AT502315B1 - Mobiles, kameragestütztes abstands- und geschwindigkeitsmessgerät - Google Patents

Description

2 AT 502 315 B1

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Abstandsbestimmung zweier hintereinander fahrender Fahrzeuge mit einer tragbaren Kamera zur Aufnahme von Bildern, sowie ein Verfahren zum Bestimmen des Abstandes zweier Fahrzeuge und der Geschwindigkeit zumindest eines Fahrzeuges, wobei sich die Fahrzeuge längs eines Fahrbahnabschnitts hintereinander bewegen, durch Auswertung von mit einer Kamera aufgenommenen Bildern.

Im Sinne der Erhöhung der Verkehrssicherheit ist es sinnvoll, nicht nur die Geschwindigkeit von Fahrzeugen zu überprüfen, sondern auch den Abstand hintereinander fahrender Fahrzeuge, weil ein zu geringer Abstand eine häufige Ursache für Auffahrunfälle darstellt. Eine effektive Überwachung und Messung, die auch Basis für die Verhängung von Strafen durch kompetente staatliche Autoritäten sein kann, muss neben dem Fahrzeugabstand auch die Geschwindigkeit erfassen, da ein sinnvoller bzw. vorgeschriebener Sicherheitsabstand stark von der Geschwindigkeit abhängt.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist in der DE 27 28 946 offenbart. Sie betrifft ein Verfahren zur fotografischen Überwachung der Einhaltung des Sicherheitsabstandes zweier Kraftfahrzeuge im fließenden Verkehr, bei dem von einem überhöhten Standpunkt aus nacheinander zwei fotografische Aufnahmen im Wesentlichen in Richtung des ankommenden Verkehrs getätigt werden, wobei bei unveränderter Stellung der Kamera die beiden Aufnahmen in demjenigen genau definierten Zeitabstand voneinander gemacht werden, der exakt der in der jeweiligen diesbezüglichen öffentlich-rechtlichen Vorschrift angegebenen Zeit entspricht, die zur Durchfahrung des Sicherheitsabstands nicht unterschritten werden darf. Des Weiteren ist eine Vorrichtung zur Durchführung des oben genannten Verfahrens offenbart, wobei eine Kamera mit einer Digitaluhr kombiniert ist, die als Steuerung für die Auslösung der Kamera fungiert.

Des Weiteren ist bekannt, zur Messung des Abstands drei auf Stativen abseits der Fahrbahn aufgestellte elektronische Kameras zu verwenden, die mit einem Messwagen und Monitoren in Verbindung stehen. Ein Kamerabild wird zur Darstellung der Gesamtsituation verwendet, wogegen aus den von den beiden übrigen Kameras gelieferten Bildern mit Hilfe eines Auswerterechners der Abstand ermittelt wird. Die tatsächliche Auswertung ist mühsam und wird von einer Bedienungsperson des Rechners interaktiv ausgeführt, sodass dieses bekannte Verfahren zufolge des Personal- und Geräteaufwands und seiner Auswertedauer höchstens an kritischen Kontrollpunkten, nicht jedoch an vielen und häufig wechselnden Kontrollpunkten zum Einsatz gelangen kann.

Ein Verfahren der gegenständlichen Art ist beispielsweise in www.polizei.rln.de unter dem Stichwort „Abstandsüberwachung“ zu finden. Beschrieben werden Messverfahren in Deutschland und Österreich, welchen gemeinsam ist, dass ausgemessene Markierungen auf der Fahrbahn erforderlich sind, welche einen Wegmaßstab bilden, der zusammen mit Kraftfahrzeugen von einer oder zwei Videokameras aufgenommen werden. Die Kameras sind dabei auf Brücken postiert, sodass schräg von oben gemessen wird.

Die Aufnahme von Fahrzeugen von Trägern über einer Fahrbahn aus zum Zwecke der Gebührenerfassung, Rotlichtüberwachung, etc. ist aus der DE 44 34 131 A1 bekannt geworden. Dabei werden mehrere Kameras verwendet, welche auch Kennzeichen von Fahrzeugen aufnehmen können.

Die JP 2000-222695 offenbart eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zur Vermeidung von Auffahrunfällen durch Messung des Abstands zweier hintereinander fahrender Fahrzeuge, wobei durch Auswertung von Bildern einer TV Kamera die jeweilige Geschwindigkeit der Fahrzeuge ermittelt wird. Ist die Geschwindigkeit des nachfolgenden Fahrzeugs signifikant höher als jene des ersten Fahrzeuges, so wird eine entsprechende Warnung auf einer Anzeigetafel am Straßenrand angezeigt.

In der DE 40 19 214 A1 wird ein Verfahren zur Abstandsmessung zwischen einem Messobjekt 3 AT 502 315 B1 und einer relativ dazu bewegten Messeinrichtung beschrieben, wobei von einer Fernsehkamera aufgenommene Bilder ausgewertet werden.

Die JP 2002-122670 betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Abstands zwischen zwei Fahrzeugen, wobei sich die Messvorrichtung in dem nachfahrenden Fahrzeug befindet und mithilfe von Laser-Radar-Messung der Winkel des Fahrzeuges zu dem ersten Fahrzeug bestimmt wird. Als Messpunkte werden hierzu Punkte auf dem rückwärtigen Nummernschild des voranfahrenden Fahrzeuges anvisiert.

Eine Abstandsmessung unter Zuhilfenahme zweier Radargeräte und eines Computers ist in der EP 1 099 960 B1 beschrieben. Zusätzlich zur Radar- und Rechnerhardware für die Messung wird noch eine Videokamera zur Dokumentation benötigt.

All diese genannten Verfahren sind sehr aufwendig und benötigen einen beachtlichen Aufwand an Personal und Gerät.

Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine einfach zu handhabende Vorrichtung zur Abstandsmessung zweier hintereinander fahrender Autos zu schaffen, sowie ein Verfahren, das eine Messung an einem neben/über der Straße gelegenen Standort ermöglicht, die rasch, einfach und billig durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art gelöst, wobei sie erfindungsgemäß eine tragbare Kamera zur Aufnahme von Bildern, zumindest ein Mittel zur Bestimmung der Kamerablickrichtung relativ zur Erdachse, zumindest ein Mittel zur Bestimmung der Abweichung der Kamerablickrichtung von der waagrechten Lage, zumindest eine Zieleinrichtung und eine Auswerteeinheit zur Berechnung des Abstands der Fahrzeuge voneinander mittels der von der Kamera aufgenommenen Bilder, der ermittelten Kamerablickrichtung relativ zur Erdachse, der Abweichung der Kamerablickrichtung von der waagrechten Lage umfasst.

Dank der Erfindung kann einfach und unter Verwendung bloß einer Kamera der Abstand von zwei Fahrzeugen sowie die Geschwindigkeit zumindest eines Fahrzeugs ermittelt werden.

Vorzugsweise besteht das Mittel zur Bestimmung der Kamerablickrichtung relativ zur Erdachse aus zumindest zwei, 90 Grad zueinander versetzten Magnetfeldsensoren. Das Mittel zur Bestimmung der Abweichung der Kamerablickrichtung von der waagrechten Lage besteht in einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung aus einem Beschleunigungssensor zur Bestimmung der Erdbeschleunigung. Mithilfe dieser Sensoren ist die Kamerablickrichtung in den drei Raumrichtungen eindeutig definiert. Selbstverständlich sind auch andere, hier nicht erwähnten Mittel, zur Festlegung der Richtungsparameter ersetzbar.

Um ein genaues Anvisieren beispielsweise der Kennzeichen der Fahrzeuge zu ermöglichen, ist in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung die Zieleinrichtung ein Zielfernrohr.

Noch einfacher ist das Anvisieren in einer weiteren Variante der Erfindung, wenn die Zieleinrichtung ein Hochleistungs-Laserpointer ist.

Um den Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Nacht zu ermöglichen, weist sie einen Infrarotblitz auf.

Weiters wird die Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem erfindungsgemäß der Verlauf des Fahrbahnabschnitts bezüglich des Kamerastandorts vermessen und festgelegt wird, eine erste Aufnahme der beiden Fahrzeuge mittels der Kamera erfolgt, in bekanntem zeitlichem Abstand zumindest eine weitere, zweite Aufnahme der Fahrzeuge auf dem Fahrbahnabschnitt durchgeführt wird, auf beiden Aufnahmen die Winkel von dem Kamerastandort zu zwei auf einem Fahrzeuge vorhandenen Markierungen bekannten Abstands 4 AT 502 315 B1 vermessen werden, aus der perspektivischen Veränderung der gemessenen Winkel während des zeitlichen Abstands und unter Berücksichtigung des bekannten Fotowinkels die Geschwindigkeit zumindest eines der beiden Fahrzeuge ermittelt wird, und in zumindest eine Aufnahme ein von einem Fahrzeug ausgehendes Längenmaß eingeblendet wird, das eine Funktion der Geschwindigkeit ist, und eine Beurteilung erlaubt, ob der Abstand zwischen den Fahrzeugen einem der gemessenen Geschwindigkeit entsprechenden Mindestabstand entspricht bzw. darunter oder darüber liegt.

Falls die Geschwindigkeiten beider Fahrzeuge ermittelt werden, lässt sich feststellen, ob ein zu geringer Sicherheitsabstand möglichenweise ohne Verschulden des zweiten Fahrers zustande gekommen ist.

Es ist zweckmäßig, wenn zu Beginn einer Messung der Fotowinkel zwischen der Fotoachse und der Flucht des Straßenabschnitts vermessen und festgelegt wird, da der Fotowinkel, nämlich der Winkel zwischen Straßenflucht und optischer Achse, in die Messung eingeht.

In der Praxis bewährt es sich, wenn die Markierungen die linke und die rechte Endkante einer Kennzeichentafel sind. Im Gegensatz zu anderen Markierungen, wie z.B. den seitlichen Fahrzeugbegrenzungen, kann die Länge der Kennzeichentafeln als bei jedem Fahrzeug gleich vorausgesetzt werden.

Weiters ist es vorteilhaft, wenn das eingeblendete Längenmaß einen Längenmaßstab enthält. Auf diese Weise lässt sich der Abstand z.B. in Metern unmittelbar ablesen.

Andererseits oder zusätzlich ist es auch möglich, dass das eingeblendete Längenmaß ein Symbol enthält, welches von einem Fahrzeug in einem Abstand liegt, der dem Mindestabstand entspricht. So kann etwa anschaulicherweise ein Symbolauto in korrektem Abstand eingeblendet werden.

Es ist ratsam, dass die Aufnahmen digital erstellt, abgespeichert und verarbeitet werden, da sich auf diese Weise eine universelle Verarbeit- und Archivierbarkeit ergibt. Insbesondere können dann in Aufnahmen elektronische Wasserzeichen eingebracht werden, um den Aufnahmen Dokumentencharakter zu geben.

Die Erfindung samt weiterer Vorteile und deren Einsatz sind im Folgenden anhand einer beispielsweisen Ausführungsform erläutert, die in den Zeichnungen veranschaulicht ist. In diesen zeigt

Fig. 1 die Bestimmung des Abstandes zweier hintereinander fahrender Fahrzeuge in perspektivischer Ansicht und

Fig. 2 die Messsituation in der Ansicht von oben.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kamera CAM in einem Gehäuse mit einem Pistolengriff zu deren einfacheren Handhabung eingebaut. Vor der eigentlichen Messung wird zunächst ein Kalibrierbild erstellt. Zum Kalibrieren wird am Straßenrand stehend mit der Kamera CAM waagrecht entlang dem Straßenverlauf visiert. Die Strasse sollte in diesem Bereich zwischen 100 und 200 m gerade verlaufen. Prinzipiell sind Messungen bei einem kurvenförmigen Verlauf der Strasse möglich, erfordern allerdings einen höheren Kalibrieraufwand, es muss eine Verlaufsmessung der Strasse durchgeführt werden.

Mithilfe den an der Kamera CAM angebrachten, um 90° zueinander versetzten Magnetfeldsensoren wird während der Kalibrierung die Richtung der Strasse in Grad relativ zum magnetischen Nordpol ermittelt. Die Magnetfeldsensoren fungieren somit als elektronischer Kompass mit einer Auflösung kleiner 1 Grad. Ebenso wird die Steigung der Strasse mithilfe des Beschleunigungssensors, der eine elektronische Wasserwaage darstellt, gemessen. Diese Daten, - Richtung und

Claims (14)

1. 5 AT502 315B1 Steigung der Strasse - werden in einem Kalibrierbild gespeichert. Bei der eigentlichen Messung wird nun bei der Vorbeifahrt von zwei Fahrzeugen FZ1, FZ2 die Kennzeichentafel des hinteren Fahrzeugs FZ2 mit der Kamera CAM anvisiert und verfolgt. Sobald der Winkel von Kamera CAM zum Kennzeichen relativ zum kalibrierten Straßenverlauf etwa 45 Grad beträgt, ertönt ein akustisches Signal. Daraufhin wird der Triggerknopf ausgelöst, und die Kamera CAM macht 6 Aufnahmen in einem Zeitabstand von 100 ms. Die Auswertung der Bilder erfolgt in der Auswerteeinheit, wobei anhand der durch elektronischen Kompass und Wasserwaage ermittelten Aufnahmewinkeln, den Objektivdaten der Kamera CAM und den Zeitdaten der Aufnahmen aufgrund der bekannten Kennzeichenbreite der Abstand der beiden Fahrzeuge FZ1, FZ2 trigonometrisch errechnet wird. Gleichzeitig wird aus den erhaltenen Daten die Geschwindigkeit der Fahrzeuge FZ1, FZ2 mit einer ausreichenden Genauigkeit (ca. 10%) ermittelt. Dies ist notwendig, um den vorgeschriebenen Sicherheitsabstand, der schließlich von der Geschwindigkeit abhängig ist, zu bestimmen. Bei einem vorschriftsmäßig der Geschwindigkeit angepassten Abstand des hinteren Fahrzeugs FZ2 erfolgt die Löschung der Messdaten. Bei einem Unterschreiten des erforderlichen Sicherheitsabstandes dient die Speicherung der Fotoserie samt Kalibrierbild der späteren Beweisführung in einem allfälligen Strafverfahren. Dieses Ausführungsbeispiel stellt nur eine Variante der Erfindung und deren Einsatz zur Abstandsmessung dar. So erfolgt beispielsweise in einer anderen Ausführung der Erfindung das Auslösen der Bilderaufnahme automatisch beim Erreichen eines Kamerawinkels von 45 Grad, es muss der Triggerknopf nicht händisch ausgelöst werden. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Abstandsbestimmung zweier hintereinander fahrender Fahrzeuge (FZ1, FZ2), mit einer tragbaren Kamera (CAM) zur Aufnahme von Bildern, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest ein Mittel zur Bestimmung der Kamerablickrichtung relativ zur Erdachse, zumindest ein Mittel zur Bestimmung der Abweichung der Kamerablickrichtung von der waagrechten Lage, zumindest eine Zieleinrichtung und eine Auswerteeinheit zur Berechnung des Abstands der Fahrzeuge voneinander mittels der von der Kamera (CAM) aufgenommenen Bilder, der ermittelten Kamerablickrichtung relativ zur Erdachse, der Abweichung der Kamerablickrichtung von der waagrechten Lage umfasst.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bestimmung der Kamerablickrichtung relativ zur Erdachse aus zumindest zwei, 90 Grad zueinander versetzten Magnetfeldsensoren besteht.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bestimmung der Abweichung der Kamerablickrichtung von der waagrechten Lage aus einem Beschleunigungssensor zur Bestimmung der Erdbeschleunigung besteht.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zieleinrichtung ein Zielfernrohr ist.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zieleinrichtung ein Hochleistungs-Laserpointer ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen 6 AT 502 315 B1 Infrarotblitz aufweist.
7. 7. Verfahren zum Bestimmen des Abstandes zweier Fahrzeuge (FZ1, FZ2) und der Geschwindigkeit zumindest eines Fahrzeuges, wobei sich die Fahrzeuge (FZ1, FZ2) längs eines Fahrbahnabschnitts hintereinander bewegen, durch Auswertung von aufgenommenen Bildern, wobei der Verlauf des Fahrbahnabschnitts bezüglich des Kamerastandorts vermessen und festgelegt wird, eine erste Aufnahme der beiden Fahrzeuge (FZ1, FZ2) mittels einer Kamera (CAM) erfolgt, in bekanntem zeitlichem Abstand zumindest eine weitere, zweite Aufnahme der Fahrzeuge (FZ1, FZ2) auf dem Fahrbahnabschnitt durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Aufnahmen die Winkel von dem Kamerastandort zu zwei auf einem Fahrzeuge vorhandenen Markierungen bekannten Abstands vermessen werden, aus der perspektivischen Veränderung der gemessenen Winkel während des zeitlichen Abstands und unter Berücksichtigung des bekannten Fotowinkels die Geschwindigkeit zumindest eines der beiden Fahrzeuge (FZ1, FZ2) ermittelt wird, und in zumindest eine Aufnahme ein von einem Fahrzeug ausgehendes Längenmaß eingeblendet wird, das eine Funktion der Geschwindigkeit ist, und eine Beurteilung erlaubt, ob der Abstand zwischen den Fahrzeugen (FZ1, FZ2) einem der gemessenen Geschwindigkeit entsprechenden Mindestabstand entspricht bzw. darunter oder darüber liegt.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeiten beider Fahrzeuge (FZ1, FZ2) ermittelt werden.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu Beginn einer Messung der Fotowinkel zwischen der Fotoachse und der Flucht des Straßenabschnitts vermessen und festgelegt wird.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Markierungen die linke und die rechte Endkante einer Kennzeichentafel sind.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das eingeblendete Längenmaß einen Längenmaßstab enthält.
12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das eingeblendete Längenmaß ein Symbol enthält, welches von einem Fahrzeug (FZ2) in einem Abstand liegt, der dem Mindestabstand entspricht.
13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen digital erstellt, abgespeichert und verarbeitet werden.
14. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in Aufnahmen elektronische Wasserzeichen eingebracht werden. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen