgegebene Zone auf dieser Spur einfährt oder daß ein Fahrzeug aus der vorgegebenen Zone auf dieser Spur aus fährt und daß mit diesem Triggersignal die weitere Kamera, die auf diese Spur ausgerichtet ist, getriggert wird.

2. Anordnung zum Detektieren und Lokalisieren von Fahrzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera dazu dient, die Bewegung des Fahrzeugs in der zur Fahrbahn senkrechten Richtung zu ermitteln.

3. Anordnung zum Detektieren und Lokalisieren von Fahrzeugen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera dazu dient, das Zeitintervall bis zu dem Zeitpunkt, an dem ein Bild des Fahrzeugkennzeichens aufgenommen werden soll, zu ermitteln.

4. Verfahren zum Detektieren und Lokalisieren von Fahrzeugen in einer vorgegebenen Zone, wobei die Fahrzeuggeschwindigkeit mit einer Videokamera ermittelt wird, die an einem geeigneten Träger über der Fahrbahn angeordnet ist und wobei das Fahrzeugkennzeichen mit einer weiteren Kamera erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Videokamera auf die vorgegebene Zone aller Spuren einer mehrspurigen Fahrbahn gleichzeitig ausgerichtet ist, daß für jede Spur eine weitere Kamera auf diese Spur ausgerichtet wird, daß die einer Spur zugeordnete weitere Kamera von einem Triggersignal immer dann getriggert wird, wenn auf der betreffenden Spur ein Fahrzeug in die vorgegebene Zone einfährt oder wenn auf der betreffenden Spur ein Fahrzeug aus der vorgegebenen Zone aus fährt und daß mit den über den einzelnen Spuren angeordneten weiteren Kameras die Kennzeichen der Fahrzeuge aufgenommen werden.