CZ19695U1

CZ19695U1 - Videodetekce s PMD-senzorikou

Info

Publication number: CZ19695U1
Application number: CZ200920964U
Authority: CZ
Inventors: Rosskopf@Manfred
Original assignee: Signalbau Huber Gmbh
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2009-06-08
Also published as: PL388112A1; HU0900109V0; DE202008007078U1; HU3689U

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení pro videodetekcí účastníků silničního provozu v oblasti křižovatky pomocí PMD - senzoriky.

Dosavadní stav techniky

Aktuálně se videodetekce pro účastníky silničního provozu realizuje vyhodnocováním obrazu pomocí barevných nebo černobílých kamer, které mají pokud možno doplňkově IR - světelné zdroje pro noční osvětlení. Potíže při vyhodnocování obrazu pomocí kamer spočívají v tom, že je třeba rozpoznat a odfiltrovat utváření stínů, překrývání jiných vozidel a střídající se světelné poměry. Potíže by se mohly zmírnit pomocí stereokamer a 3D - reprodukcí.

V automobilové oblasti se stále více používají kamery s PMD (Photo - Misch - Detektion) - senzorikou. Tato PMD - senzorika se vyznačuje odolností vůči střídajícím se světelným poměrům, jakož i necitlivostí vůči cizímu světlu a světlu pozadí. PMD - senzorový systém spočívá na principu měření průletové doby světla. Vyslané, frekvenčně modulované světlo, se od objektů ve snímané oblasti odrazí, a dostane se s fázovým zpožděním, závislým na průletové době, zpět do přijímací jednotky s PMD - senzory. PMD - senzory se rovněž modulují frekvencí světelného zdroje a směšují modulační signál s fázově posunutým světelným signálem ze snímané oblasti. V důsledku fázového posuvu na základě průletové doby se získá v pixelech vzdálenost k objektům ve snímané oblasti.

Obr. 4 ukazuje uspořádání pro měření průletové doby světla s kamerou s PMD - senzorem, která snímá paprsky IR - nebo laserového světelného zdroj e, odražené na objektu.

Aby se takové měření průletové doby pomocí PMD - senzorů, například na semaforovém zařízení na křižovatce, umožnilo, musejí být doplňkově ke světelným zdrojům signálních návěstidel semaforu instalovány ještě světelné zdroje a přijímač PMD - senzorového systému. V důsledku toho je na semaforovém zařízení potřeba více prostoru.

Spis DE 100 2006 025 020 Al popisuje systém na měření vzdálenosti, respektive Time - of Flight - (TOF -) osvětlení s osvětlovacím prostředkem pro systém na měření průletové doby.

Podle tohoto spisu může být TOF - osvětlení uspořádáno spolu se signálním nebo plošným osvětlením dohromady ve skříni osvětlení.

Tento spis však popisuje pouze uspořádání IR - nebo laserového světelného zdroje ve stejné skříni, jako ve skříni signálního návěstidla, takže v případě úpravy semaforového zařízení by musela být vyměněna i skříň.

Dále tento spis popisuje příklady provedení, u nichž mají TOF - osvětlení a signální a plošné osvětlení tentýž světelný prostředek. Takové uspořádání je použitelné pro vysokofrekvenčně modulovatelné osvětlovací prostředky, jako například červené svítivé diody. Avšak v takovém případě již nemohou být TOF osvětlení a signální, respektive plošné osvětlení, ovládány nezávisle na sobě.

Je proto úkolem technického řešení vylepšit zařízení podle stavu techniky.

Podstata technického řešení

Podle jednoho aspektu technického řešení se tento úkol řeší světelnou jednotkou, s: prvním světelným prostředkem, který vysílá světlo o vlnové délce ve viditelné oblasti, a druhým světelným prostředkem, který vysílá světlo o vlnové délce v neviditelné oblasti,

- 1 CZ 19695 Ul přičemž první světelný prostředek a druhý světelný prostředek jsou integrovány v jedné světelné jednotce a jsou ovladatelné separátně.

U moderních světelných prostředků, jako například svítivých diod, je dosahováno vysokého světelného výkonu, takže poěet světelných prostředků, potřebných na jednu světelnou jednotku, může být silně zredukován. Existuje možnost, pomocí jednotlivého světelného prostředku generovat dostačující světelnou intenzitu pro světelnou jednotku. Uvolněné místo uvnitř světelné jednotky může být proto využito pro součástky potřebné pro IR - nebo laserový světelný zdroj. Výhoda umístění ve světelné jednotce spočívá v dosažení nepřímého osvětlení pro zabránění přímého odrazu vlivem mlhy, deště nebo sněhu, jakož i ve správné orientaci světelné jednotky do příslušné jízdní dráhy vzhledem k účastníkům silničního provozu. Dále se může zjednodušit instalace, protože osvětlovací komponenty nemusejí být doplňkově upevňovány separátně na stožáru semaforu.

Podle dalšího aspektu technického řešení je prvním světelným prostředkem svítivá dioda, a slouží pro emitování světelného signálu, a druhým světelným prostředkem je infračervený nebo laserový světelný zdroj systému na měření průletové doby.

Dále technické řešení poskytuje signální návěstidlo s alespoň jednou, výše popsanou světelnou jednotkou. Světelná jednotka může dále zahrnovat přijímací jednotku pro snímání paprsků alespoň jednoho druhého světelného prostředku, odražených od objektu, přičemž přijímací jednotkou může být kamera s PMD senzorikou.

Technické řešení dále poskytuje výše popsané signální návěstidlo se světelnou jednotkou, která má jen první světelný prostředek.

Kromě toho poskytuje technické řešení signální návěstidlo s alespoň dvěma světelnými jednotkami, jak bylo výše popsáno, přičemž jak jednotlivé světelné jednotky, tak i jednotlivé světelné prostředky ve světelných jednotkách, jsou ovladatelné nezávisle na sobě.

Dále technické řešení poskytuje světelnou signalizaci s alespoň jedním, výše zmíněným signálním návěstidlem.

Dále technické řešení poskytuje světelnou signalizaci s prvním signálním návěstidlem, jak bylo výše zmíněno, a alespoň jedním druhým signálním návěstidlem, jak bylo výše zmíněno, přičemž alespoň druhé signální návěstidlo je separátně ovladatelné střídavě s prvním signálním návěstidlem, respektive doplňkově k němu.

Vlivem střídajícího se nebo doplňkového ovládání světelných jednotek v prvním signálním návěstidlu a druhém signálním návěstidlu se dá zlepšit osvětlení jízdní dráhy, a detekce může být prováděna spolehlivěji.

Technické řešení dále poskytuje výše zmíněnou světelnou signalizaci se separátní přijímací jednotkou pro snímání paprsků alespoň jednoho druhého světelného prostředku, odražených od objektu.

Podle dalšího aspektu technického řešení je separátní přijímací jednotkou kamera s PMD - senzorikou.

Přehled obrázků na výkresech

V následujícím se na základě připojených výkresů popisuje výhodný příklad provedení technického řešení.

Na připojených výkresech obr. 1 ukazuje světelnou jednotku podle příkladu provedení technického řešení;

obr. 2 ukazuje signální návěstidlo podle příkladu provedení technického řešení;

obr. 3 ukazuje světelnou signalizaci podle příkladu provedení technického řešení; a

-2CZ 19695 Ul obr. 4 ukazuje uspořádání pro měření průletové doby světla.

Příklady provedení

Na obr. 1 označuje vztahová značka 10 světelnou jednotku. Světelná jednotka 10 zahrnuje první světelný prostředek H a druhý světelný prostředek 1_2- Prvním světelným prostředkem ]_I je například svítivá dioda (LED) pro vysílání světla o vlnové délce ve viditelné oblasti. Druhým světelným prostředkem 12 je světelný zdroj pro vysílání světla o vlnové délce v neviditelné oblasti, jako je například IR - nebo laserový světelný zdroj, například LED, který se používá pro PMD - senzorový systém. Jak je z obr. 1 zřejmé, jsou první světelný prostředek 11 a druhý světelný prostředek J_2 společně namontovány ve světelné jednotce 10, to znamená, že oba světelné prostředky jsou integrovány v jedné světelné jednotce. Oba světelné zdroje však mohou být ovládány odděleně od sebe.

Doplňkově může být ve světelné jednotce 10 integrována přijímací jednotka 13, která snímá paprsky alespoň jednoho druhého světelného prostředku 12, odražené od objektu. Přijímací jednotkou 13 může být kamera s PMD - senzorem.

Obr. 1 ukazuje příklad pro rozdělení obou světelných prostředků H a 12 a přijímací jednotky J_3 uvnitř světelné jednotky 10. Rozdělení a počet obou světelných prostředků H a 12 a přijímací jednotky 13 ve světelné jednotce 10 však není omezeno na případ, ukázaný na obr. 1. Je použitelný každý možný počet a uspořádání obou světelných prostředků pro světelnou jednotku. Přijímací jednotka 13 může být také poskytnuta separátně, jak je v následujícím popsáno se zřetelem k obr. 3.

Obr. 2 ukazuje signální návěstidlo podle příkladu provedení technického řešení. Signální návěstidlo 21, znázorněné na obr. 2, zahrnuje celkově tri světelné jednotky 22 až 24. Přijímací jednotka 13 není na obr. 2 znázorněna. První obě světelné jednotky 22 a 23 mají vždy dva světelné prostředky H a 12 pro viditelné a neviditelné světlo, přičemž třetí světelné jednotka 24 má pouze první světelný prostředek JJ. pro viditelné světlo. Jak jednotlivé světelné jednotky 22 až 24, tak i jednotlivé světelné prostředky U a 12 ve světelných jednotkách jsou ovladatelné nezávisle na sobě. To znamená, že pro zlepšení osvětlení jízdní dráhy světlem v neviditelné oblasti může být například doplňkově k ovládání světelných prostředků JT a L2 v první světelné jednotce 22 ovládán druhý světelný prostředek 12 druhé světelné jednotky 23. Dále mohou být například pri ovládání světelné jednotky 24, která má jen první světelný prostředek H pro viditelné světlo, ovládány jeden nebo oba ze světelných prostředků 14,12 světelných jednotek 22 a 23.

Obr. 3 ukazuje světelnou signalizaci podle příkladu provedení technického řešení.

Na obr. 3 ukázaná světelná signalizace zahrnuje první signální návěstidlo 31 a druhé signální návěstidlo 32, které mají vždy tři světelné jednotky. Světelná signalizace podle obr. 3 zahrnuje separátní kameru 33 jako přijímací jednotku pro příjem paprsků druhého světelného prostředku ve světelných jednotkách v signálních návěstidlech, odražených objektem 34, jako je například vozidlo. Kamera 33 zahrnuje PMD - senzor. Kamera 33 může být uspořádána doplňkově k přijímací jednotce 13, integrované ve světelné jednotce, nebo místo ní.

Separátní kamera 33 může být instalována na libovolném bodě, na kterém mohou být přijímány odražené paprsky. Výhodně se upevní na zvýšeném bodě světelné signalizace s dobrou viditelností do křižovatky. Světelné prostředky se synchronizují s kamerovým systémem.

Podle obr. 3 je ukázána světelná signalizace s dvěma signálními návěstidly, přičemž signální návěstidlo 31 má dvě světelné jednotky s IR - nebo laserovými světelnými zdroji, a signální návěstidlo 32 má jen jednu světelnou jednotku s IR - nebo laserovými světelnými zdroji. Zbývající světelné jednotky v signálních návěstidlech zahrnují pouze svítivé diody pro viditelné světlo bez IR - nebo laserových světelných zdrojů, jak bylo výše popsáno ve vztahu k obr. 2.

Je však třeba poznamenat, že světelná signalizace není omezena na uspořádání, ukázané na obr. 3. Světelná signalizace, na kterou je technické řešení použitelné, může mít jen jedno nebo

-3 CZ 19695 Ul více než dvě signální návěstidla, přičemž signální návěstidla mohou mít vždy libovolný počet světelných jednotek s IR - nebo laserovými světelnými zdroji. Doplňkově může být přijímací jednotka integrována již v jedné nebo více světelných jednotkách.

Podle potřebné intenzity světla nebo výkonnosti světelného zdroje mohou být určité nebo všechny světelné jednotky vybaveny IR - nebo laserovým světelným zdrojem, který je synchronizován s kamerovým systémem osvětlené oblasti.

Jednotlivé světelné prostředky světelné signalizace mohou být ovládány odděleně od sebe, a světelné prostředky v signálním návěstidlu 32 mohou být ovládány střídavě se světelnými prostředky signálního návěstidla 31 nebo doplňkově ke světelným prostředkům signálního návěstidla 31, aby se zlepšilo osvětlení jízdní dráhy světlem v neviditelné oblasti.

Způsob fungování popsaného zařízení pro snímání objektů pomocí měření průletové doby světla odpovídá způsobu fungování PMD - senzorového systému podle stavu techniky.

Obr. 4 ukazuje uspořádání pro měření průletové doby světla s kamerou s PMD - senzorem 41, která snímá paprsky IR - nebo laserového světelného zdroje 42, odražené na objektu 43.

Co se týká výše uvedeného popisu příkladu provedení je zřejmé, že mohou být provedeny modifikace a změny, aniž by se vzdálily od rozsahu technického řešení.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Světelná jednotka (10), vyznačující se tím, že zahrnuje první světelný prostředek (11), který vysílá světlo o vlnové délce ve viditelné oblasti, a druhý světelný prostředek (12), který vysílá světlo o vlnové délce v neviditelné oblasti, přičemž první světelný prostředek a druhý světelný prostředek jsou integrovány ve světelné jednotce a jsou separátně ovladatelné.

2. Světelná jednotka (10) podle nároku 1, vyznačující se tím, že prvním světelným prostředkem (11) je svítivá dioda pro emitování světelného signálu.

3. Světelná jednotka (10) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že druhým světelným prostředkem (12) je infračervený nebo laserový světelný zdroj systému na měření průletové doby.

4. Světelná jednotka (10) podle některého z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že dále zahrnuje přijímací jednotku (13) pro snímání paprsků alespoň druhého světelného prostředku (12), odražených od objektu.

5 signální návěstidlo je separátně ovladatelné střídavě s prvním signálním návěstidlem, respektive doplňkově k němu.

5. Světelná jednotka podle nároku 4, vyznačující se tím, že přijímací jednotkou (13) je kamera s PMD - senzorikou.

6. Signální návěstidlo (21), vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jednu světelnou jednotku (10) podle některého z nároků 1 až 5.

7. Signální návěstidlo (21) podle nároku 6, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jednu další světelnou jednotku, která má jen první světelný prostředek (11).

8. Signální návěstidlo (21) podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň dvě světelné jednotky (10), přičemž jak jednotlivé světelné jednotky tak i jednotlivé světelné prostředky (11, 12) ve světelných jednotkách jsou ovladatelné nezávisle na sobě.

-4CZ 19695 Ul

9. Světelná signalizace, vyznačující se tím, že zahrnuje alespoň jedno signální návěstidlo (21) podle některého z nároků 6 až 8.

10. Světelná signalizace podle nároku 9, vyznačující se tím, že zahrnuje první signální návěstidlo (31) a alespoň jedno druhé signální návěstidlo (32), přičemž alespoň druhé

11. Světelná signalizace podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím, že dále zahrnuje separátní přijímací jednotku (33) pro snímání paprsků alespoň jednoho druhého světelného prostředku (12), odražených od objektu (34).

o

12. Světelná signalizace podle nároku 11, vyznačující se tím, že separátní přijímací jednotkou (33) je kamera s PMD - senzorikou.