AT507457A1 - Verfahren zur automatischen feststellung des anhaltens von kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

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Verfahren zur automatischen Feststellung des Anhaltens von Kraftfahrzeugen

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Aufgabe, das Anhalten von Fahrzeugen bzw. das Nicht-Anhalten von Fahrzeugen innerhalb eines definierten Beobachtungsbereiches zu erkennen.

Die Einhaltung des Haltegebots ist eine maßgebliche Grundlage zur Vermeidung von Unfällen und gefährlichen Situationen im Straßenverkehr. Die Vorgabe des Haltegebots erfolgt üblicherweise entweder entweder statisch z.B. mittels Stopp-Tafel und einer Haltelinie oder zeitabhängig z.B. mittels eines Ampelzustands „Rot“.

Die Überprüfung des ordnungsgemäßen Anhaltens erfolgt heute vorwiegend manuell, also durch Beobachtung und subjektive Interpretation durch autorisierte Sicherheitsbedienstete Personen.

Weiters stellen statistische Untersuchungen über das Passageverhalten an besonders gefährlichen Kreuzungsbereichen einen wichtigen Baustein für die Analyse von Gefährdungspotenzialen dar. Derartige Analysen werden derzeit nur stichprobenartig und üblicherweise durch Aufzeichnung und weitestgehend manuelle Auswertung von Videosequenzen vorgenommen.

Auch abseits von Kreuzungen und Haltegeboten ist die Erkennung von vorübergehendem Anhalten von Fahrzeugen zum Beispiel in staugefährdeten Zonen hilfreich. Mit der Detektion des Vorliegens von „Stop&Go-Verkehr“ kann ein wertvoller Parameter zur Beurteilung des Verkehrsgeschehens zum Beispiel für eine dynamische Verkehrssteuerung zur Verfügung gestellt werden.

Automatisierte Verfahren beruhen auf bekannten Verfahren der Geschwindigkeitsmessung (typisch Radar, Laser), wobei die Unterschreitung einer gemessenen Mindestgeschwindigkeit als „Anhalten“ bewertet wird.

Zur automatischen Bewertung des Verkehrsflusses kommen heute auch bildgebende Messverfahren zum Einsatz, die mittels bekannter Verfahren der Bildfolgeanalyse Fahrzeuge als Vordergrundobjekte erkennen und Bewegungstrajektorien aus diesen Vordergrundobjekten ableiten. Durch wechselnde Licht- und Schattenverhältnisse, Abschattungen durch benachbarte Fahrzeuge, widrige Witterungsbedingungen und Mehrdeutigkeiten im Bild kommt es bei solchen bildgebenden Messverfahren oftmals zu maßgeblichen Einbußen in der Messgenauigkeit sowie zu Tracking-Fehlern. Soll eine automatisch detektierte Übertretung auch geahndet werden, so muss anhand von mindestens einer geeigneten Kamera der Vorgang dokumentiert und das Kraftfahrzeugkennzeichen (in weiterer Folge kurz „Kennzeichen“) des Fahrzeuges aufgezeichnet werden. φ ·Φ · · · ·· · · · ·· · • · φ φ · · • · φφφφ · · • · · · φ φ φ φ φφ φ φ φ · ·

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Heute bekannte Kamerasysteme zur automatischen Lesung von Kennzeichen werden dazu verwendet, die Identität von Fahrzeugen anhand ihres Kennzeichens festzustellen. Dabei sind sowohl fremdgetriggerte Systeme, die ein Steuersignal zur Bildaufnahme und/oder -auswertung von einem externen Detektor erhalten (z.B. Kamera bei Geschwindigkeitsüberwachung), als auch freilaufende, zyklisch messende Kamerasysteme, die mittels bekannter Verfahren der Bildverarbeitung selbständig eine Passage erkennen und damit sicherstellen, dass für eine Passage eines Fahrzeuges nur eine Passagemeldung mit dem Auswerteergebnis der Kennzeichenlesung generiert wird.

Im Gegensatz zu diesen bekannten Vorgehensweisen und Messverfahren besteht mit der hier dargestellten Erfindung die Möglichkeit, unter der ausschließlichen Lokalisierung und Verfolgung geeigneter Strukturelemente des Kennzeichens als eindeutiges Lokalisierungsmerkmal das Anhalten bzw. das Nicht-Anhalten eines Fahrzeuges automatisch und visuell nachvollziehbar festzustellen und Passagen ohne Anhalten in einer als Beweismittel geeigneten Form zu dokumentieren.

Entsprechend den obigen Ausführungen ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, das Passageverhalten von Fahrzeugen innerhalb eines definierten Beobachtungsbereiches anhand des Kennzeichens zu bewerten, um den Anhaltevorgang eines Fahrzeuges zu detektieren.

Um dieses und weitere Ziele zu erreichen, wurde ein Verfahren entwickelt, das mit einer geeignet gewählten Zyklusdauer Bilder erfasst und dabei nicht allgemeine Fahrzeugkonturen, sondern genau jene eindeutigen Strukturelemente des Zulassungskennzeichens verfolgt, die eine präzise und eindeutig nachvollziehbare Bestimmung der Fahrzeugposition möglich macht.

Das entwickelte Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einem schräg zur optischen Achse der Kamera passierenden Fahrzeug mit Zulassungskennzeichen durch einen verschwindenden Wegunterschied segmentierter Elemente des Kennzeichens über zwei oder mehrere Zyklen das Anhalten eines Fahrzeuges zweifelsfrei festgestellt wird. Umgekehrt kann bei geeigneter Wahl der Mess- und Auswerteparameter aufgrund der Massenträgheit realer Fahrzeuge ein Nicht-Anhalten dann zweifelsfrei festgestellt werden, wenn sich die Position der segmentierten Elemente mit jedem Messzyklus merklich verschoben hat.

Eine ausführlichere und klarere Beschreibung der Erfindung sowie deren technische Vorteile wird aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung hervorgehen, dies vor allem im Zusammenhang mit den zugehörigen Bildern. ··

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Figur 1 zeigt ein Beispiel für die Messanordnung in zwei Perspektiven Figur 2 zeigt ein Beispiel für die zyklusübergreifende Verfolgung eindeutiger Konturmerkmale Figur 3 zeigt verschiedene Geschwindigkeitsprofile in Relation zur Bilderfassung und -analyse Figur 4 stellt die reale Kennzeichengeometrie dem verzerrten Kennzeichenbild gegenüber Figur 5 stellt anhand eines einfachen Segmentierungsergebnisses verschiedene Möglichkeiten zur Visualisierung von Auswerteergebnissen des Messsystems dar.

Figur 6 zeigt die Visualisierungsmöglichkeiten an einem realen Beispiel

Figur 7 zeigt die Visualisierung von Bewegungsabläufen samt Anhaltevorgang anhand zweier

Beispiele.

Figur 8 zeigt ein Realisierungsbeispiel für die Berücksichtigung eines externen Zustandes für die zeitliche Bewertung einer Passagesituation.

Figur 1 zeigt ein Beispiel für eine vorteilhafte Sensoranordnung in zwei Ansichten: eine Kamera (1) erfasst von einem passierenden Fahrzeug (2) die Fahrzeugfont einschließlich Kennzeichen (3) innerhalb eines definierten Messbereichs (4). Diese Bilder werden von einer in die Kamera integrierten oder an die Kamera angeschlossen Auswerteeinheit (5) verarbeitet.

Durch die Wahl der Blickrichtung (6) der Kamera relativ zur Fahrtrichtung (7) in einem geeigneten nominalen Winkel (8) wird sichergestellt, dass die Bewegung des Fahrzeuges auch zu einer Änderung der Lage, und aufgrund der geänderten Entfernung auch zu einer Änderung der Größe des Kennzeichens im aufgezeichneten Bild führt. Um einen geeigneten Messwinkel zu erzielen, kann die Kamera z.B. auch oberhalb der Fahrspur angeordnet werden. Verändert sich die Lage des Kennzeichens über zwei oder mehrere Messzyklen nicht, so hat das Fahrzeug im Messbereich zweifellos angehalten.

Figur 2 zeigt die Detektion eines Kennzeichens (3) zu diskreten Messzeitpunkten (9). Genau aufgrund der Eindeutigkeit des Kennzeichens als Ganzes besteht die Möglichkeit, Trajektorien (10) für geeignet gewählte Konturmerkmale des Zulassungskennzeichens über den gesamten Beobachtungszeitraum sehr genau zu bestimmen. Für das erfindungsgegenständliche Verfahren, dessen Aufgabe in der sicheren Unterscheidung zwischen Anhalten und Nicht-Anhalten besteht, genügt bereits die Feststellung, dass an jedem aufeinanderfolgenden Messzyklus eine eindeutige Änderung der beobachteten Kennzeichentafelposition vorliegt.

Umgekehrt genügt die Erkennung der Kennzeichentafel an einer gleichbleibenden Position an zwei aufeinanderfolgenden Messzyklen, um das Anhalten eines Fahrzeuges zweifelsfrei zu erkennen.

Zur Auslegung des Systems ist es wichtig, die der Auswertung zugrundeliegende Wegdifferenz im erfassten Bild der realen Passagesituation gegenüberzustellen. Unter Weglassung der räumlichen Geschwindigkeitskomponente und der Neigung der Buchstabenhöhe gegen die optische Achse der Kamera lässt sich bei einer bekannten realen Symbolhöhe H nach (11) sehr einfach eine untere Schranke für die Durchschnittsgeschwindigkeit zwischen zwei aufeinander folgenden Messzyklen ermitteln:

Mit dpixei— V [ΔΧρίχβΡ+ΔγρίχΒ?) errechnet sich die Geschwindigkeitskomponente normal zur optischen Achse zu

Vq(tn) = dpixel'H / hpixei / (tn~tn-l)·

Figur 3 zeigt mögliche reale Geschwindigkeitsverläufe v(t) (12) und Detektionen einer Passage, sowie zeitdiskret ermittelte Geschwindigkeiten normal zur optischen Achse Vq(tn) (13). Während Figur 3a, 3b und 3d eine Messung mit hinreichender Abtastrate zeigen, ist in Figur 3d eine zu geringe Abtastrate angesetzt, die im angenommenen Fall zu einer Fehldetektion des Messsystems führt.

In Figur 3a detektiert das Messsystem während des Detektionszeitraumes eine sich stetig reduzierende Geschwindigkeit v^tn), die monotone Geschwindigkeitsabnahme korrespondiert qualitativ mit der realen Geschwindigkeitsabnahme. v,(f„) ist somit eine korrekte untere Schranke für die reale mittlere Passageeschwindigkeit im Zeitintervall [f„, tn-i]. Ein Anhalten des Fahrzeuges findet offenbar im gesamten Passageverlauf nicht statt. Das Messsystem interpretiert dem entsprechend korrekt eine Fahrzeugpassage ohne Anhalten.

In Figur 3b hält das Fahrzeug an, das Fahrzeug befindet sich zu den Abtastzeitpunkten t2 und f3 an einer identen Position, sodass anhand der Geschwindigkeitskomponente vq(t3) das Anhalten des Fahrzeuges korrekt festgestellt werden kann.

Das sehr langsame Passieren ohne tatsächliches Anhalten des Messbereiches kann durchaus als „sicheres Fahrverhalten“ toleriert werden. Figur 3c zeigt ein Beispiel für eine Passage, bei der der Wegunterschied zwischen aufeinanderfolgenden Messzyklen so gering ist, dass das Messsystem ein Anhalten des Fahrzeuges detektiert. Mit vorgegebenen Schwellwerten für die Lagetoleranz eines stillstehenden Objektes aufgrund der Ortsquantisierung und möglicher Vibrationen am Messstandort, sowie aufgrund der gewählten Abtastrate lässt sich eine untere Grenzgeschwindigkeit v*,*» angeben, ab der ein Anhaltevorgang trotz nicht verschwindender Geschwindigkeit detektiert wird. Bei vorgegebenen optischen Abbildungsverhältnissen, • · ·· • ·· · ·· · · · • · · · • · ···· • · · ··· ···« · • ·

Seite 5 vorgegebener Perspektive und vorgegebenen Schwellwerten kann eine untere Grenzgeschwindigkeit vq,min definiert werden. Diese lässt auf die höchste zulässige Abtastrate schließen, damit Fahrzeuge, die sich mit einer stets höheren Geschwindigkeitskomponente vq,min durch den Messbereich bewegen, sicher als „Nicht-Anhaltend“ bewertet werden.

Zur Bemessung der unteren Schranke für die Abtastrate muss für das Messsystem andererseits jedenfalls ausgeschlossen werden, dass eine tatsächlich stattgefundene Anhaltung im Beobachtungbereich nicht erkannt, und vom Messystem fälschlich eine Übertretung des Haltegebotes angezeigt wird.

Es sei v(f) die reale, zeitabhängige Geschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges. Nach dem 2. Newtonschen Gesetz ist die Beschleunigung a(f) als erste Ableitung der Geschwindigkeit a(f)=dv(1) / dt eines Körpers nicht verschwindender Masse m aufgrund einer endlichen Krafteinwirkung FmJ,f) begrenzt: a(f)=Fmax(t) / m

Aufgrund dieser Endlichkeit ist die Geschwindigkeit v(t) eines Fahrzeuges eine jedenfalls zeitkontinuierliche physikalische Größe mit entsprechend limitierter positiver wie negativer Änderungsrate.

Anhand real bewegter Massen, begrenzter Reibungsbeiwerte zwischen Fahrbahnoberfläche und Antriebsrädern, realer Antriebsaggregate und Antriebsstränge lässt sich ein Zeitintervall [tstop, tstop*i] definieren, innerhalb dessen eine Beschleunigung aus dem Stillstand zum Zeitpunkt tstop eine nur minimale Positionsverschiebung, die vom Messsystem jedenfalls noch als „Stillstand“ interpretiert würde, zur Folge haben kann.

Ein so gefundenes Zeitintervall ist ein wichtiges Auslegungskriterium für die erforderliche Zeitauflösung des erfindungsgegenständlichen Messsystems. Figur 3d zeigt dazu ein Fallbeispiel einer zu niedrig gewählten Abtastrate. Nach dem Abtastzyklus zum Zeitpunkt t2 verringert das Fahrzeug seine Geschwindigkeit bis zum Stillstand und beschleunigt noch vor der nächsten Abtastung zum Zeitpunkt fe. Aus dem Zeitdiagramm ist ersichtlich, dass das Messystem in dieser Situation fälschlicherweise eine Übertretung detektiert.

Sofeme reale Dimensionen von segmentierten Strukturen des Kennzeichens bekannt sind, beispielsweise die Höhe H einzelner Symbole, lässt sich bei bekannten Abbildungsverhältnissen neben einer Geschwindigkeitskomponente normal zur optischen Achse auch die Geschwindigkeitskomponente v{1) entlang der optischen Achse durch Ermittlung der Entfemungsänderung zwischen Kamera und Kennzeichen ermitteln. Sieht man zunächst von Verzerrungen und ortsabhängigen Abbildungsfehlern der Optik ab, so kann anhand der Höhe des ·· • · • · • · ·· • · · ·· ··· ···· • · • · · ···· • ·

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Symbols im Bildbereich, /Ve/(f), (11), und anhand eines subsummierenden globalen optischen Korrekturfaktors kopt eine zeitabhängige Distanz d(t) zwischen Kamera und Kennzeichen berechnet werden: cHfjrkorfH / hptxefö

Somit lässt sich eine Geschwindigkeitskomponente v{t„) parallel zur optischen Achse berechnen:

Vl(tn)=kopt' (Hlhpixel(tn)~H/hpixel(tn-l))

Die resultierende Durchschnittsgeschwindigkeit im Zeitintervall [tn,tn-i] beträgt somit approximativ

Mt)=Ä

Um Quantisierungsfehler hintanzuhalten, ist es sinnvoll, die Geschwindigkeitsauswertung jeweils auf solche Zeitintervalle zu beziehen, bei denen die Verschiebung cU* im Bild oberhalb eines geeignet gewählten Schwellwertes liegt.

Um höheren Genauigkeitsansprüchen zu genügen, ist es zudem vorteilhaft, auch die perspektivisch bedingten Verzerrungen zu berücksichtigen. Dazu ist es gemäß Figur 4 sinnvoll, für die Ränder eines Kennzeichens Ausgleichsgeraden (14) im Bild zu ermitteln. Unter Annahme eines ebenen Kennzeichens mit bekannten Abmessungen (15) und (16) lässt sich für das Kennzeichen ein räumliches Objekt-Koordinatensystem (u'.v'.w') definieren, wobei die Lage der u'- und v'-Achse aus den Ausgleichsgeraden hervorgeht, während die Ebenennormale w' aus dem so gegebenen Achsenpaar ebenso ermittelt werden kann, wie richtungsbezogene Verkürzungsfaktoren für die so festgelegten Raumrichtungen. Anhand dieser Verkürzungsfaktoren kann die reale Entfernung des Kennzeichens aufgund der Breite und Höhe im Bild und somit auch die Lage des Objektkoordinatensystem in Bezug mit einem zeitinvarianten Kamerakoordinatensystem gesetzt werden.

Demnach besteht mit der Erfindung auch die Möglichkeit, reale Geschwindigkeitsverläufe (12) sowie Durchschnittsgeschwindigkeiten auch unter Berücksichtigung perspektivischer Verzerrungen zu ermitteln: eine Position C(t„) (17) des Kennzeichens kann aus dem Objekt-Koordinatensystem (u'.v'.w') mittels Koordinatentransformation in ein zeitunabhängiges Kamerakoordinatensystem übergeführt werden: C (f/i)=(u"cn, v "cn, w”cn)

Wird zu zwei Aufnahmezeitpunkten tk und tm die räumliche Distanz dc(fm,f*)=,V((UHCm-U,C*)2+(V,Cm-V"a)a+(W,,cm-W"ck)2) zwischen unterschiedlichen Aufnahmezeitpunkten ermittelt, ist somit aus dem ebenen Abbild eines Fahrzeugkennzeichens die mittlere Passagegeschwindigkeit ableitbar: s/evg(tm,tk)

Vavg{tm,tk)=Clc (Utk) / (tnrtk)

Dabei ergibt sich der Geschwindigkeitsvektor unmittelbar aus den der Auswertung zugrundeliegenden Lageverschiebung der Kennzeichenposition C(t).

Wird diese Geschwindigkeit beispielsweise für hinreichend viele, geeignet gewählte Messzyklen errechnet, so lässt sich aufgrund der zuvor angestellten Überlegungen hinsichtlich erforderlicher Abtastrate und Massenträgheit ein quasikontinuierliches Geschwindigkeitsprofil für den gesamten Beobachtungsbereich ableiten.

Die Verödung der Kennzeichenposition im Kamerakoordinatensystem eröffnet nun auch die Möglichkeit, einen räumlichen Kontext für weitere Objektbereiche der Fahrzeugfront herzustellen, dies insbesondere in Verbindung mit dem zyklusübergreifend feststellbaren Geschwindigkeitsvektor. Dies bedeutet in weiterer Folge auch, dass auch übrige Fahrzeugmerkmale an der Fahrzeugfront räumlich interpretiert, und damit Abmessungen des Fahrzeuges ermittelt werden können.

Eine wichtige Konsequenz daraus ist die Möglichkeit, das Messsystem gleichzeitig auch zur geometrischen Vermessung passierender Fahrzeuge und in weiterer Folge zur Klassifizierung von Fahrzeugen heranzuziehen.

Anhand realistischer Annahmen für Geschwindigkeitsverlauf und räumlicher Zuordnung auf Basis des Bewegungsablaufes an der Fahrzeugfront können bei geeigneter Auslegung des Kamerasystems auch verbleibende Fahrzeugbereiche räumlich interpretiert werden, sodass auf diesem Wege z.B. auch eine Bewertung der Fahrzeuglänge sowie der Bauhöhe im hinteren Bereich des Fahrzeuges möglich wird.

Mit Zugrundelegung des Kennzeichens als Bewertungskriterium für den Bewegungszustand eines Fahrzeuges ergeben sich auch besonders vorteilhafte Visualisierungsmöglichkeiten. Da sich Symbole auf Kennzeichentafeln in definierter Weise mit Hintergrundbereichen abwechseln, können Überlagerungsbilder erzeugt werden, in denen ein auch für das menschliche Auge klar nachvollziehbarer Bewegungsablauf in einem einzigen Ergebnisbild dargestellt werden kann. So kann durch ein Überlagerungsbild aus der zeitabhängigen Helligkeits- oder Farbkodierung unterschiedlicher Aufnahmezeitpunkte der Bewegungsablauf veranschaulicht werden.

Figur 5a definiert zur Veranschaulichung vorteilhafter Visualisierungstechniken ein Bildkoordinatensystem. Figur 4b zeigt im Bildkoordinatensystem ein segmentiertes Symbol zu unterschiedlichen Aufnahmezeitpunkten.

Durch Überlagerung der Segmentierungsergebnisse in einem Ergebnisbild gemäß Figur 5c kann die Vereinigungsmenge der Symbole über den Beobachtungszeitraum dargestellt werden. Aus dieser Darstellung geht jedoch weder der Zeitpunkt noch die Häufigkeitsverteilung der zugrundeliegenden Segmentierungsergebnisse hervor. • ·· • • ·· • · • ·· • • • · • • • ···:' • • • • • ··· ···· Φ #··

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Figur 5d zeigt das Prinzip einer zeitkodierten Darstellung. Bei dieser werden vor Detektionsbeginn alle Bildpunkte des Ergebnisbildes mit 0 initialisiert. Mit jedem Detektionszyklus zu den Zeitpunkten t„ werden im Ergebnisbild allen segmentierten Bildpunkten die Intensitätswerte n+1 zugeordnet. Damit besteht die Möglichkeit, den Bewegungsablauf anhand des Segmentierungsergebnisses im zeitlichen Kontext darzustellen. Bei Zonen niedrigerer Passagegeschwindigkeit verändert sich damit die Intensität im Ergebnisbild rasch, bei Stillstand ändert sich der Intensitätsverlauf sprunghaft.

Um eine möglichst kontrastreiche Darstellung zu erzielen, kann gemäß Figur 5f der Zeitverlauf auf Basis der real vorkommenden Intensitätswerte yx,y), also auf Basis der Anzahl der Messzyklen für die Passage, über eine geeignete Zuordnungsvorschrift innerhalb des darstellbaren Intensitätsbereiches (17) im Ergebnisbild lns(x,y) zugewiesen werden. Zur weiteren Verbesserung der Lesbarkeit kann auf das Ergebnisbild lns in weiterer Folge auch das bekannte Prinzip der Falschfarbendarstellung angewendet werden.

Figur 5e zeigt eine Darstellung in häufigkeiskodierter Form. Soferne sich die Symbole bei entsprechend geringer Passagegeschwindigkeit überlappen, vermittelt ein solches Überlagerungsbild einen besonders deutlichen Eindruck über Geschwindigkeitsänderungen und Anhalten. Auch bei dieser Darstellungsform wird das gesamte Ergebnisbild vor Detektionsbeginn mit O-Werten initialisiert. In weiterer Folge werden in jedem Messzyklus alle Bildpunkte zu aktuell segmentierten Bereichen im Ergebnisbild inkrementiert. Insbesondere werden in solchen Bildern somit jene Tafelpositionen klar hervor gehoben, an denen eine Anhaltung des Fahrzeuges stattgefunden hat.

Um eine möglichst kontrastreiche Darstellung zu erzielen, kann das häufigkeitskodierte Bild gemäß Figur 5f auf Basis der real vorkommenden Häufungswerte Wx,/) über eine geeignete Zuordnungsvorschrift innerhalb des darstellbaren Intensitätsbereiches im Ergebnisbild A»s(x,y) zugewiesen werden. Zur weiteren Verbesserung der Lesbarkeit kann auf das Ergebnisbild Ims in weiterer Folge auch das bekannte Prinzip der Falschfarbendarstellung angewendet werden.

Da die zeitkodierte Visualisierung als Kodierung der Trajektorien, und die Häufigkeitskodierung mit der deutlichen Hervorhebung unbewegter Segmentierungsbereiche wesentliche Eindrücke für eine subjektive Interpretation liefert, ist eine kombinierte Anwendung verschiedener Visualisierungstechniken besonders vorteilhaft.

Figur 6 zeigt eine kombinierte Visalisierung von fotorealistischer Darstellung und den vorgeschlagenen Überlagerungsbildern an einem Realbeispiel.

In Figur 6a ist eine Häufigkeitskodierung mit nicht überlappenden Segmentierungsbereichen dargestellt. Eine Legende (18) stellt den Bezug zwischen Häufigkeit p(x,y) und Intensitätswert bzw. Falschfarbe dar.

Figur 6b zeigt dieselben Segmentierungsbereiche in zeitkodierter Darstellung. Die Zeitinformation ·· • ·· • • · • · ·· · · « ·· · • · • · • · • · · • ···· • ··· • · • • · ·· ··· ···· • ··· ·

Seite wird dabei in einer Legende (19) dem Bild zugeordnet.

Figur 6c zeigt ein Gesamtbild, das einige besondere Vorzüge der vorliegenden Erfindung veranschaulicht:

In einem Textfeld (20) sind relevante Daten zur Passage dokumentiert. Ein fotorealistisches Bild (21) mit Einblendung der definierten Triggerlinie (22) stellt einen eindeutigen Bezug zwischen der Lage des Kennzeichens und der Lage einer realen Haltelinie her. Zusätzlich kann in verkleinerten Indexbildem (23) der Passagevorgang mit Zeitinformationen fotorealistisch wiedergegeben werden. Eine Farbzuordnungstabelle (24) zeigt die Zuordnung zwischen Intensitätswerten und Repräsentation in den Bildbereichen (21) und (23). Im Gegensatz zu den Figuren 6a und 6b sind die Überlagerungsbilder (25) und (26) im realen Zusammentellungsbild dunkel hinterlegt. Alternativ zur Normaldarstellung zeigt Figur 6d eine für Drucklegung besser geeignete inverse Darstellung des Gesamtbildes von Figur 6c.

Figur 7 zeigt zwei Passagen, bei denen das Fahrzeug innerhalb des Beobachtungsbereiches anhält. Figuren 7a und 7b zeigen dieselbe Passage in normaler und inverser Darstellung, wobei das Fahrzeug im Messbereich genau einmal anhält (27). Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht gemäß Figur 7c und 7d auch darin, dass sowohl das Verfahren als auch das daraus ableitbare Bildmaterial eine unmittelbare Interpretation von mehrfachen Geschwindigkeitsänderungen und Anhalte-Vorgängen (28) erlauben.

Haltegebote sind in vielen Fällen nicht zeitunabhängig. Soll dem Messsystem ein zeitabhängiges Haltegebot, z.B. an geregelten Kreuzungen zugrunde gelegt werden, so kann das Signal, das das Haltegebot im Messbereich anzeigt, entweder optisch mittels einer weiteren Kamera oder mittels eines Fotodetektors oder aber elektrisch innerhalb der Signalanlage abgetastet und mit beobachteten Passagen in Beziehung gebracht werden. Liegt aktuell kein Haltegebot vor, so können detektierte Passagen ignoriert werden, während jene Passagen, die während des aufrechten Haltegebotes detektiert werden, dokumentiert werden.

Dazu kann der zeitliche Ablauf des bereitgestellten Haltesignals direkt der Zeitkodierung der Kennzeichentafel gegenübergestellt werden. Auf diese Weise ergibt sich für den Betrachter wiederum in einem einzigen Bild ein klarer örtlich-zeitlicher Bezug für die Beurteilung einer Übertretung.

Figur 8 zeigt die Zusammenstellung der Fahrzeugpassage im Kontext mit einem externen Signal an einem Beispiel. Durch ein Rechteck (29) wird das fotorealistische Bild (21) in einen eindeutigen zeitlichen Bezug zum Passageverlauf gesetzt. Durch Eintragung des Schaltzustandes des Rot-Signals (30) kann das Überfahren der Haltelinie in Bezug auf den Zeitpunkt des Eintretens des Haltegebotes gesetzt und dokumentiert werden.

Durch die ausführliche Passagedokumentation samt Bereitstellung eines Geschwindigkeitsprofils kann insbesondere auch ermittelt werden, ob ein Fahrezeuglenker die Übertretung mit konstanter, aufsteigender oder absteigender Geschwindigkeit begangen hat. Es ist dies ein sehr wesentlicher Indikator dafür, ob Verkehrsteilnehmer wegen Ablenkung das Haltegebot nicht oder zu spät wahrgenommen haben, oder ob eine Übetretung des Haltegebots bewußt begangen wurde. Für viele Anwendungen ist es wichtig, dass Bildmaterial und Messergebnisse in geeigneter Weise anonymisiert werden. Da das Messprinzip auf der Lokalisierung des Zulassungskennzeichens beruht, besteht die Möglichkeit, im fotorealistischen Bild das Kennzeichen (3) zu verschlüsseln oder gänzlich auszublenden. In entsprechender Weise kann bei der Erzeugung der Überlagerungsbilder ein Platzhalter definiert werden, der statt der ursprünglichen Segmentierungsbereiche bei der Generierung der Überlagerungsbilder eingesetzt wird.

Soll das vorgeschlagene Messsystem zum Beispiel als Datenquelle einer dynamischen Verkehrssteuerung fungieren, kann es vorteilhaft sein, nicht individuelle Detektionen weiterzuleiten, sondern eine Mehrzahl von Passagen zusammenfassend zu interpretieren. Dem entsprechend kann es beispielsweise sinnvoll sein, eine Stau-Meldung erst dann zu generieren, wenn innerhalb eines vorgegebenen Beobachtungszeitraumes ein wiederholtes Anhalten passierender Fahrzeuge erkannt wurde.

Mit der Tatsache, dass die Lokalisierung von Strukturelementen des Kennzeichens eine wesentliche Grundlage der Messtechnik bildet, ist es naheliegend, das Detektionssystem mit Funktionalität zur automatischen Kennzeichenlesung auszustatten. Das Messergebnis kann beispielsweise im Textbereich (20) des Ergebnisbildes eingeblendet werden oder aber als eigene Ergebnisnachricht ausgegeben werden.

Claims (22)

1. Ansprüche Anspruch 1: Verfahren zur Detektion des Anhaltevorgangs von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kamera aus einem Blickwinkel schräg zur Fahrtrichtung zyklisch Bilder von passierenden Fahrzeugen erfasst, eine Auswerteeinheit diese Bilder übernimmt, diese Auswerteeinheit in den Bildern Strukturelemente, die dem Kennzeichen zugehörig sind, segmentiert, zyklusübergreifend die Positionsänderung von mindestens einem eindeutig lokalisierten Strukturelement der Kennzeichentafel im Bild bewertet und bei Unterschreitung eines definierten Minimumwertes für die Positionsänderung das Anhalten des Fahrzeuges detektiert, und umgekehrt das Nicht-Anhalten erkennt, wenn sie nach vollständiger Passage des definierten Beobachtungbereiches zu keinem Zeitpunkt ein Anhalten detektiert hat.
2. Anspruch 2: Verfahren nach 1, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Passage anhaltender Fahrzeuge oder aber nur die Passage nicht-anhaltender Fahrzeuge dokumentiert wird.
3. Anspruch 3: Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder dokumentierten Passage ein Bild mit Textinformation, einem repräsentativen Bild und mehreren verkleinerten Indexbildern generiert wird.
4. Anspruch 4: Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder Passage eine Text-Nachricht mit Angabe des Detektionsergebnisses generiert wird.
5. Anspruch 5: Verfahren nach Anspruch 1,2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass Ergebnisbilder anonymisiert werden, indem gefundene Kennzeichen im Ergebnisbild ausgeblendet bzw. unkenntlich gemacht werden.
6. Anspruch 6: Verfahren nach Anspruch 1,2, 3,4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus bekannten realen Dimensionen von Strukturelementen des Kennzeichens und bekannten optischen Abbildungsverhältnissen der Kamera eine räumliche Lage der Kennzeichenposition ermittelt wird.
7. Anspruch 7: Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine durchschnittliche Geschwindigkeit aus zwei verschiedenen Messzyklen einer Passage ermittelt wird, indem die Änderung der ermittelten räumlichen Lage in Bezug zur Zeitdifferenz der beiden Messzyklen gesetzt wird. »·

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8. Anspruch 8: Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zyklusaufgelöster Geschwindigkeitsverlauf durch Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeiten aufeinanderfolgender Messzyklen ermittelt werden.
9. Anspruch 9: Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit zur Dokumentation des zeitlichen Bewegungsablaufes für einzelne Fahrzeugpassagen jeweils ein zeitkodiertes Überlagerungsbild erzeugt.
10. Anspruch 10: Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum zeitkodierten Überlagerungsbild eine Intensitäts- bzw farbkodierte Zeitachse mit den Aufnahmezeitpunkten erzeugt wird.
11. Anspruch 11: Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach vollständiger Passage auf Basis der tatsächlichen Anzahl von Messzyklen eine dynamische Spreizung der Intensitätszuordnung des zeitkodierten Überlagerungsbildes vorgenommen wird, um eine möglichst kontrastreiche Darstellung zu erzielen.
12. Anspruch 12: Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit zur Dokumentation des zeitlichen Bewegungsablaufes für einzelne Fahrzeugpassagen zur Darstellung einer Häufigkeitswahrscheinlichkeit jeweils ein Summenbild erzeugt, bei dem vor der Erstdetektion eines neuen Fahrzeuges der gesamte Bildbereich mit dem Wert 0 initialisiert wird und mit jedem Messzyklus jene Bildpunkte des Summenbildes inkrementiert, in dem ein im aktuellen Messzyklus nicht verschwindendes Segmentierungsergebnis vorliegt.
13. Anspruch 13: Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass nach vollständiger Passage auf Basis der tatsächlich auftretenden maximalen Häufungswahrscheinlichkeit eine dynamische Spreizung der Intensitätszuordnung des Überlagerungsbildes vorgenommen wird, um eine möglichst kontrastreiche Darstellung zu erzielen.
14. Anspruch 14: Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass auch eine automatische Lesung des detektierten Zulassungskennzeichens vorgenommen wird.
15. Anspruch 15: Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Passage in Relation zu mindestens einem externen Signal behandelt wird. ·· • · • · • } • m 9Φ ·· · • · ·· ♦ • · · • ·«· • · ··· · Seite 13
16. Anspruch 16: Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitverlauf des externen Signals über ein Zeitdiagramm der bildhaften Passagedokumentation zugeordnet wird.
17. Anspruch 17: Verfahren nach 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10, 11, 12, 13, 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine über einzelne Passagen hinausgehende statistische Beurteilung der Verkehrssituation vorgenommen wird.
18. Anspruch 18: Verfahren nach 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, oder 17 dadurch gekennzeichnet, dass durch Invertierung des Ergebnisbildes eine bei Drucksetzung ressourcenschonendere bzw. besser lesbare bildhafte Dokumentation einer Passage ermöglicht wird.
19. Anspruch 19: Verfahren nach 6, 7, 8, 9,10, 11,12, 13,14,15, 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass anhand er räumlichen Zuordnung des Kennzeichens auch übrige Konturmerkmale an der Fahrzeugfront räumlich zugeordnet werden.
20. Anspruch 20: Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass durch Extrapolation des Bewegungs- und Geschwindigkeitsverlaufes auch eine räumliche Bewertung übriger Konturmerkmale des Fahrzeuges vorgenommen wird.
21. Anspruch 21: Verfahren nach Anspruch 18,19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der räumlich ermittelten Konturmerkmale des Fahrzeuges die Abmessungen des Fahrzeuges ermittelt werden.
22. Anspruch 22: Verfahren nach Anspruch 18, 19, 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der räumlich ermittelten Konturmerkmale des Fahrzeuges eine Klassifizierung des Fahrzeuges vorgenommen wird.