CN103348391A - 用于在图像记录中可靠地识别通过辐射传感器获取的车辆的方法 - Google Patents

Abstract

用于在图像记录（1）中可靠地识别通过辐射传感器获取的车辆（2）的方法，其中，从获得的与车辆位置有关的测量数据中确定汽车经过的行驶轨迹，将该行驶轨迹在图像记录（1）上外推并且插入到图像记录（1）。有利的是，从得到的与速度有关的测量数据中和从获取测量数据的持续时间中确定车辆的典型长度，插入到图像记录（1）中的行驶轨迹在起始于照相点的典型长度上被中断。

Description

用于在图像记录中可靠地识别通过辐射传感器获取的车辆的方法

背景技术

在交通监测中侵入式传感器和非侵入式传感器是公知的，其在道路区段内监测在狭窄的监测区域（例如仅覆盖一个行驶道）中的道路交通（例如，感应圈、压电条、激光传感器和雷达传感器）。由此，获取的测量数据对于产生这些数据的车辆的配属问题是较少的。

在近些年中，越来越多的非侵入式传感器被发明，其在道路区段内遮盖广泛的监测区域，例如更多的行驶道。这种类型的传感器是辐射传感器，尤其是用于激光辐射或雷达辐射的辐射传感器，它们的传感器区域形成了如下监测区域，与侵入式传感器相比，该监测区域在图像记录中不可直接看到，而是对于人眼来说不可见地覆盖一定的车道区段。为了将获得的测量数据配属给产生这些数据的车辆，穿行传感器区域的车辆在多个测量时间点被测量，这也被称为“跟踪”（例如EP2048515A1或者DE102007038364A1）。

术语“跟踪”在本发明的含义中泛指反复获取在穿行传感器区域过程中改变的、与位置相关的测量数据。

在跟踪目标时获得的跟踪数据是一系列的测量数据，包括与位置有关的测量数据，其相应地配属于各个测量时间点，其中测量时间点的间隔由测量或者说获取的重复频率来确定。行驶穿过辐射传感器的传感器区域的车辆的跟踪数据描述了行驶轨迹，该行驶轨迹描述了在穿行传感器区域时的车辆，由此，跟踪数据可以用于识别被测量的车辆。通常例如，可以通过已知行使轨迹，将确定的行驶道配属给车辆，并且因此，车辆在交通场景的图像记录中被识别。

在每个测量时间点上可以得到哪些测量数据取决于测量传感器的类型。

在本发明的含义中，“测量数据”不应该仅是通过直接测量得到的数据，而且也可以是这些通过直接测量得到的数据来计算推导出的数据。

用于跟踪的合适的传感器是如下这样的传感器，即，其可以获取位置以及位置的改变，如，雷达传感器、激光扫描仪和带有二维布置的光敏接收元件，也称作矩阵接收器，如CCD传感器或C-MOS传感器，的摄像机。

由DE102007022373A1公知的一种用于借助雷达传感器通过获取目标跟踪数据而获取交通违规的方法，雷达传感器将雷达辐射如此定向到车道上，即，使得多辆车可以同时行驶穿过由雷达辐射（雷达波束）限定的测量区域（下文中称为传感器区域）。

为此，雷达设备可以定位在车道附近，或者附着在车道上方，例如附着在桥上。

从反射的雷达信号中能推导出目标对于雷达传感器的相对速度、目标反射雷达辐射的表面到雷达传感器的距离和如下角度，被反射的雷达辐射相对于雷达轴在该角度下打到雷达传感器上。

在DE102007022373A1中所述的持续雷达传感器通过运用多普勒雷达效应或者频移键控原则（FSK），在评估不同频率的反射的雷达信号的相位差中实现了连续的速度测量或连续的距离测量。角度测量例如借助两个接收天线通过三角测量法来实现。

因此在每一个测量时间点（在此即为如下时间窗，在该时间窗中获取了测量数据）上，对于每个在雷达锥形区域中的车辆都产生由径向速度、距离和角度（E(t);V(t);γ(t)）组成的三重数值（Wertetripel），其中，各个数值，例如通过形成来自部分反射的测量值组的平均值，按照瑞利分布而被形成，比如，这尤其在距离和角度中出现。

测量在从大约100ms至几秒的时间段上，根据在进入与离开雷达锥形区域之间的车辆速度的不同，例如以20ms的间隔来进行，由此描述被测量车辆的车辆轨迹（下文中称为行使轨迹）可以被高精确地确定。

由雷达传感器确定的三重数值，连同附属测量时间点一起分别配属于车辆号码（这里不是指其车牌号）、进入时间和离开时间，且被输送到计算机中（下文中称为跟踪数据）。

如果在测量期间检测到一个超过预先给定的界限速度的速度，那么计算机通过跟踪数据确定相应的违规车辆的行驶轨迹，并且给摄像头一个信号用以生成当前交通场景的图片（图像记录）。摄像头对于雷达设备以公知的固定间隔如下这样地布置和调节，即，光轴（下文中称为摄像头轴）和雷达轴调整为固定的角度关系，并且交通场景在预先给定的距离（其被称为照相点）左右一定的景深范围上被清晰地成像。

因为摄像头的目标视场不仅扩展到所有的行驶道（在行驶道上也定向了雷达锥形区域/传感器区域），而且通常会更大，所以，当车辆在摄像头触发的时间点上还没有处于或不再处于雷达锥形区域时，车辆也可以被录制成像。

为了在图片中清晰地识别被测量的车辆，而将从被测量的车辆通过测量技术确定的行驶轨迹插入到图片中。有利的是，该插入如此实现，即，示出行驶轨迹的标记插入在图片中的如下这些图像点上，这些图像点在目标视场中配属于通过距离和角度限定的位置，它们一起形成了行驶轨迹。

也就是说，识别仅借助相对雷达设备测量的行使轨迹来实现，而非绝对参照车道的各个行驶道。

根据DE102007022373A1，行驶轨迹的标记可以以图像点的形式，例如通过点、叉、三角或类似物的形式或以线或面的形式被插入。插入可以通过着色设计或通过对相应的图像区域加亮或变暗来实现。对于实际的测量数据也可以给出公差范围。

有利的是，在车辆穿行期间应该可以生成多组证据照片，那么，这些证据照片在所确定的行驶轨迹的不同位置上示出这辆车。

除了准确获取测量数据的问题（其依赖于传感器类型，且车辆的行驶轨迹由于这些问题只可以以一定的不准确度确定）之外，还存在的问题是，接连行驶的车辆也可以配属于插入道证据照片中的相同的行驶轨迹。因此，并不是在每种情况下被测量的车辆都可以从被成像车辆组中被识别。

发明内容

本发明的任务是找到一种方法，借助这种方法在图像记录中提高通过跟踪获取的车辆的可靠识别。

针对在图像记录中可靠地识别通过辐射传感器获取的车辆的方法，其中，在车辆穿行辐射传感器的传感器区域的持续时间中，在多个测量时间点上获取与车辆的速度和位置有关的测量数据，当被测量的车辆处于预先给定的照相点上时，借助摄像头生成包含传感器区域的目标区域的图像记录，并且从与位置有关的测量数据中确定车辆经过的行驶轨迹，以及将这个行驶轨迹插入到所述图像记录中，本发明的任务由此解决，即，在使用与位置有关的测量数据的情况下将被确定的行驶轨迹外推超出所述传感器区域并且插入到图像记录中。

有利的是，将所述行驶轨迹在整个目标区域上外推并且插入到图像记录中。

此外有利的是，在使用与位置和速度有关的测量数据以及使用获取测量数据的持续时间的情况下确定车辆的典型长度，并且被插入到图像记录中的行驶轨迹在典型长度上通过中断部（Unterbrechung）在车辆在图像记录中在被成像的行驶轨迹上所处之处上被中断。

有利的是，被插入的行驶轨迹的中断部开始于照相点上。

有利的是，行驶轨迹以加亮被成像车道的条纹形式被插入。

同样有利的是，在中断部的长度上辅助条纹偏移于该条纹地被成像。

附图说明

下面，本发明的实施例借助附图来详细阐述。其中：

图1a示出带有轿车的原始图像记录；

图1b示出根据图1a的图像记录附图；

图2a示出带有货车的原始图像记录；

图2b示出根据图2a的图像记录附图。

具体实施方式

为了执行本发明方法可以使用由现有技术公知的任意的辐射传感器，如开头描述的那样，该辐射传感器在车辆穿行传感器区域时，在多个测量时间点获取与车辆位置和速度有关的测量数据。

尤其，像它们在现有技术的描述中被提到的那样，激光扫描仪或雷达传感器可以被使用。它们对于车道边缘和车道表面如下这样地调整，即，像由公知的这一类用于速度测量的方法所公知的那样，从而在雷达传感器的情况下通过雷达锥形区域所确定的、以及在激光扫描仪的情况下通过扫描角度区域所确定的传感器区域遮盖车道的一个区段，优选扩展地遮盖全部的行驶道。

摄像头的目标视场至少局部覆盖传感器区域。

由其孔径角确定的摄像头的目标视场与传感器区域的比对于不同类型的辐射传感器是不同的。

在下述雷达传感器的情况下，其中，只有距离数值作为位置数值可以从测量数据中推导出，辐射角一般大约是5°，因此原则上，雷达锥形区域比摄像头的目标视场更窄，摄像头一般具有大约20°的孔径角。

在下述雷达传感器的情况下，其中，距离数值和角度数值作为与位置有关的测量数据可以被获取，辐射角例如在20°到40°之间，因此雷达锥形区域可以具有与摄像头的目标视场大约一样的宽度。

像在现有技术中详细阐明的那样，激光扫描仪的扫描角度区域包含围绕扫描轴的盲区，在盲区中不能接收对于推导速度有用的测量数据，因此这些测量数据不会被评估。如果摄像头对于激光扫描仪如下这样地调整，即，摄像头至少局部包括扫描角度区域的两个分区，在这两个分区中，对于推导速度有用的测量数据被接收，那么盲区被目标视场所包括。

如果现在，像从现有技术中同样公知的，并且在对现有技术的描述中阐明的那样，从与推导位置有关的测量数据中确定车辆经过的行使轨迹，并且把这个行驶轨迹插入到图像记录中，该图像记录事先在车辆行驶穿过摄像头的目标区域（其至少部分包括传感器区域）期间在触发时间点上生成，那么，插入的行驶轨迹仅覆盖相应于被成像的传感器区域的图像记录中的区域。尤其，如果被成像的传感器区域沿被成像的车道不明显宽于车辆的长度，那么只有触发时间点位于驶入传感器区域与驶出传感器区域之间时，车辆才被覆盖。在此，与车辆有关的信息可能丢失。如果触发时间点滞后于被测量的车辆穿行传感器区域的时间点，那么插入的行使轨迹在图像记录中位于被测量的、被成像的车辆之后。如果有其他的车辆在图像记录中，那么可能出现如下情况，行使轨迹不能明确地配属给被测量的车辆，由此行使轨迹不能实现对被测量的车辆的可靠识别。

现在，根据本发明，插入的行驶轨迹应当通过外推法，也就是说超出可通过与位置有关的测量数据计算出的区域地，被延长地成像。

这种延长优选发生在整个图像记录中。

为了被成像的行使轨迹不覆盖被测量的车辆，并且为了获得对被测量的车辆的附加的确认，有利的是，车辆的典型的长度由与位置有关的测量数据（由其可以确定驶入与驶出之间的线路长度）、以及与速度有关的测量数据、并且由获取该测量数据的持续时间来确定，并且插入的行使轨迹根据典型的长度，在被测量的、被成像的车辆的位置上，也就是在照相点上，被中断。

尤其，当辐射传感器是雷达传感器时，在驶入与驶出之间的车辆穿行的线路长度依赖于如下距离区域而不同，在该距离区域中车辆疏远雷达传感器地穿行雷达锥形区域，因此，对线路长度的已知是必需的，以便借助路程-时间定律，在已知获取测量数据的持续时间与速度情况下可以确定典型的车辆长度。

获取测量数据的持续时间通过首次和末次测量时间点来限定，其中，辐射传感器的辐射在相关的车辆上被反射。

对于照相点如下是公知的：具有预先确定的时间延迟的触发时间点位于首次获取测量数据之后（也就是在到来的车辆驶入之后），或位于末次获取测量数据之后（也就是在离开的车辆驶出之后）。时间延迟是如此短，以至于在图像记录中，车辆不同的速度对被测量的车辆的位置仅产生可以忽略的影响，尤其当关于获取违规速度的时候，在这里不同车辆之间的速度差别被更严格的限定。也就是说，基本上只有当车辆描述了不同的行驶轨迹时，尤其适合于，当车辆行驶在不同行驶道上时，因此被成像的、被测量的车辆的位置和照相点在图像记录中是不同的。

如下对专业人士来说是清楚的，即，计算确定的行驶轨迹，以及由此通过外推法形成的、延长的行驶轨迹必须被转换到图片中，行驶轨迹通过摄像头光轴对传感器轴（比如雷达抽或扫描轴）的相对位置、也就是成像比例，以及通过摄像头物镜的变形来确定，以便于将行驶轨迹与被成像的目标视场相称地插入到图像记录中。

有利的是，插入的行驶轨迹作为条纹或中断的条纹映射到车道表面上，条纹在亮度方面看起来明显不同于车道表面。加亮的显示是尤其有利的。

在图1和图2中分别示出具有数据记录框和图像记录1的图像文档，在图像记录中，至少一辆行驶在车道上的车辆2被成像。车道分别在预先给定的照相点上成像的车辆2的前后沿着关于车辆2中断的条纹3（其代表了行驶轨迹）加亮显示。在车道上条纹3中断的车道区段的长度相应于用于被成像的车辆2的特征长度。

有利的是，区段起始在用于被测量车辆2的照相点上。像图1示出的那样，可以沿着区段（条纹3在该区段上被中断）在被成像的车辆2旁边，偏移于行驶轨迹地示出辅助条纹3.1，其具有与中断区段相同的长度。

利用根据本发明的方法创造图像记录1，相较于现有技术，被测量的并且在图像记录1中被成像的车辆2，作为被测量的车辆2被更清晰地标出。

附图标记列表

1     图像记录

2     车辆

3     条纹

3.1   辅助条纹

Claims (6)

1.用于在图像记录（1）中可靠地识别通过辐射传感器获取的车辆的方法，其中，在车辆（2）穿行辐射传感器的传感器区域的持续时间中，在多个测量时间点上获取与所述车辆的速度和位置有关的测量数据，当被测量的车辆（2）处于预先给定的照相点上时，借助摄像头生成包含所述传感器区域的目标区域的图像记录（1），并且从与位置有关的测量数据中确定所述车辆（2）经过的行驶轨迹，以及将这个行驶轨迹插入到所述图像记录（1）中，其特征在于，在使用与位置有关的测量数据的情况下，将被确定的行驶轨迹外推超出所述传感器区域并且插入到图像记录中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述行驶轨迹在整个目标区域上外推并且插入到所述图像记录（1）中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在使用与位置和速度有关的测量数据以及使用获取测量数据的持续时间的情况下确定所述车辆（2）的典型长度，并且被插入到所述图像记录（1）中的行驶轨迹在所述典型长度上通过中断部在车辆（2）在所述图像记录（1）中在被成像的行驶轨迹上所处之处上被中断。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，插入的行驶轨迹的中断部起始于所述照相点上。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述行驶轨迹以加亮被成像的车道的条纹（3）形式被插入。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述中断部的长度上，辅助条纹（3.1）偏移于所述条纹（3）地被成像。

Images