DE102008006146B4 - Visual haze measurement in a surveillance area - Google Patents

Visual haze measurement in a surveillance area Download PDF

Info

Publication number
DE102008006146B4
DE102008006146B4 DE200810006146 DE102008006146A DE102008006146B4 DE 102008006146 B4 DE102008006146 B4 DE 102008006146B4 DE 200810006146 DE200810006146 DE 200810006146 DE 102008006146 A DE102008006146 A DE 102008006146A DE 102008006146 B4 DE102008006146 B4 DE 102008006146B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
light source
light
image
extinction coefficient
image sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE200810006146
Other languages
German (de)
Other versions
DE102008006146A1 (en
Inventor
Christoph Seewald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sick AG
Original Assignee
Sick Maihak GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sick Maihak GmbH filed Critical Sick Maihak GmbH
Priority to DE200810006146 priority Critical patent/DE102008006146B4/en
Publication of DE102008006146A1 publication Critical patent/DE102008006146A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102008006146B4 publication Critical patent/DE102008006146B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • G01N21/538—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke for determining atmospheric attenuation and visibility
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G01N21/15—Preventing contamination of the components of the optical system or obstruction of the light path
    • G01N2021/155—Monitoring cleanness of window, lens, or other parts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/1765—Method using an image detector and processing of image signal
    • G01N2021/177—Detector of the video camera type
    • G01N2021/1772—Array detector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • G01N21/274—Calibration, base line adjustment, drift correction
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/12—Circuits of general importance; Signal processing
    • G01N2201/127—Calibration; base line adjustment; drift compensation
    • G01N2201/12792—Compensating own radiation in apparatus

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Fire-Detection Mechanisms (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Sichttrübungsmessung in einem Überwachungsbereich (22), die eine Lichtempfangseinrichtung (36), mindestens eine Lichtquelle (26, 38) sowie eine Auswertungseinrichtung (24) aufweist, welche dafür ausgebildet ist, aus dem Abstand zwischen Lichtquelle (26, 38) und Lichtempfangseinrichtung (36) sowie einer Abschwächung der jeweils gemessenen Intensität von einer Sollintensität des bei freier Sicht ohne Sichttrübung auf die Lichtempfangseinrichtung (36) fallenden Lichts einen Extinktionskoeffizienten zu berechnen, wobei die Lichtquelle (26, 38) im Überwachungsbereich (22) angeordnet ist und als Lichtempfangseinrichtung (36) mindestens ein selektiertes lichtempfindliches Pixelelement eines matrixförmigen Bildsensors (20) zur Videoüberwachung mit einer Vielzahl von lichtempfindlichen Pixelelementen vorgesehen ist, wobei die Auswertungseinheit (24) dafür ausgebildet ist, diejenigen Pixelelemente zu selektieren, in deren Empfangsbereich die Lichtquelle (26, 38) liegt und wobei die Lichtquelle (26, 38) dafür ausgebildet ist, moduliertes Licht auszusenden.Device for measuring visibility in a surveillance area (22), which has a light receiving device (36), at least one light source (26, 38) and an evaluation device (24) which is designed for this purpose from the distance between light source (26, 38) and light receiving device (36) as well as a weakening of the respectively measured intensity from a desired intensity of the light falling on the light receiving device (36) falling light without visibility to calculate an extinction coefficient, wherein the light source (26, 38) in the monitoring area (22) is arranged and as a light receiving device (36) at least one selected photosensitive pixel element of a matrix-type image sensor (20) is provided for video surveillance with a plurality of photosensitive pixel elements, wherein the evaluation unit (24) is adapted to select those pixel elements in whose reception area the light source (26, 38) lies and wherein the light source (26, 38) is adapted to emit modulated light.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Sichttrübungsmessung in einem Überwachungsbereich mit einem matrixförmigen Bildsensor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 beziehungsweise 9.The The invention relates to a device and a method for measuring visibility in a surveillance area with a matrix-shaped image sensor according to the preamble of claim 1 and 9, respectively.

Nach einigen schweren Unfällen mit Bränden und damit verbundener Rauchentwicklung in europäischen Straßentunneln müssen diese mit verbesserten Sicherheitseinrichtungen versehen werden. Eine europäische Richtlinie EC 54/2004 wurde durch eine Richtlinie für die Ausrüstung und den Betrieb von Straßentunneln (RABT2006) in nationales Recht umgesetzt. Diese Richtlinien sehen vor, dass Tunnel ab einer bestimmten Risikoklasse mit automatischen, kamerabasierten Störfallerkennungssystemen auszurüsten sind. Zu den zu erkennenden Störfällen gehören außer Rauch Staus, Unfälle, verlorene Ladung, Liegenbleiber, Fußgänger auf der Fahrbahn und Geisterfahrer.To some serious accidents with fires and related smoke in European road tunnels, these must be provided with improved safety devices. A European Directive EC 54/2004 was replaced by a directive on equipment and the operation of road tunnels (RABT2006) has been transposed into national law. See these guidelines that tunnels above a certain risk class with automatic, camera-based accident detection systems equip are. The incidents to be detected include smoke Traffic jams, accidents, Lost cargo, lying down, pedestrians on the road and ghost driver.

Zur Raucherkennung im Brandfall wird in bekannten Systemen das gesamte Bild der Kamera auf seinen Bildkontrast ausgewertet und bei Unterschreiten eines bestimmten Kontrastwertes ein Alarm ausgelöst. Derartige Bildauswertungen erkennen zwar Rauch im Tunnel, aber die dabei realisierbare Fehlalarmrate ist für die Praxis nicht niedrig genug. Grund sind die Schwierigkeiten, die hohen Kontrastunterschiede des normalen Betriebs, etwa durch Lichtschwankungen, Verschmutzung der optischen Grenzflächen, Änderung der Szenerie durch verschiedenartige Fahrzeuge, Wasserfahnen und dergleichen von Kontrastabschwächung durch Rauch zu unterscheiden. Deshalb lassen sich derzeit kaum bessere Fehlalarmquoten als ein Fehlalarm je zwei Monate und Kamera erreichen. Bedenkt man die Zahl an Kameras pro Tunnel und den hohen Auf wand, den ein Fehlalarm auslöst, so läge eine akzeptable Fehlalarmrate dagegen bei einem Fehlalarm pro Messstelle und einigen Jahrzehnten.to Smoke detection in case of fire in known systems the entire Image of the camera evaluated on its image contrast and falls below a specific contrast value triggers an alarm. Such image evaluations Although smoke is detected in the tunnel, but the thereby achievable false alarm rate is for the practice is not low enough. Reason are the difficulties the high contrast differences of normal operation, such as through Light fluctuations, contamination of the optical interfaces, change the scenery by various vehicles, water flags and the like of contrast attenuation to distinguish by smoke. That's why you can hardly better these days False alarm rates as a false alarm every two months and reach camera. Considering the number of cameras per tunnel and the high wall, which triggers a false alarm, so would be an acceptable false alarm rate against a false alarm per metering point and a few decades.

In einem typischen Straßentunnel muss nicht nur die Rauchentwicklung durch Brände, sondern auch die Sichttrübung (Extinktionskoeffizient) an sich überwacht werden, um die Qualität der Luft im Tunnel beispielsweise durch Ansteuerung einer Belüftungsanlage zu erhalten. Für diese Aufgabe werden herkömmlich Transmissiometer oder Streulichtmessgeräte eingesetzt, da die aufgrund von Fahrzeugemissionen und Abriebpartikeln gestiegenen Extinktionskoeffizienten zu geringe Kontrastunterschiede im Bild verursachen, welche mittels Auswertung des Bildkontrasts und/oder der Strukturschärfe nicht zu erkennen sind.In a typical road tunnel not only the smoke caused by fires, but also the visibility turbidity (extinction coefficient) monitored in itself be to the quality the air in the tunnel, for example by controlling a ventilation system to obtain. For this task will become conventional Transmissiometer or scattered light meters used because of the vehicle emissions and wear particles have increased extinction coefficients To cause low contrast differences in the image, which means Evaluation of the image contrast and / or the structure sharpness not can be seen.

Aus der DE 100 11 411 C2 ist ein bildgebender Brandmelder bekannt, der aus Änderungen der Strukturschärfe in den Bildfolgen der Kamera gegebenenfalls eine Brandmeldung ableiten kann. Dabei wird in einer Ausführungsform auch die Art des Rauches identifiziert, indem die Partikelgröße von Rauchteilchen durch Lichtstreuung an diesen Rauchpartikeln erkannt wird, die eine Korona um eine Lichtquelle im Bildbereich erzeugen. Ergänzend wird auch die Helligkeit dieser Lichtquelle bewertet. Das System ist aber durch die globale Auswertung aller Pixel nicht dazu in der Lage, die Beeinträchtigung der Luft außerhalb eines Brandfalles auch bei geringem Rauchaufkommen zu erkennen, und es ist als reiner Brandmelder auch nicht dafür ausgelegt.From the DE 100 11 411 C2 an imaging fire detector is known, which may derive a fire message from changes in the structure sharpness in the image sequences of the camera, if necessary. In this case, in one embodiment, the type of smoke is identified by the particle size of smoke particles is detected by light scattering of these smoke particles that produce a corona around a light source in the image area. In addition, the brightness of this light source is also evaluated. However, the system is not able to detect the impairment of the air outside of a fire even at low smoke levels by the global evaluation of all pixels, and it is not designed as a pure fire detector.

Aus der US 2005/0100193 A1 ist eine Rauchdetektion bekannt, bei welcher über eine Serie von Kamerabildern die jeweils hellsten Bereiche als zu einer Lichtquelle korrespondierend erkannt und ausgewertet werden. Um Rauchbildung zu erkennen, werden Veränderungen in Spotgröße und Helligkeitsverteilungen in den selektierten hellsten Bereiche bewertet.From the US 2005/0100193 A1 a smoke detection is known in which a series of camera images, the brightest areas are recognized as corresponding to a light source and evaluated. To detect smoke, changes in spot size and brightness distributions in the selected brightest areas are evaluated.

In der WO 2006/050570 A1 wird ein Partikeldetektor vorgestellt, bei welchem eine Kamera Streulicht einer Laserlichtquelle auswertet. Dabei werden in dem Kamerabild interessierende Bereiche dynamisch definiert, um den variablen Auftreffort des Streulichts nachzuvollziehen.In the WO 2006/050570 A1 a particle detector is presented in which a camera evaluates scattered light from a laser light source. In this case, areas of interest in the camera image are dynamically defined in order to understand the variable impact location of the scattered light.

In einem Sichtmesssystem gemäß EP 1 596 185 A1 wird das Bild einer Kamera segmentiert, um in jedem Teilbild jeweils eine von mehreren längs einer Straße angeordneten Lichtquellen zu erfassen. Trübt sich die Sicht ein, so verschiebt sich in einem Intensitätshistogramm jedes Teilbilds der zur Lichtquelle gehörige Peak, und mit dieser Verschiebung wird die Sicht bewertet.In a vision system according to EP 1 596 185 A1 the image of a camera is segmented to detect one of a plurality of light sources arranged along a road in each partial image. If the vision becomes cloudy, an intensity histogram of each partial image shifts the peak belonging to the light source, and with this displacement the view is evaluated.

In der US 2003/0174332 A2 wird für ein videobasiertes Sichtmesssystem eine Anzahl von Schwarz-Weiß-Targets in unterschiedlichen Entfernungen aufgestellt. Eine Kamera sucht die Targets in ihrem Bild und speichert nur deren Pixelbereiche für die spätere Auswertung. Eine Sichtweite wird als der Punkt interpoliert, bei dem Schwarz-Weiß-Übergänge eines Targets nicht mehr vom Rauschen unterschieden werden können.In the US 2003/0174332 A2 For a video-based vision system, a number of black and white targets are set up at different distances. A camera searches for the targets in their image and only stores their pixel areas for later evaluation. Visibility is interpolated as the point at which black and white transitions of a target can no longer be distinguished from the noise.

Die WO 2007/104925 A2 zeigt ein optisches Transmissiometer. Eine Lichtquelle wird über große Entfernungen (30 km) von einem Newton-Teleskop aufgenommen, indem die hellsten Pixel gesucht werden. Dabei kann per Sender die Lichtintensität verstellt werden.The WO 2007/104925 A2 shows an optical transmissiometer. A light source is captured over long distances (30 km) by a Newtonian telescope, searching for the brightest pixels. The light intensity can be adjusted by the transmitter.

Andere Branderkennungssysteme basieren auf Temperatursensoren oder beispielsweise auf Lichtleitern, deren lichtleitende Eigenschaften sich temperaturabhängig ändern.Other Fire detection systems are based on temperature sensors or for example on light guides, the light-conducting properties of which change with temperature.

Angesichts dieses Standes der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine zuverlässige und einfache Sichttrübungsmessung anzugeben, die auch geringe Partikel- und Rauchemissionen erkennen kann.in view of This prior art, it is an object of the invention to provide a reliable and simple visual cloud measurement which also detect low particulate and smoke emissions can.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur Sichttrübungsmessung gemäß Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. Indem Pixel des Bildsensors selektiert werden, welche die aktive(n) Beleuchtung(en) abbilden, entstehen effektiv ein oder mehrere Transmissiometer, bestehend aus der aktiven Beleuchtung und den selektierten Pixeln. Damit wird es möglich, die Transmissionsmessung kamerabasiert vorzunehmen, so dass etwa eine ohnehin vorhandene Videoüber wachung mit zusätzlicher Funktionalität ausgenutzt werden kann, oder die für die Transmissionsmessung genutzten Bilder können umgekehrt für weitere Auswertungen zur Verfügung gestellt werden. Durch die Transmissionsauswertung wird die Fehlalarmrate erheblich reduziert, wobei weniger als ein Fehlalarm je 20 Jahre und Messstelle möglich wird.These The object is achieved by a device for visibility measurement according to claim 1 and a corresponding method according to claim 9 solved. By doing Pixels of the image sensor, which show the active illumination (s) effectively create one or more transmissiometers, consisting of the active illumination and the selected pixels. This will make it possible the transmission measurement to be made camera-based, so that about an already existing video surveillance with additional functionality can be exploited or used for the transmission measurement Pictures can in reverse for further evaluations available be put. Due to the transmission evaluation, the false alarm rate becomes Significantly reduced, with less than a false alarm every 20 years and measuring point possible becomes.

Wird mehr als eine Beleuchtung in der Vorrichtung eingesetzt, so sind die Beleuchtungen vorteilhafterweise in unterschiedlichem Abstand zu der Lichtempfangseinrichtung installiert. Dadurch entsteht je Beleuchtung ein Transmissiometer mit jeweils anderer Messstrecke, wobei jeder Beleuchtung die entsprechenden selektierten Pixel zuzuordnen sind. Durch Vergleich der Messwerte jedes dieser Transmissiometer wird es möglich, die Sichttrübung durch Rauch oder Fahrzeugemissionen zwischen den einzelnen Beleuchtungen zu ermitteln, um so eine Aussage über die räumliche Verteilung der sichttrübenden Stoffe entlang des Tunnels zu bekommen.Becomes more than one lighting used in the device, so are the illuminations advantageously at different distances installed to the light receiving device. This ever arises Illumination of a transmissiometer, each with a different measuring section, wherein each illumination to be assigned to the corresponding selected pixels. By comparing the readings of each of these transmissiometers it is possible the visual haze through Smoke or vehicle emissions between the individual lights to obtain a statement about the spatial distribution of visibly opaque substances to get along the tunnel.

Vorteilhafterweise ist die Auswertungseinheit dafür ausgebildet, aus Bilddaten des Bildsensors ein Maß für eine Rauchbelastung zu ermitteln. Damit werden die beiden Aufgaben, nämlich eine aus technischer Sicht sehr zuverlässige und schnelle Sichttrübungsmessung zur Ermittlung des durch Fahrzeugemissionen ansteigenden Extinktionskoeffizienten und Raucherkennung im Brandfall etwa mittels auf Kontrastunterschieden basierender Bildauswertung in einem einzigen Sensor integriert, so dass der apparative Aufwand ohne Einbuße an Zuverlässigkeit, Genauigkeit oder Funktionalität mit entsprechender Verringerung des finanziellen und organisatorischen Aufwands erheblich reduziert ist.advantageously, is the evaluation unit for it formed from image data of the image sensor is a measure of a smoke load to investigate. Thus, the two tasks, namely a from a technical point of view very reliable and fast visibility measurement for determining the extinction coefficient due to vehicle emissions and Smoke detection in case of fire, for example by means of contrast differences based image analysis integrated in a single sensor, so that the equipment required without sacrificing reliability, accuracy or functionality with corresponding reduction of financial and organizational effort is considerably reduced.

Die Auswertungseinheit ist bevorzugt dafür ausgebildet, das Maß aus einer Kontrastabschwächung der Bilddaten, einem Vergleich mit einem Referenzbild bei freier Sicht oder einem Helligkeitsabfall zu ermitteln, und insbesondere eine Plausibilitätsprüfung zwischen dem auf dem mindestens einen beleuchteten selektierten Pixel beruhenden Extinktionskoeffizienten und dem auf den Bilddaten beruhenden Maß vorzunehmen. Die Zuverlässigkeit der beiden Messungen erhöht sich also durch Plausibilitätsvergleiche. Die beiden Verfahren Bildauswertung auf dem Gesamtbild und Transmissionsmessung durch den mindestens einen selektieren Pixel können gemeinsam zu einer weiteren Reduktion der Fehlalarmrate herangezogen werden.The Evaluation unit is preferably designed to measure from a contrast attenuation the image data, a comparison with a reference image at free Sight or a decrease in brightness, and in particular a plausibility check between based on the at least one illuminated selected pixel Extinction coefficient and based on the image data measure. The reliability of the two measurements so through plausibility comparisons. The two methods image evaluation on the overall image and transmission measurement through the at least one select pixel can be shared with another Reduction of the false alarm rate are used.

Bevorzugt ist die Auswertungseinheit dafür ausgebildet, mittels des Bildsensors ein erstes Bild für die Sichttrübungsmessung und ein zweites Bild mit gegenüber dem ersten Bild veränderten Aufnahmeparameter, wie Helligkeit, Blende oder weitere, für die Ermittlung des Maßes aufzunehmen, wobei insbesondere das erste und zweite Bild zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgen, das erste Bild eine für Gesamtbildauswertungen geeignete Helligkeit und das zweite Bild eine geringere Helligkeit als das erste Bild aufweist. Damit werden die Bilder für die jeweilige Messung optimal angepasst.Prefers is the evaluation unit designed to by means of the image sensor, a first image for the visibility measurement and a second picture with opposite changed the first picture Recording parameters, such as brightness, aperture or more, for the determination of measure in particular, the first and second image in time follow each other directly, the first picture one for overall picture evaluations suitable brightness and the second image a lower brightness as the first picture has. This will be the pictures for each measurement optimally adapted.

Vorteilhafterweise ist ein Lichtquellen-Empfangselement vorgesehen, das in der Nähe jeder Lichtquelle angeordnet ist, um die von der jeweiligen Lichtquelle ausgesandte Lichtintensität zu überprüfen. Damit ist jederzeit sichergestellt, dass die aktive Beleuchtung noch intakt ist. Ein etwaiger Intensitätsabfall kann in der Auswertungseinheit für die selektierten Pixel und die Bildauswertung berücksichtigt werden. Somit sind Schwankungen oder Ausfall der aktiven Beleuchtung als Quellen für einen Fehlalarm ausgeschaltet und die Wahrscheinlichkeit für einen Fehlalarm weiter reduziert.advantageously, a light source receiving element is provided near each light source is arranged to the emitted by the respective light source Light intensity to check. In order to is ensured at all times that the active lighting is still intact is. A possible drop in intensity can in the evaluation unit for the selected pixels and the image evaluation are taken into account. Thus, fluctuations or failure of active lighting are considered Sources for a false alarm off and the probability of a false alarm further reduced.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtquelle dafür ausgebildet, zeitlich variables Licht auszusenden, insbesondere moduliertes Licht oder eine Blinksequenz. Damit können Gleichlichtschwankungen im Messsignal unterdrückt werden. Die Auswertungseinheit ist anhand der bekannten zeitlichen Variation in der Lage, die aktive Beleuchtung von Störern zu unterscheiden.In a further preferred embodiment is the light source for it designed to emit time-variable light, in particular modulated light or a flashing sequence. This can be DC light fluctuations be suppressed in the measurement signal. The evaluation unit is based on the known temporal variation able to distinguish the active illumination from interferers.

Die Lichtquelle weist bevorzugt eines oder mehrere der folgenden Elemente auf: eine Halbleiterlichtquelle, einen Laser, eine Halogenlampe, eine Gasentladungslampe, einen Reflektor oder einen Reflektorstreifen. Je nach Messstrecke kann somit eine gewünschte räumliche Ausdehnung der aktiven Beleuchtung und eine gewünschte Intensitätsverteilung erreicht werden. Ist die Lichtquelle ein passives Element, also ein angestrahlter Reflektor oder ein Reflektorstreifen, so kann die eigentliche Beleuchtung nahe bei der Kamera oder sogar in diese integriert sein. Das macht die Wartung und Installation einfacher.The Light source preferably has one or more of the following elements on: a semiconductor light source, a laser, a halogen lamp, a gas discharge lamp, a reflector or a reflector strip. Depending on the measuring path, a desired spatial extent of the active illumination can thus be achieved and a desired one intensity distribution be achieved. Is the light source a passive element, so an illuminated reflector or a reflector strip, so can the actual lighting close to the camera or even into this be integrated. This makes maintenance and installation easier.

Bevorzugt sind Staubschutzeinrichtungen, insbesondere Tuben vorgesehen, um die Vorrichtung und den Bildsensor vor Verschmutzung zu schützen, und/oder es ist eine Detektionseinrichtung für die Erkennung von Verunreinigungen oder Defekten einer Frontscheibe der Vorrichtung und/oder des Bildsensors vorgesehen. Damit lässt sich eine Beeinträchtigung der Frontscheibe durch Verschmutzungen als weitere Fehler quelle ausschließen oder zumindest einschränken, und dadurch werden die Zuverlässigkeit und die Wartungsintervalle erhöht.Dust protection devices, in particular tubes are preferably provided to protect the device and the image sensor from contamination, and / or a detection device is provided for the detection of impurities or defects of a front screen of the device and / or of the image sensor. This makes it possible to exclude or at least limit impairment of the windshield due to contamination as a further source of error, and this increases reliability and maintenance intervals.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf ähnliche Weise weitergebildet werden und zeigt dabei ähnliche Vorteile. Derartige vorteilhafte Merkmale sind beispielhaft, aber nicht abschließend in den sich an die unabhängigen Ansprüche anschließenden Unteransprüchen beschrieben. Umgekehrt sind auch den Verfahrensansprüchen analoge Ausgestaltungen für die Vorrichtung denkbar.The inventive method can on similar Be further developed and shows similar benefits. such advantageous features are exemplary, but not exhaustive in to the independent ones claims described subordinate claims. Conversely, the method claims analogous embodiments for the Device conceivable.

Insbesondere ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft, wenn die Lichtquellen an Stellen im Überwachungsbereich angeordnet werden, in welchen während des Betriebs die jeweilige Sichtlinie zwischen Lichtquelle und Bildsensor nicht unterbrochen wird, insbesondere bei einem Verfahren zur Raucherkennung in Tunneln an der Decke oder einer Wand oberhalb der zu erwartenden Höhe von Fahrzeugen. Damit kann jederzeit während des Betriebs die Transmission und damit der Extinktionskoeffizient gemessen werden. Die aktive Beleuchtung nutzt damit einen Teil des Bildsensors, der für die eigentliche Bildauswertung ohnehin weniger interessant wäre, weil er Wand- oder Deckenbereiche aufnimmt.Especially it is in the inventive method advantageous if the light sources in places in the surveillance area be arranged in which during of the operation the respective line of sight between light source and image sensor is not interrupted, especially in a method for detecting smoke in tunnels on the ceiling or a wall above the expected Height of Vehicles. This allows the transmission at any time during operation and thus the extinction coefficient are measured. The active one Lighting uses a part of the image sensor, which is responsible for the actual Image analysis would be less interesting anyway, because it takes up wall or ceiling areas.

Weiterhin ist bevorzugt, wenn die Signale des Bildsensors vorverarbeitet werden, insbesondere tiefpassgefiltert oder mit zunehmender Betriebsdauer weiter verstärkt werden, um Alterungsprozesse und/oder schleichende Verschmutzungen auszugleichen. Damit wird wiederum die Zuverlässigkeit gesteigert und die Fehlalarmquote gesenkt sowie die Wartungsbedürftigkeit herabgesetzt.Farther is preferred if the signals of the image sensor are preprocessed, in particular low-pass filtered or with increasing operating time further strengthened be to aging and / or creeping pollution compensate. This in turn increases the reliability and the Lower false alarm rate and reduced the need for maintenance.

Bei Überschreitung einer Schwelle des Extinktionskoeffizienten und/oder des Maßes wird vorteilhafterweise eine Belüftungsanlage aktiviert, ein Alarm ausgelöst oder eine Evakuierungsmaßnahme angestoßen. Da erfindungsgemäß alles von einer leichten Erhöhung der Partikel im Tunnel bis zu einer Brandkatastrophe erkannt werden kann, wird auf diese Weise mit der geeigneten Maßnahme reagiert.When exceeded a threshold of the extinction coefficient and / or the measure becomes advantageously a ventilation system activated, an alarm is triggered or triggered an evacuation measure. There Everything according to the invention from a slight increase the particles in the tunnel are detected until a fire catastrophe can respond in this way with the appropriate action.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile beispielhaft anhand von Ausführungsformen und unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Abbildungen der Zeichnung zeigen in:The Invention will also be described below with regard to further features and Advantages by way of example with reference to embodiments and reference on the attached Drawing closer explained. The illustrations of the drawing show in:

1 eine schematische Darstellung einer Straße in einem Tunnel mit einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Raucherkennung; 1 a schematic representation of a road in a tunnel with a first embodiment of the device according to the invention for detecting smoke;

2 einen beispielhaften Lichtfleck der aktiven Beleuchtung auf dem Bildsensor zur Erläuterung der selektierten Pixel; 2 an exemplary light spot of the active illumination on the image sensor for explaining the selected pixels;

3 eine schematische Darstellung gemäß 1 zu einer zweiten Ausführungsform, bei der die Lichtquelle über einen Reflektor realisiert ist; und 3 a schematic representation according to 1 to a second embodiment, wherein the light source is realized via a reflector; and

4 eine schematische Darstellung gemäß 1 zu einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der mehrere Lichtquellen beziehungsweise Reflektoren im Überwachungsbereich angeordnet sind. 4 a schematic representation according to 1 to a further embodiment of the invention, in which a plurality of light sources or reflectors are arranged in the monitoring area.

1 zeigt eine Kamera 10, die an einer Wand in einem Tunnel 12 mit einem Straßenverlauf 14 montiert ist. Die Kamera 10 ist in einer durch punktierte Linien und Kreise dargestellten Ausschnittvergrößerung zur besseren Erkennbarkeit ihrer Komponenten ein weiteres Mal dargestellt. Durch ein stilisiert dargestelltes Empfangsobjektiv 16 mit einem als Einzellinse 18 dargestellten optischen System und eine schützende Frontscheibe fällt Licht auf einen Bildaufnehmer 20. Der Bildaufnehmer ist ein pixelaufgelöster matrixförmiger Aufnahmechip, etwa auf CCD- oder CMOS-Technologie basierend. Die Kamera 10 erzeugt somit Bilddaten eines Überwachungsbereichs 22, nämlich eines Abschnitts des Tunnels 12. Üblicherweise wird eine Kamera 10 zur automatischen Störfalldetektion dabei so angeordnet, dass sie im Wesentlichen den Verkehrsraum betrachtet. Darüber hinaus befinden sich aber im Bild fast immer auch dauerhaft andere statische Bereiche, nämlich der Wände oder der Decke. 1 shows a camera 10 standing against a wall in a tunnel 12 with a road 14 is mounted. The camera 10 is shown once more in a detail enlargement represented by dotted lines and circles for better recognition of its components. Through a stylized reception lens 16 with a single lens 18 shown optical system and a protective windscreen light falls on an image sensor 20 , The imager is a pixel-resolved matrix-shaped recording chip, based for example on CCD or CMOS technology. The camera 10 thus generates image data of a surveillance area 22 namely a section of the tunnel 12 , Usually a camera 10 for automatic incident detection arranged so that it essentially considers the traffic area. In addition, there are almost always other permanently static areas in the picture, namely the walls or the ceiling.

An den Bildaufnehmer 20 ist eine Steuerung 24 angeschlossen, welche die Kamerafunktionen steuert und die Bilddaten auswertet. Diese Steuerung kann mit der Kamera in einem Gehäuse untergebracht oder extern sein. Im Überwachungsbereich 22 ist in bekanntem Abstand eine Lichtquelle 26 an einer Tunnelwand montiert, bevorzugt innerhalb eines der genannten statischen Bereiche. In unmittelbarer Nähe der Lichtquelle 26 ist ein Lichtempfänger 28 montiert, etwa eine Photodiode, um die ausgesandte Lichtintensität der Lichtquelle 26 zu ermitteln. Zu dem Lichtempfänger 28 kann Licht der Lichtquelle 26 auch indirekt geleitet werden, etwa über einen Halbspiegel. Die Sichtlinie zwischen Kamera 10 und Lichtquelle 26 kann dabei im Betrieb nicht unterbrochen werden, weil die Anordnung so gewählt ist, dass entweder keine Fahrzeuge die Sichtlinie queren oder Kamera 10 und Lichtquelle 26 oberhalb der Fahrzeughöhen montiert sind.To the imager 20 is a controller 24 connected, which controls the camera functions and evaluates the image data. This controller can be housed with the camera in a housing or external. In the surveillance area 22 is at a known distance a light source 26 mounted on a tunnel wall, preferably within one of said static areas. In the immediate vicinity of the light source 26 is a light receiver 28 mounted, such as a photodiode, to the emitted light intensity of the light source 26 to investigate. To the light receiver 28 can light the light source 26 also indirectly, for example via a half-mirror. The line of sight between camera 10 and light source 26 can not be interrupted during operation, because the arrangement is chosen so that either no vehicles cross the line of sight or camera 10 and light source 26 are mounted above the vehicle heights.

Die Steuerung 24 kann die Bilddaten in an sich bekannter Weise auf das Auftreten von Rauch auswerten, um einen Brandfall zu erkennen. Sie kann außerdem den Überwachungsbereich 22 auf die einleitend genannten Störfälle wie Stau, Unfall oder verlorene Ladung überwachen. Über eine drahtlose Schnittstelle 30, die auf einem beliebigen Standard wie WLAN, UMTS oder dergleichen basiert, können Bilddaten oder Auswertungsergebnisse zur weiteren Bearbeitung nach außen geleitet werden, aber auch ein Alarm oder Steuerbefehle an Störmelder, Absperrungen oder eine Tunnelbelüftung erzeugt werden. Alternativ zu einer drahtlosen Schnittstelle 30 kann die Kamera 10 auch drahtgebunden angeschlossen oder in ein Netz integriert sein, etwa durch direkte Verbindungen, Stromschleifen mit 4–20 mA mit Relais, oder serielle Schnittstellen wie Ethernet, Profibus oder RS485The control 24 the image data in a conventional manner to the occurrence of smoke Evaluate to detect a fire. It can also control the surveillance area 22 monitor for the aforementioned incidents such as traffic jams, accidents or lost loads. Via a wireless interface 30 which is based on any standard such as WLAN, UMTS or the like, image data or evaluation results can be sent to the outside for further processing, but also an alarm or control commands to alarms, barriers or tunnel ventilation are generated. Alternatively to a wireless interface 30 can the camera 10 also be wired or integrated into a network, such as direct connections, 4-20 mA current loops with relays, or serial interfaces such as Ethernet, Profibus or RS485

Eine entsprechende drahtlose oder drahtgebundene Schnittstelle 30 ist mit der Lichtquelle 26 und dem Lichtempfänger 28 verbunden. Die Steuerung 24 kann auf diese Weise die aus unmittelbarer Nähe der Lichtquelle 26 gemessene Lichtintensität des Lichtempfängers 28 abfragen und die Lichtquelle 26 ansteuern.An appropriate wireless or wired interface 30 is with the light source 26 and the light receiver 28 connected. The control 24 In this way it can be the immediate vicinity of the light source 26 measured light intensity of the light receiver 28 query and the light source 26 drive.

2 zeigt beispielhaft die Pixelanordnung des Bildaufnehmers 20 und einen Lichtfleck 34 als Abbild der Lichtquelle 26 bei freier Sicht. Diejenigen Pixel 36, welche direkt von der Lichtquelle 26 beleuchtet werden, die also unter dem Lichtfleck 34 liegen, werden für eine Transmissionsauswertung selektiert. Die Selektion kann im Rahmen der Installation, auf Knopfdruck oder bei Wartungen eingelernt werden. Dabei wird auch die Intensität des Lichtflecks 34 bei freier Sicht als Referenzwert vorab eingelernt. Veränderungen, auch spätere dynamische Veränderungen durch dynamisches Speichern weiterer Referenzwerte, werden überwacht, um die Transmission zu bestimmen, also den Extinktionskoeffizienten aus den Helligkeitswerten in den Pixeln 36 und dem bekannten zu parametrierenden Abstand zwischen Lichtquelle 26 und Kamera 10 (genaugenommen deren Frontscheibe, denn innerhalb des Kameragehäuses ist keine Beeinträchtigung der Sicht zu erwarten) zu berechnen. Die selektierten Pixel 36 und die Lichtquelle 26 wirken somit als integriertes Transmissiometer. 2 shows by way of example the pixel arrangement of the image sensor 20 and a spot of light 34 as an image of the light source 26 with a clear view. Those pixels 36 which is directly from the light source 26 be illuminated, that is, under the light spot 34 are selected, are selected for a transmission evaluation. The selection can be learned as part of the installation, at the push of a button or during maintenance. It also the intensity of the light spot 34 In the case of clear view, the reference value has been taught in advance. Changes, including later dynamic changes by dynamically storing further reference values, are monitored in order to determine the transmission, ie the extinction coefficient from the brightness values in the pixels 36 and the known distance to be parameterized between the light source 26 and camera 10 (Strictly speaking, their windscreen, because within the camera body, no impairment of the view is to be expected) to calculate. The selected pixels 36 and the light source 26 thus act as an integrated transmissiometer.

Die Vorrichtung ist also zu einer Transmissionsmessung ebenso in der Lage wie zu einer Rauchauswertung durch Bildauswertungen, etwa mittels Erkennung von Kontrastschwankungen. Dabei sind auch Kombinationen von der Erfindung umfasst: Der Einsatz als Transmissiometer, der Einsatz als Transmissiometer zur Sichttrübungsmessung mit zusätzlicher Raucherkennung und auch eine gegenseitige Plausibilitätsprüfung beider Messungen zur weiter verbesserten Vermeidung von Fehlalarmen. Die Pixel 36 können bereits einen leichten Anstieg des Extinktionskoeffizienten erkennen, der nur auf Fahrzeugemissionen zurückzuführen ist. Sie erkennen natürlich erst recht den Rauch eines Brandherdes anhand des erheblich weiter angestiegenen Extinktionskoeffizienten.The device is therefore capable of measuring the transmission as well as of evaluating the smoke by means of image evaluations, for example by detecting contrast fluctuations. In this case, combinations of the invention are also included: The use as a transmissiometer, the use as a transmissiometer for visibility measurement with additional smoke detection and also a mutual plausibility check of both measurements to further improve the prevention of false alarms. The pixels 36 can already see a slight increase in the extinction coefficient, which can only be attributed to vehicle emissions. Of course, you will certainly recognize the smoke of a source of fire on the basis of the significantly increased extinction coefficient.

Derselbe Bildaufnehmer 20 kann also erfindungsgemäß für zwei Auswertungen verwendet werden, nämlich die Transmissionsmessung und Raucherkennung durch Bildauswertung. Die Pixel 36 können eine Doppelfunktion haben, aber auch ausschließlich für die Transmissionsmessung verwendet werden. Somit ist denkbar, jeweils ein und dasselbe aufgenommene Bild sowohl für die Messung der Sichttrübung wie für die Raucherkennung zu auszuwerten. Alternativ können jeweils eigene Bilder für eine Transmissionsmessung und eigene Bilder für eine Raucherkennung aufgenommen werden. Dann können Aufnahmeparameter, insbesondere die Bildhelligkeit, so eingestellt werden, dass sie für die vorgesehene Art der Messung optimal angepasst sind. So ist eine Bildauswertung, wie sie bei der Rauchmeldung oder auch für eine Videoüberwachung verwendet wird, gewöhnlich bei größerer Helligkeit vorzunehmen als eine Transmissionsmessung, weil die Pixel auf die aktive Lichtquelle 26 ausgerichtet sind.The same imager 20 can therefore be used according to the invention for two evaluations, namely the transmission measurement and smoke detection by image analysis. The pixels 36 can have a dual function, but can also be used exclusively for the transmission measurement. Thus, it is conceivable to evaluate one and the same recorded image both for the measurement of the visual haze and for the smoke detection. Alternatively, separate images for a transmission measurement and own images for a smoke detection can be recorded. Then recording parameters, in particular the image brightness, can be adjusted so that they are optimally adapted for the intended type of measurement. Thus, an image evaluation, as used in the smoke detection or for a video surveillance, usually make at higher brightness than a transmission measurement, because the pixels on the active light source 26 are aligned.

Diese Bilder für die beiden unterschiedlichen Messungen können zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgen, es ist aber auch möglich, die beiden Messungen in voneinander unterschiedlichen Zeitabständen vorzunehmen.These Pictures for the two different measurements can follow one another directly in time, but it is also possible to perform the two measurements in mutually different time intervals.

Die selektierten Pixel 36 können auch für einen Selbsttest der Kamera 10 verwendet werden, denn zumindest die Lichtquelle 26 muss erkannt werden, wenn das System noch zuverlässige Bilddaten liefern soll. Dazu kann das Licht der Lichtquelle 26 auch variiert werden, um beispielsweise eingebrannte „stuck-at-high”-Pixelfehler oder auch andere Pixelfehler wie tote Pixel, zu stark rauschende Pixel etc. zu erkennen.The selected pixels 36 can also do a self-test of the camera 10 be used, because at least the light source 26 must be detected if the system is still to provide reliable image data. This may be the light of the light source 26 can also be varied to recognize, for example, burned-in "stuck-at-high" pixel errors or other pixel errors such as dead pixels, excessively high-noise pixels, etc.

Eine solche Modulation oder Variation der Lichtstärke der Lichtquelle 26 kann auch dazu dienen, in der Bildauswertung das Nutzlicht der Lichtquelle 26 von Störlicht, etwa durch Scheinwerfer der Fahrzeuge, zu unterscheiden und damit die Auswertung robuster zu machen. Das Wechsellichtsignal der Lichtquelle 26 wird mit der Kamera 10 synchronisiert, um Gleichlichtschwankungen im Messsignal zu unterdrücken. Eine einfache Lösung für zeitliche Variationen ist ein An-Aus-Wechsel, der sehr einfach erzeugt werden kann, indem ein vorhandenes Trigger-Signal so gesteuert wird, dass zwei aufeinanderfolgende Aufnahmen einmal mit „Beleuchtung An” und dann mit „Be leuchtung Aus” aufgenommen werden. Die Modulationen können auch genutzt werden, um den Lichtempfänger 28 zu testen.Such a modulation or variation of the light intensity of the light source 26 can also serve, in the image analysis, the useful light of the light source 26 Distinguished by stray light, such as headlights of the vehicles, and thus to make the evaluation more robust. The alternating light signal of the light source 26 is with the camera 10 synchronized to suppress stray light fluctuations in the measurement signal. A simple solution to temporal variations is an on-off change that can be easily created by controlling an existing trigger signal so that two consecutive shots are taken once with "Illumination On" and then "Illumination Off" become. The modulations can also be used to the light receiver 28 to test.

Der Lichtempfänger 28 stellt eine gleichbleibende Intensität der Lichtquelle 26 sicher beziehungsweise liefert Signale über dessen Veränderungen, die dann von der Steuerung 24 kompensiert werden können oder, wenn dies nicht mehr möglich ist, zu einer Wartungsanforderung führen.The light receiver 28 represents an equal intensity of the light source 26 safely or provides signals about its changes, which then from the controller 24 can be compensated or, if this is no longer possible, lead to a maintenance request.

Um die Verschmutzung der optischen Wege zu begrenzen, also vor allem der Frontscheibe der Kamera 10, sind Schutzeinrichtungen vorzusehen, etwa Tuben, um Eintrübungen durch Verschmutzung zu begrenzen. Alternativ oder zusätzlich kann die Frontscheibe durch Zusatzeinrichtungen oder Bildauswertung auf Defekte und Verunreinigungen untersucht werden.To limit the contamination of the optical paths, so especially the front screen of the camera 10 , protective devices, such as tubes, shall be provided to limit turbidity due to contamination. Alternatively or additionally, the front screen can be examined for defects and impurities by means of additional devices or image evaluation.

Sämtliche Signale können tiefpassgefiltert werden, um sehr langsame Änderungen durch langsame Verschmutzung oder Alterung der Bauelemente auszugleichen. Möglich ist auch, Verstärkungsfaktoren der Signale entsprechend anzupassen.All Signals can low-pass filtered to very slow changes due to slow pollution or to compensate for aging of the components. Also possible is gain factors to adjust the signals accordingly.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Dabei bezeichnen hier und im Folgenden gleiche Bezugszeichen die gleichen Merkmale. Die weitere Ausführungsform unterscheidet sich darin, dass statt einer aktiven Lichtquelle 26 im Überwachungsbereich 22 nur ein passiver Reflektor 38 vorgesehen ist, während Lichtquelle 26 und Lichtempfänger 28 in die Kamera 10 integriert sind. Dabei kann der Bildaufnehmer 20 durch geeignete optische Ankopplung auch noch die Aufgabe des Lichtempfängers 28 übernehmen. Die Integration der Lichtquelle 26 hat den Vorteil, dass auf eine Schnittstelle 32 verzichtet werden bzw. diese durch eine kurze direkte Verbindung ersetzt werden kann. Im Überwachungsbereich 22 muss lediglich noch der passive Reflektor 38 montiert werden. 3 shows a further embodiment of the invention. Here, and in the following like reference numerals designate the same features. The further embodiment differs in that instead of an active light source 26 in the surveillance area 22 only a passive reflector 38 is provided while light source 26 and light receiver 28 into the camera 10 are integrated. In this case, the image sensor 20 by suitable optical coupling also the task of the light receiver 28 take. The integration of the light source 26 has the advantage of being on an interface 32 be omitted or this can be replaced by a short direct connection. In the surveillance area 22 all that's left is the passive reflector 38 to be assembled.

Als Lichtquelle 26 kann erfindungsgemäß auch eine Vielzahl von aktiven Lichtquellen, also Halbleiterdioden, Halogenlampen oder dergleichen, eine Vielzahl von geometrisch verschiedenen Reflektoren wie kleinen, annähernd punktförmigen oder streifenförmigen Reflektoren oder auch eine Mischung aus all diesen Komponenten eingesetzt werden.As a light source 26 can also be used according to the invention, a variety of active light sources, ie semiconductor diodes, halogen lamps or the like, a variety of geometrically different reflectors such as small, approximately punctiform or strip-shaped reflectors or a mixture of all these components.

In 4 ist nochmals eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die sich darin unterscheidet, dass im Überwachungsbereich 22 mehrere Lichtquellen 26a–c derart angeordnet sind, dass der Lichtweg von jeder Lichtquelle 26a–c zu der Kamera 10 im Betrieb weder durch Fahrzeuge noch durch Einbauten unterbrochen wird. Die Lichtquellen 26a–c können erneut alternativ als Reflektoren ausgebildet sein, wie dies im Zusammenhang mit 3 beschrieben wurde, und das Licht einer gemeinsam genutzten bei der Kamera angeordneten Lichtquelle zurückwerfen. Auch die Merkmale der im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Ausführungsform lassen sich hier kombinieren, etwa die Messung der ausgesandten Intensität der Lichtquellen 26a–c mit jeweils weiteren Lichtempfängern (in 1 Bezugszeichen 28). Die Steuerung 24 selektiert für Transmissionsmessungen diejenigen Pixel, welche jeweils eine der Lichtquellen 26a–c abbilden. Damit ist es möglich, Informationen über die räumliche Verteilung von sichttrübenden Partikeln zu gewinnen, oder mittels Durchschnittsbildung, weiteren statistischen oder sonstigen mathematischen Verfahren bessere Aussagen über die Sichttrübung zu erhalten als mit nur einer Transmissionsmessung bei nur einer Lichtquelle. Ferner ist denkbar, für jede Lichtquelle gesondert ein in seinen Aufnahmeparametern für die Auswertung angepasstes Bild aufzunehmen oder zu modulieren, wie dies für eine einzelne Lichtquelle weiter oben beschrieben ist.In 4 Yet another embodiment of the invention is shown, which differs in that in the surveillance area 22 several light sources 26a C are arranged such that the light path from each light source 26a -C to the camera 10 is interrupted during operation neither by vehicles nor by internals. The light sources 26a -C may alternatively be formed as reflectors, as in connection with 3 and reflect the light from a shared light source located at the camera. Also the characteristics of related 1 described embodiment can be combined here, such as the measurement of the emitted intensity of the light sources 26a -C with additional light receivers (in 1 reference numeral 28 ). The control 24 selects for transmission measurements those pixels, each one of the light sources 26a -C picture. This makes it possible to obtain information about the spatial distribution of visibly clouding particles, or to obtain better information about the visual haze by means of averaging, further statistical or other mathematical methods than with only one transmission measurement with only one light source. It is also conceivable for each light source separately to record or modulate an image adapted for its evaluation in its acquisition parameters, as described above for a single light source.

Erfindungsgemäß kann somit ein Messsystem, nämlich das zusätzliche Transmissiometer, im Tunnel eingespart und dennoch eine sehr geringe Fehlalarmrate für Raucherkennung im Tunnel mittels Bildauswertung erreicht werden. Diese Lösung ist kostengünstig, und die Messeinrichtung kann etwas entfernt vom erhitzten Bereich liegen und ist daher in der Lage, den Brandherd anfänglich zu visualisieren, um geeignete Gegenmaßnahmen zu planen. Dabei ist das visualisierende System, etwa für zusätzliche Überwachungsaufgaben durch Bedienpersonal oder zu Dokumentationszwecken, mit dem branderkennenden System identisch. Obwohl die konkreten Ausführungsformen sich auf die Montage in einem Tunnel beziehen, kann die Erfindung auch in Räumen, Montagehallen, an freiliegenden Straßen oder in anderen Umgebungen eingesetzt werden.Thus, according to the invention a measuring system, namely the extra Transmissiometer, saved in the tunnel and still a very low false alarm rate for smoke detection be achieved in the tunnel by means of image analysis. This solution is inexpensive, and The measuring device may be slightly away from the heated area and is therefore able to initially visualize the source of the fire appropriate countermeasures to plan. Here is the visualizing system, for example for additional monitoring tasks by operating personnel or for documentation purposes, with the brand recognition System identical. Although the specific embodiments are based on the assembly in a tunnel, the invention can also be used in rooms, assembly halls, on exposed roads or in other environments.

Claims (17)

Vorrichtung zur Sichttrübungsmessung in einem Überwachungsbereich (22), die eine Lichtempfangseinrichtung (36), mindestens eine Lichtquelle (26, 38) sowie eine Auswertungseinrichtung (24) aufweist, welche dafür ausgebildet ist, aus dem Abstand zwischen Lichtquelle (26, 38) und Lichtempfangseinrichtung (36) sowie einer Abschwächung der jeweils gemessenen Intensität von einer Sollintensität des bei freier Sicht ohne Sichttrübung auf die Lichtempfangseinrichtung (36) fallenden Lichts einen Extinktionskoeffizienten zu berechnen, wobei die Lichtquelle (26, 38) im Überwachungsbereich (22) angeordnet ist und als Lichtempfangseinrichtung (36) mindestens ein selektiertes lichtempfindliches Pixelelement eines matrixförmigen Bildsensors (20) zur Videoüberwachung mit einer Vielzahl von lichtempfindlichen Pixelelementen vorgesehen ist, wobei die Auswertungseinheit (24) dafür ausgebildet ist, diejenigen Pixelelemente zu selektieren, in deren Empfangsbereich die Lichtquelle (26, 38) liegt und wobei die Lichtquelle (26, 38) dafür ausgebildet ist, moduliertes Licht auszusenden.Device for measuring visibility in a surveillance area ( 22 ) comprising a light receiving device ( 36 ), at least one light source ( 26 . 38 ) as well as an evaluation device ( 24 ), which is formed from the distance between the light source ( 26 . 38 ) and light receiving device ( 36 ) and a weakening of the respective measured intensity from a desired intensity of the free view without visual clouding on the light receiving device ( 36 ) light to calculate an extinction coefficient, the light source ( 26 . 38 ) in the surveillance area ( 22 ) is arranged and as a light receiving device ( 36 ) at least one selected photosensitive pixel element of a matrix-type image sensor ( 20 ) is provided for video surveillance with a plurality of photosensitive pixel elements, wherein the evaluation unit ( 24 ) is adapted to select those pixel elements in whose reception area the light source ( 26 . 38 ) and where the light source ( 26 . 38 ) is adapted to emit modulated light. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl zueinander versetzt angeordneter Lichtquellen (26a–c) in dem Überwachungsbereich (22) vorgesehen ist und die Auswertungseinheit (24) dafür ausgebildet ist, je Lichtquelle (26a–c) diejenigen Pixelelemente zu selektieren, in deren Empfangsbereich die jeweilige Lichtquelle (26a–c) liegt, für jede Lichtquelle (26a–c) einen Teil-Extinktionskoeffizienten und daraus eine räumlichen Verteilung des Extinktionskoeffizienten und/oder durch unterschiedliche Gewichtung einen genaueren Extinktionskoeffizienten zu berechnen.Apparatus according to claim 1, wherein a plurality of mutually staggered light sources ( 26a -C) in the surveillance area ( 22 ) and the evaluation unit ( 24 ) is designed for each light source ( 26a -C) to select those pixel elements in whose reception area the respective light source ( 26a -C), for each light source ( 26a -C) calculate a partial extinction coefficient and from this a spatial distribution of the extinction coefficient and / or by different weighting a more accurate extinction coefficient. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Auswertungseinheit (24) dafür ausgebildet ist, aus Bilddaten des Bildsensors (20) ein Maß für eine Rauchbelastung zu ermitteln.Apparatus according to claim 1 or 2, wherein the evaluation unit ( 24 ) is adapted to image data from the image sensor ( 20 ) to determine a measure of smoke pollution. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Auswertungseinheit (24) dafür ausgebildet ist, das Maß aus einer Kontrastabschwächung der Bilddaten, einem Vergleich mit einem Referenzbild bei freier Sicht oder einem Helligkeitsabfall zu ermitteln, und insbesondere eine Plausibilitätsprüfung zwischen dem auf dem beleuchteten selektierten Pixel (36) beruhenden Extinktionskoeffizienten und dem auf den Bilddaten beruhenden Maß vorzunehmen.Apparatus according to claim 3, wherein the evaluation unit ( 24 ) is adapted to determine the measure of a contrast attenuation of the image data, a comparison with a reference image in free view or a brightness decrease, and in particular a plausibility check between the selected on the illuminated pixel ( 36 ) and the amount based on the image data. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Auswertungseinheit (24) dafür ausgebildet ist, mittels des Bildsensors (20) ein erstes Bild für die Sichttrübungsmessung und ein zweites Bild mit gegenüber dem ersten Bild veränderter Helligkeit für die Ermittlung des Maßes aufzunehmen, wobei insbesondere das erste und zweite Bild zeitlich unmittelbar aufeinanderfolgen, das erste Bild eine für Gesamtbildauswertungen geeignete Helligkeit und das zweite Bild eine geringere Helligkeit als das erste Bild aufweist.Apparatus according to claim 3 or 4, wherein the evaluation unit ( 24 ) is designed for, by means of the image sensor ( 20 ) to record a first image for the visibility measurement and a second image with respect to the first image changed brightness for the determination of the measure, in particular, the first and second image immediately follow in time, the first image suitable for overall image evaluations brightness and the second image a lower Brightness as the first image. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Lichtquellen-Empfangselement (28) vorgesehen ist, das in der Nähe der Lichtquelle (26) angeordnet ist, um die von der Lichtquelle (26) ausgesandte Lichtintensität zu überprüfen.Device according to one of the preceding claims, wherein a light source receiving element ( 28 ), which is close to the light source ( 26 ) is arranged to the from the light source ( 26 ) to check emitted light intensity. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (26, 38) eines oder mehrere der folgenden Elemente aufweist: eine Halbleiterlichtquelle, einen Laser, eine Halogenlampe, eine Gasentladungslampe, einen Reflektor oder einen Reflektorstreifen.Device according to one of the preceding claims, wherein the light source ( 26 . 38 ) comprises one or more of: a semiconductor light source, a laser, a halogen lamp, a gas discharge lamp, a reflector or a reflector strip. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Staubschutzeinrichtungen, insbesondere Tuben vorgesehen sind, um die Vorrichtung und den Bildsensor (20) vor Verschmutzung zu schützen und/oder wobei eine Detektionseinrichtung für die Erkennung von Verunreinigungen oder Defekten einer Frontscheibe der Vorrichtung und/oder des Bildsensors (20) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, wherein dust protection devices, in particular tubes are provided to the device and the image sensor ( 20 ) to protect against contamination and / or wherein a detection device for the detection of impurities or defects of a windshield of the device and / or the image sensor ( 20 ) is provided. Verfahren zur Sichttrübungsmessung in einem Überwachungsbereich (22), bei dem aus dem Abstand zwischen mindestens einer Lichtquelle (26, 38) und einer Lichtempfangseinrichtung (36) sowie einer Abschwächung der jeweils gemessenen Intensität von einer Sollintensität des bei freier Sicht ohne Sichttrübung auf die Lichtempfangseinrichtung (36) fallenden Lichts ein Extinktionskoeffizient berechnet wird, wobei die Lichtquelle (26, 38) im Überwachungsbereich (22) angeordnet wird und in der Lichtempfangseinrichtung (36) min destens ein lichtempfindliches Pixelelement eines matrixförmigen Bildsensors (20) zur Videoüberwachung mit einer Vielzahl von lichtempfindlichen Pixelelementen selektiert wird, so dass die Lichtquelle (26, 38) im Empfangsbereich des mindestens einen selektierten Pixelelements liegt, und wobei die Lichtquelle (26, 38) moduliertes Licht aussendet.Method for measuring visibility in a surveillance area ( 22 ), in which the distance between at least one light source ( 26 . 38 ) and a light receiving device ( 36 ) and a weakening of the respective measured intensity from a desired intensity of the free view without visual clouding on the light receiving device ( 36 ), an extinction coefficient is calculated, the light source ( 26 . 38 ) in the surveillance area ( 22 ) and in the light receiving device ( 36 ) at least one photosensitive pixel element of a matrix-type image sensor ( 20 ) is selected for video surveillance with a plurality of photosensitive pixel elements, so that the light source ( 26 . 38 ) lies in the reception area of the at least one selected pixel element, and wherein the light source ( 26 . 38 ) transmits modulated light. Verfahren nach Anspruch 9, wobei eine Vielzahl zueinander versetzt angeordneter Lichtquellen (26a–c) in dem Überwachungsbereich (22) angeordnet wird und je Lichtquelle (26a–c) diejenigen Pixelelemente selektiert werden, in deren Empfangsbereich die jeweilige Lichtquelle (26a–c) liegt, und für jede Lichtquelle (26a–c) ein Teil-Extinktionskoeffizienten und daraus eine räumlichen Verteilung des Extinktionskoeffizienten und/oder durch unterschiedliche Gewichtung ein genauerer Extinktionskoeffizient berechnet wird.The method of claim 9, wherein a plurality of mutually staggered light sources ( 26a -C) in the surveillance area ( 22 ) and depending on the light source ( 26a C) those pixel elements are selected in whose reception area the respective light source ( 26a -C), and for each light source ( 26a -C) a partial extinction coefficient and from this a spatial distribution of the extinction coefficient and / or by a different weighting a more accurate extinction coefficient is calculated. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei aus Bilddaten des Bildsensors ein Maß für eine Rauchbelastung ermittelt wird, und wobei das Maß aus einer Kontrastabschwächung der Bilddaten, einem Vergleich mit einem Referenzbild bei freier Sicht oder einem Helligkeitsabfall ermittelt wird, und wobei eine Plausibilitätsprüfung zwischen dem auf dem beleuchteten selektierten Pixel beruhenden Extinktionskoeffizienten und dem auf den Bilddaten beruhenden Maß vorgenommen wird.A method according to claim 9 or 10, wherein image data of the image sensor is a measure of a smoke load is determined, and wherein the measure of a contrast attenuation of Image data, a comparison with a reference image in free view or a brightness decrease is determined, and wherein a plausibility check between the extinction coefficient based on the illuminated selected pixel and based on the image data. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei ein erstes Bild für die Sichttrübungsmessung und ein zweites Bild mit gegenüber dem ersten Bild veränderter Helligkeit für die Ermittlung des Maßes aufgenommen wird, wobei insbesondere das erste und zweite Bild zeitlich unmittelbar nacheinander, das erste Bild mit einer für Gesamtbildauswertungen geeigneten Helligkeit und das zweite Bild mit einer geringeren Helligkeit als das erste Bild aufgenommen werden.Method according to one of claims 9 to 11, wherein a first Picture for the visibility measurement and a second picture with opposite the first picture changed Brightness for the determination of the measure is recorded, in particular the first and second image in time immediately after one another, the first picture with one for overall picture evaluations suitable brightness and the second image with lower brightness as the first picture to be taken. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei die ausgesandte Lichtintensität in der Nähe der Lichtquelle (26) überprüft wird.Method according to one of claims 9 to 12, wherein the emitted light intensity in the vicinity of the light source ( 26 ) is checked. Verfahren nach einem Ansprüche 9 bis 13, wobei Gleichlichtschwankungen durch Synchronisation zwischen Bildsensor (20) und Lichtquelle (26, 38) kompensiert werden.Method according to one of claims 9 to 13, wherein constant light fluctuations due to synchronization between image sensor ( 20 ) and light source ( 26 . 38 ) be compensated. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Lichtquelle (26, 38) an einer Stelle im Überwachungsbereich angeordnet wird, in der während des Betriebs die Sichtlinie zwischen Lichtquelle (26, 38) und Bildsensor (20) nicht unterbrochen wird, insbesondere bei einem Verfahren zur Raucherkennung in Tunneln (12) an der Decke oder einer Wand oberhalb der zu erwartenden Höhe von Fahrzeugen.Method according to one of claims 9 to 14, wherein the light source ( 26 . 38 ) is placed at a location in the surveillance area where, during operation, the line of sight between the light source ( 26 . 38 ) and image sensor ( 20 ), in particular in a method for detecting smoke in tunnels ( 12 ) on the ceiling or a wall above the expected height of vehicles. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wobei die Signale des Bildsensors (20) vorverarbeitet werden, insbesondere tiefpassgefiltert oder mit zunehmender Betriebsdauer weiter verstärkt, um Alterungsprozesse und/oder schleichende Verschmutzungen auszugleichen.Method according to one of claims 9 to 15, wherein the signals of the image sensor ( 20 ) are preprocessed, in particular low-pass filtered or further reinforced with increasing operating time to compensate for aging processes and / or creeping contamination. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, wobei bei Überschreitung einer Schwelle des Extinktionskoeffizienten und/oder des Maßes eine Belüftungsanlage aktiviert, ein Alarm ausgelöst oder eine Evakuierungsmaßnahme angestoßen wird.Method according to one of claims 9 to 16, wherein when exceeded a threshold of the extinction coefficient and / or the dimension one ventilation system activated, an alarm is triggered or an evacuation measure initiated becomes.
DE200810006146 2008-01-26 2008-01-26 Visual haze measurement in a surveillance area Expired - Fee Related DE102008006146B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810006146 DE102008006146B4 (en) 2008-01-26 2008-01-26 Visual haze measurement in a surveillance area

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200810006146 DE102008006146B4 (en) 2008-01-26 2008-01-26 Visual haze measurement in a surveillance area

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102008006146A1 DE102008006146A1 (en) 2009-10-22
DE102008006146B4 true DE102008006146B4 (en) 2009-12-10

Family

ID=41078451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200810006146 Expired - Fee Related DE102008006146B4 (en) 2008-01-26 2008-01-26 Visual haze measurement in a surveillance area

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102008006146B4 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10011411C2 (en) * 2000-03-09 2003-08-14 Bosch Gmbh Robert Imaging fire detector
US20030174332A1 (en) * 1999-03-12 2003-09-18 Regents Of The University Of Minnesota Video camera-based visibility measurement system
US20050100193A1 (en) * 2003-11-07 2005-05-12 Axonx, Llc Smoke detection method and apparatus
EP1596185A1 (en) * 2004-05-10 2005-11-16 C.R.F. Società Consortile per Azioni Visibility measuring system and method
WO2006050570A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Vfs Technologies Limited Particle detector, system and method
WO2007104925A2 (en) * 2006-03-11 2007-09-20 University Of Durham Optical transmissometer and light source and light detector for such optical transmissometer

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE9114118U1 (en) 1991-11-13 1992-01-02 Howmedica GmbH, 2314 Schönkirchen Supports for the human spine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030174332A1 (en) * 1999-03-12 2003-09-18 Regents Of The University Of Minnesota Video camera-based visibility measurement system
DE10011411C2 (en) * 2000-03-09 2003-08-14 Bosch Gmbh Robert Imaging fire detector
US20050100193A1 (en) * 2003-11-07 2005-05-12 Axonx, Llc Smoke detection method and apparatus
EP1596185A1 (en) * 2004-05-10 2005-11-16 C.R.F. Società Consortile per Azioni Visibility measuring system and method
WO2006050570A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Vfs Technologies Limited Particle detector, system and method
WO2007104925A2 (en) * 2006-03-11 2007-09-20 University Of Durham Optical transmissometer and light source and light detector for such optical transmissometer

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008006146A1 (en) 2009-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE602004001375T2 (en) Device for detecting environmental conditions and for monitoring and controlling traffic
DE10011411C2 (en) Imaging fire detector
EP2407949B1 (en) Ring shaped auxiliary light source
EP0902402B1 (en) Apparatus and method for optically monitoring a space
EP2293044B1 (en) Device and method for detecting impurities
DE102006039670A1 (en) Fine particle e.g. dust, detector for use in e.g. vacuum cleaner, has charge coupled camera image sensor, which identifies predefined particles in air, using image information, which includes form of detected objects
EP2646802A1 (en) Detection of raindrops on a pane by means of a camera and lighting
DE102009048849A1 (en) Vehicle detection device, vehicle detection program and light control device
DE102017222618A1 (en) LiDAR system with integrated contamination detection and corresponding procedure for the detection of soiling
DE60203752T2 (en) fire alarm
EP1913565B1 (en) Sensor device
WO2008064626A1 (en) Recognition of vehicle lights by means of a camera
DE102006013340A1 (en) Apparatus and method for detecting optical systems in a terrain area
EP1407248B1 (en) Video smoke detection system and method for examining the same
DE102013007961B4 (en) Optical measuring system for a vehicle
EP2943377B1 (en) Illumination for the detection of raindrops on a window by means of a camera
EP2562685B1 (en) Method and device for classifying a light object located in front of a vehicle
DE602004003912T2 (en) Device and method for measuring the visibility
DE102008006146B4 (en) Visual haze measurement in a surveillance area
DE102004020998A1 (en) Device for monitoring a room area, in particular for securing a danger zone of an automated system
DE102012106030A1 (en) Camera system for detecting the condition of a vehicle window
DE102015200583B4 (en) Method for camera-based ambient light detection of a vehicle and sensor unit for performing the method
DE102004034908A1 (en) Smoke alarm system for aircraft, has camera module and smoke warning transmitter which are arranged in housing
DE102019214404A1 (en) DIAGNOSTIC LIGHTING
DE102022001990B4 (en) Method for fusing sensor data from a lidar with sensor data from an active terahertz sensor

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Representative=s name: ,

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: SICK AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SICK MAIHAK GMBH, 79183 WALDKIRCH, DE

Effective date: 20120716

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee