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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zählen von Personen, die einen Durchgang passie- ren, in welchem zumindest zwei Entfernungsmessgeräte angeordnet sind, welche Primär- signale erzeugen und aussenden, wobei die Zählung der Personen anhand von an den
Personen reflektierten Sekundärsignalen erfolgt.
Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Zählen von Personen, die einen Durch- gang passieren, mit zumindest zwei Entfernungsmessgeräten, welche dazu eingerichtet sind, Primärsignale zu erzeugen und auszusenden, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, die Zählung der Personen anhand von an den Personen reflektierten Sekundärsignalen durchzuführen.
Informationen über die aktuelle Auslastung von Betriebsmittel, wie beispielsweise Schienenfahrzeuge, Busse, etc., sind für Betreiber öffentlicher Verkehrsmittel von hoher Bedeutung, um einen effizienten Einsatz vorhandener Ressourcen und eine gute Versorgung sicherzustellen. Durch die fortschreitende Automatisierung in diesem Bereich werden immer mehr und vor allem hochaktuelle Informationen benötigt. Der Erfassung des Fahrgastaufkommens wird daher in letzter Zeit immer mehr Bedeutung zugemessen, was sich auch in dem Volumen der Investitionen in diesen Bereich wiederspiegelt. Die zurzeit am Markt angebotenen Personenzählsysteme entsprechen in vielerlei Hinsicht nicht den hohen Anforderungen des öffentlichen Verkehrs.
Eine wichtige Anforderung ist heute, bedingt durch die kompakten Bauweisen des Fahrzeugbaus, der Platzbedarf der Sensoren und der Auswerteeinheiten. Hier haben optische Systeme wegen ihrer Optiken den grossen Nachteil, dass sie nicht mehr optimal montiert werden können, und daher die Genauigkeit beeinträchtigt wird. Grosses Augenmerk vonseiten der Betreiber wird auch auf die Verschmutzungs- und Vandalismussicherheit gelegt. Aber auch in anderen Bereichen, wie beispielsweise Kaufhäusern, öffentlichen Gebäuden, Museen etc., gewinnt die zahlenmässige Erfassung von Besuchern immer grössere Bedeutung.
Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der EP 0 718 806 A2 bekannt geworden. Bei der bekannten Vorrichtung werden Personen, die einen Durchgang passieren mittels Entfernungsmessgeräten erfasst, welche jeweils Ultraschall- oder Radarsignale aussenden, deren Ausbreitungsrichtung zur Durchgangsrichtung geneigt ist, wobei zu einem Zeitpunkt eine Person von nur einem einzigen Entfernungsmessgerät gültig erfasst werden kann. Anhand reflektierter Primärsignale können die Bewegungsrichtung, der momentane Abstand einer Person zu einem Entfernungsmessgerät, als auch die Bewegungs-
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geschwindigkeit einer Person erfasst werden. Nachteilig an der bekannten Ausführungsform ist, dass bauartbedingt die Auflösung relativ gering ist.
So können zwei Personen, die in grosser räumlicher Nähe einen Durchgang passieren, irrtümlich als eine Person gezählt werden. Somit kann es bei der bekannten Vorrichtung vorkommen, dass fälschlicherweise zu wenig Personen gezählt werden.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung die Nachteile, wie sie sich aus dem Stand der
Technik ergeben zu überwinden.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine Person von zumindest zwei von unterschiedlichen Entfernungs- messgeräten erzeugten Primärsignalen erfasst wird und die Abstände der Person zu den jeweiligen Entfernungsmessgeräten ermittelt und aufgezeichnet werden, wobei aus aufge- zeichneten Abständen zumindest ein Abstandsprofil ermittelt wird, aus welchem die Anzahl und/oder die Bewegungsrichtung der den Durchgang passierenden Personen bestimmt wird.
Auf diese Weise ist es mit sehr hoher Genauigkeit und Sicherheit möglich, die Anzahl von Personen, die den Durchgang passieren, sowie deren Bewegungsrichtung zu bestimmen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Abstandsprofil zeitund/oder ortsaufgelöst ermittelt wird.
Vorteilhafterweise ist der horizontale Abstand zwischen zwei Entfernungsmessgeräten im wesentlichen kleiner oder gleich der halben, durchschnittlichen Schulterbreite einer zu erfassenden Person. Auf diese Weise lässt sich die Auflösung und somit die Genauigkeit weiter erhöhen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Entfernungsmessgeräte in Überkopfhöhe nebeneinander in dem Durchgang angeordnet.
Darüber hinaus können die erzeugten Primärsignale Ultraschallsignale sein.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens eignet sich insbesondere eine Vorrichtung der eingangs genannten Art, welche dazu eingerichtet ist, eine Person mittels zumindest zwei von unterschiedlichen Entfernungsmessgeräten erzeugten Primärsignalen zu erfassen und die Abstände der Person zu den jeweiligen Entfernungsmessgeräten zu ermitteln und aufzuzeichnen sowie aus aufgezeichneten Abständen zumindest ein Ab-
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standsprofil zu ermitteln und aus diesem die Anzahl und/oder die Bewegungsrichtung der den Durchgang passierenden Personen zu bestimmen.
Die Vorrichtung kann dazu eingerichtet sein, das Abstandsprofil zeit-und/oder ortsaufgelöst zu ermitteln.
Günstigerweise ist bei der erfindungsgemässen Vorrichtung der horizontale Abstand zwischen zwei Entfernungsmessgeräten im wesentlichen kleiner oder gleich der halben, durchschnittlichen Schulterbreite einer zu erfassenden Person.
Weitere Vorteile lassen sich dadurch erzielen, dass die Entfernungsmessgeräte nebeneinander in Überkopfhöhe dem Durchgang angeordnet sind.
In einer bevorzugten Variante der Erfindung sind die erzeugten Primärsignale Ultraschallsignale, wobei die Entfernungsmessgeräte als Ultraschallwandler ausgebildet sind. Die Ultraschallwandler können durch ihre kompakte Bauform fast überall und unsichtbar montiert werden, sind unempfindlich gegenüber Verschmutzung, Bemalung, Überklebung und haben eine hohe mechanische Festigkeit. Des weiteren zeigen erste Untersuchungen am Prototypen eine gleich hohe bis höhere Genauigkeit als optische Systeme und es ist noch grosses Potential für Verbesserungen der Genauigkeit vorhanden.
Die Erfindung samt weiterer Vorteile wird im folgenden anhand einiger nicht einschränkender Ausführungsbeispiele näher erläutert, welche in der Zeichnung dargestellt sind. In dieser zeigen schematisch : Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum Zählen von Personen mit ; Fig. 2a einen Durchgang mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung mit einer eintretenden Person ; Fig. 2b den Durchgang aus Fig. 2a ; Fig. 2c ein Abstandsprofil mit ermittelten Abständen zwischen vier Personen eintretenden und Entfernungsmessgeräten in Abhängigkeit von der Zeit ; Fig. 3a den Durchgang aus Fig. 2a mit einer austretenden Person ;
Fig. 3b den Durchgang aus Fig. 3a ;
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Fig. 3c ein weiteres Abstandsprofil mit ermittelten Abständen zwischen drei herausgehen- den Personen und Entfernungsmessgeräten in Abhängigkeit von der Zeit ;
Fig. 4a den Durchgang aus Fig. 2a mit zwei eintretenden Personen ;
Fig. 4b ein Abstandsprofil für zwei den Durchgang durchquerende Personen mit ermittelten
Abständen in Abhängigkeit von dem den jeweiligen Abstand messenden Entfemungsmess- gerät ; Fig. 5a den Durchgang aus Fig. 4a mit einer eintretenden Person ; Fig. 5b ein Abstandsprofil für eine den Durchgang durchquerende Person mit ermittelten Abständen in Abhängigkeit von dem den jeweiligen Abstand messenden Entfemungsmessgerät.
Gemäss Fig. 1 weist eine erfindungsgemässe Vorrichtung VOR zum Zählen von Personen mehrere Entfernungsmessgeräte EMG auf die in Überkopfhöhe in einem Durchgang DUR angeordnet sind. Bei dem Durchgang DUR kann es sich beispielsweise um eine Türöffnung bzw. einen Ein/Ausstieg eines Fahrzeuges handeln. Als Entfernungsmessgeräte EMG können beispielsweise Geräte auf optischer oder akustischer Basis Verwendung finden, bevorzugter Weise finden jedoch Entfernungsmessgeräte EMG, die als Ultraschallwandler, beispielsweise auf kapazitiver oder piezoelektrischer Basis, ausgebildet sind Verwendung.
Ultraschallwandler bieten den Vorteil, dass sie eine relativ geringe Bauhöhe und eine geringe Querschnittsfläche aufweisen. Darüber hinaus ist die Bauform der Ultraschallwandler kundenspezifisch anpassbar. Weitere Vorteile von Ultraschallwandlern bestehen darin, das sie eine hohe Beständigkeit gegenüber mechanischen Belastungen und Verschmutzung aufweisen.
Üblicherweise wird bei einem Entfernungsmessgerät EMG kontinuierlich oder zeitdiskret ein Primärsignal SIG ausgesendet. Anhand eines reflektierten Sekundärsignals RSI kann dann die Entfernung bzw. der Abstand zwischen dem Entfernungsmessgerät EMG und einem Gegenstand ermittelt werden. Die von den einzelnen Entfernungsmessgeräten EMG ermittelten Abstände können an eine Auswerteeinheit ASW übermittelt werden, welche aus diesen Abständen, wie weiter unten erwähnt ein orts- oder zeitaufgelöstes Abstandsprofil bildet, und anhand dieses Profils die Anzahl und Bewegungsrichtung der Personen ermittelt.
Die Auswerteeinheit ASW kann beispielsweise ein entsprechend programmierter Mikroprozessor sein.
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Gemäss den Fig. 2a-5b können zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens die
Entfernungsmessgeräte EMG gegenüber einer Passierrichtung PAR, in welcher der Durch- gang DUR von den zu erfassenden Personen durchschritten werden kann, geneigt sein, sodass die Ausbreitungsrichtung eines von einem Entfernungsmessgeräten EMG erzeugten
Primärsignals SIG, beispielsweise eines Ultraschallsignals unter einem Winkel gegen die
Passierrichtung PAR geneigt ist.
Unter Passierrichtung PAR wird hierbei sowohl die Einstiegs- als auch die Ausstiegsrichtung verstanden. Die Passierrichtung PAR verläuft somit im wesentlichen normal zu einer Ebene in welcher sich die Öffnung des Durchgangs DUR befindet.
Durch die Neigung der EMG gegenüber der Passierrichtung PAR können Personen PER bereits erfasst werden, wenn sie sich erst in einem Bereich vor dem Durchgang DUR befinden und sich diesem nähern. Die von den Entfernungsmessgeräten EMG erzeugten Primärsignale SIG werden an den Personen PER reflektiert und reflektierte Sekundärsignale RSI von den Entfernungsmessgeräten EMG empfangen. Anhand der reflektierten und der ausgesendeten Signale kann der momentane Abstand einer Person PER zu einem Entfernungsmessegerät EMG erfasst werden, beispielsweise durch eine Bestimmung der Laufzeit, die ein erzeugtes Primärsignal SIG benötigt, um als Sekundärsignal RSI wieder zu dem erzeugenden Entfernungsmessgerät EMG zurückzukehren.
Die Bestimmung der Signallaufzeit kann beispielsweise durch Bildung einer Kreuzkorrelationsfunktion des reflektierten mit dem ausgesendeten Primärsignal erfolgen-siehe hierzu beispielsweise Signalverarbeitung : numerische Verarbeitung digitaler Signale, S. 261-S. 262 ; Schrüfer, Elmar ; 2. Auflage München ; Wien, Hanser 1992."Bei bekannter Signalausbreitungsgeschwindigkeit kann anhand der Laufzeit der Abstand zwischen einer Person PER und einem Entfernungsmessgerät EMG einfach ermittelt werden.
Erfindungsgemäss wird aus den ermittelten Abständen ABS ein Abstandsprofil PRO gebildet, wobei das Abstandsprofil PRO zeit-und/oder ortsaufgelöst ermittelt werden kann. Unter Abstandsprofil PRO wird in diesem Dokument eine Funktion des Abstands ABS in Abhängigkeit von der Zeit oder dem Montageort des den Abstand messenden Entfernungmessgeräts EMG verstanden. Somit gibt ein zeitaufgelöstes Abstandsprofil PRO Auskunft über die Bewegungsrichtung, Anzahl und Geschwindigkeit der Personen, während ein ortsaufgelöstes Abstandsprofil PRO sehr genau über die Anzahl der den Durchgang DUR passierenden Personen PER Auskunft gibt.
Aus dem zeitaufgelösten Abstandsprofil PRO kann man ermitteln, in welcher Richtung der Durchgang DUR passiert wird. Wie aus den Fig. 2a - 2c ersichtlich, wird der Abstand ABS
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zu einem Entfernungsmessgerät EMG im Lauf der Zeit geringer, was bei nach "aussen" gerichteten Entfernungsmessern auf ein Eintreten schliessen lässt. Anhand der lokalen Minima bzw. Maxima kann auch die Anzahl der eintretenden Personen bestimmt werden, im vorliegenden Fall vier. Das hier dargestellte zeitaufgelöste Abstandsprofil PRO stammt von einem einzigen Entfernungsmessgerät EMG.
Die von den anderen Entfernungsmessgeräten EMG stammenden, hier nicht dargestellten Abstandsprofile PRO haben natürlich das selbe Zeitverhalten, und unterscheiden sich nur hinsichtlich des Betrags der Abstände von dem hier dargestellten Abstandsprofil PRO.
Passiert keine Person PER den Durchgang DUR so werden bei zur Passierrichtung PAR geneigt angeordneten Entfernungsmessgeräten EMG unendliche Abstände ABS angezeigt, erst bei Erfassung einer Person PER ändert sich der erfasste Abstandswert in einen endlichen Betrag.
Gemäss den Fig. 3a - 3c wird bei einer austretenden Person PER, bei der vorliegenden zur Passierrichtung PAR geneigten Anordnung der Entfemungsmessgeräte EMG der Abstand ABS dieser Person PER zu einem Entfernungsmessgerät EMG grösser. Auch in diesem Fall kann anhand der lokalen Maxima bzw. der lokalen Minima in dem zeitaufgelösten Abstandsprofil PRO auf die Anzahl der Personen PER zurückgeschlossen werden. Die Anzahl der Personen PER ist bei dem zeitaufgelösten Abstandsprofil PRO gleich der Anzahl der lokalen Maxima bzw. der lokalen Minima.
Anhand des Verlaufs des Abstands ABS kann somit bei dem zeitaufgelösten Abstandsprofil PRO auf die Bewegungsrichtung einer Person PER geschlossen werden-ein grösser werdender Abstand ABS entspricht bei nach "aussen" gerichteten Entfernungsmessern EMG einer hinausgehenden Person PER und ein kleiner werdender Abstand ABS einer eintretenden Person.
Darüber hinaus sind bei dem erfindungsgemässen Verfahren die Entfernungsmessgeräte EMG derart angeordnet, dass eine Person PER mit hinreichend grosser Wahrscheinlichkeit von zumindest zwei Primärsignalen SIG erfasst wird. Aus diesem Grund entspricht der horizontale Abstand HAB zwischen zwei Entfernungsmessgeräten EMG in einer bevorzugten Variante der Erfindung im wesentlichen einer Distanz, die kleiner oder gleich der halben Schulterbreite einer durchschnittlichen zu erfassenden Person PER ist. Somit ist der horizontale Abstand HAB (Fig. 1) zwischen zwei Entfernungsmessgeräten EMG kleiner oder gleich 25 cm.
Dadurch wird gewährleistet, dass sowohl der Abstand des Kopfes als auch der Schulter einer zu erfassenden Person PER zu den Entfernungsmessgeräten EMG erfasst wird und somit ein Kopf-Schulterprofil gebildet wird.
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Die erfindungsgemässe Anordnung ermöglicht auch die Ermittlung eines ortsaufgelösten Abstandsprofil PRO, in welchem anhand der gemessenen Kopf-Schulterprofile exakt auf die Anzahl der Personen geschlossen werden kann, auch wenn mehrere Personen gleichzeitig den Durchgang passieren.
Im Gegensatz zu der zeitaufgelösten Messung der Abstände ABS werden bei dem ortsaufgelösten Abstandsprofil PRO mehrere Abstände ABS gleichzeitig erfasst und in Abhängigkeit von dem erfassenden Entfernungsmessgerät EMG aufgetragen die Ziffern 1, 2,3, 4,5 in Fig. 4b und 5b entsprechen den unterschiedlichen Entfernungsmessgeräten in Fig. 4a und 5a. Ein lokales Minimum kann in dem ortsaufgelösten Abstandsprofil PRO dem Abstand des Kopfes oder der Schulter einer Person PER zu einem Entfernungsmessgerät EMG entsprechen, während ein lokales Maximum vom Abstand Brust- Entfernungsmessgerät EMG herrühren kann.
Zur Ermittlung des ortsaufgelösten Abstandsprofils PRO können die Abstände ABS auch unmittelbar im Bereich des Durchgangs DUR, d. h. "unter" den Entfernungsmessgeräten EMG, gemessen werden, hierzu ist es nicht unbedingt erforderlich, dass die Entfernungsmessgeräte EMG gegen eine Passierrichtung PAR geneigt sind.
Durch eine Kombination des zeit-und ortsaufgelösten Abstandsprofils PRO lässt sich die Zählung der Personen PER mit einer sehr hohen Genauigkeit durchführen. Bei einer Türbreite bis 1, 3 m kann beispielsweise bei der Verwendung von fünf Ultraschallwandlern mit dem erfindungsgemässen Verfahren eine Genauigkeit von über 95% bei der Zählung der Personen erzielt werden.