DE102009015120B4 - Device for emitting light signals and for recording video images in traffic - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur Signalabgabe und Bildaufnahme im Straßenverkehr, umfassend einen wenigstens ein Leuchtfeld (12R, 12Y, 12G) aufweisenden Signalgeber (10) zur Abgabe von Lichtzeichen mit einem Signalgebergehäuse (11), welches je Leuchtfeld (12R, 12Y, 12G) eine durch mindestens eine Signal-Leuchtdiode (13R, 13Y, 13G) gebildete Lichtquelle aufnimmt und welches frontseitig durch eine Linsenanordnung (17) abgedeckt ist, und mit einem Videodetektor (20) zur Aufnahme von Videobildern, der wenigstens teilweise im Signalgebergehäuse (11) angeordnet ist und eine Belichtungseinrichtung (21) mit Infrarot-Leuchtdioden (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Infrarot-Leuchtdioden (20) mit den Signal-Leuchtdioden (13R, 13Y, 13G) eines Leuchtfeldes (12R, 12Y, 12G) auf einer gemeinsamen Leiterplatte (14) montiert sind, und deren Verlustleistung über einen an der Leiterplatte (14) angeordneten Kühlkörper (15) abführbar ist, wobei im Signalgebergehäuse (11) je Leuchtfeld (12R, 12Y, 12G) ein Reflektor (16) zur Bündelung des von den Signal-Leuchtdioden (13R, 13Y, 13G) und des von den Infrarot-Leuchtdioden (22) emittierten Lichts angeordnet ist, und wobei der Videodetektor...Device for signal output and image recording in traffic, comprising a signal transmitter (10) having at least one light field (12R, 12Y, 12G) for emitting light signals with a signal generator housing (11), which emits at least one light field per light field (12R, 12Y, 12G) Signal light emitting diode (13R, 13Y, 13G) formed light source and which front is covered by a lens assembly (17), and with a video detector (20) for receiving video images, which is at least partially disposed in the signal generator housing (11) and an exposure device (21) with infrared light emitting diodes (22), characterized in that the infrared light emitting diodes (20) with the signal LEDs (13R, 13Y, 13G) of a light field (12R, 12Y, 12G) on a common circuit board (14 ), and their power loss via a on the circuit board (14) arranged heat sink (15) can be dissipated, wherein in the signal transmitter housing (11) per light field (12R, 12Y, 12G) egg n reflector (16) for focusing the light emitted from the signal light emitting diodes (13R, 13Y, 13G) and from the infrared light emitting diodes (22) is arranged, and wherein the video detector ...
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Abgabe von Lichtsignalen und zur Aufnahme von Videobildern im Straßenverkehr nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device for emitting light signals and for recording video images in traffic according to the preamble of claim 1.
Es ist bekannt, konkurrierende Verkehrsströme an Knotenpunkten eines Straßennetzes mittels Lichtsignalanlagen zu steuern. Hierfür umfasst eine Lichtsignalanlage meist mehrere Signalgeber, die an Verkehrsteilnehmer der beteiligten Verkehrsströme den Knotenpunkt sperrende oder freigebende Lichtsignale abgeben. Die Signalgeber werden nach einem in einem Steuergerät der Lichtsignalanlage ablaufenden Signalprogramm angesteuert, in welchem die jeweiligen Signalzeiten festgelegt sind. Je nach abzugebendem Lichtsignal kommen ein- oder mehrfeldige Signalgeber zum Einsatz, die überkopf an geraden Masten oder Peitschenmasten befestigt sind. Als Lichtquellen sind konventionelle Glühlampen im Einsatz. Aufgrund ihrer Energieeffizienz und Langlebigkeit werden heute aber überwiegend Leuchtdioden, nachfolgend kurz mit LED bezeichnet, eingesetzt.It is known to control competing traffic flows at junctions of a road network by means of traffic lights. For this purpose, a traffic signal system usually comprises a plurality of signal transmitters which deliver the intersection blocking or releasing light signals to road users of the traffic streams involved. The signal transmitters are actuated according to a signal program running in a control unit of the traffic signal system, in which the respective signal times are fixed. Depending on the light signal to be emitted, single or multi-field signal transmitters are used, which are attached overhead to straight masts or whip masts. As light sources conventional incandescent lamps are in use. Due to their energy efficiency and longevity, LEDs are predominantly used today, referred to below as LEDs for short.
Die DE-Produktschrift „Signalgeber für den Straßenverkehr”, herausgegeben 2008 von Siemens AG unter der Bestellnummer A24705-X-A532-*-04, offenbart einen LED-Signalgeber, bei dem jedes Signalfeld mit einer zentralen Lichtquelle ausgestattet ist, die aus einer oder mehreren Hochleistungs-LED besteht. Das von den LED emittierte Licht wird durch eine Fresnel-Linse und eine Streulinse umgelenkt, um eine optimale Abstrahlcharakteristik zu erreichen. Soll ein Signalfeld ein Symbol, wie zum Beispiel Pfeil, Fußgänger, Radfahrer oder Straßenbahn, erhalten, so wird zwischen die Linsen eine entsprechende Maske eingelegt. Die Streulinsen bestehen aus systemspezifischem farblosen oder farbigen Kunststoff. Das wannenförmige Gehäuse eines Signalfeldes ist durch eine schwenkgelagerte Tür verschließbar, an deren Vorderseite eine vertiefte Aufnahme für die LED-Lichtquelle vorgesehen ist. In der Aufnahme ist auch eine Baugruppe mit einer elektronischen LED-Überwachungsschaltung angeordnet. Die Linsen verschließen die Aufnahme frontseitig. Über dem derart gebildeten Leuchtfeld ist außen eine Schute angeordnet. Um die aneinander gereihten Signalfelder eines mehrfeldigen Signalgebers kann eine Kontrastblende zur Steigerung der Auffälligkeit und Vergrößerung der Kontrastfläche angeordnet sein.The DE product publication "Signaling Devices for Road Traffic", issued in 2008 by Siemens AG under the order number A24705-X-A532 - * - 04, discloses an LED signal transmitter in which each signal field is equipped with a central light source consisting of one or more several high-power LEDs. The light emitted by the LED light is deflected by a Fresnel lens and a scattering lens to achieve optimum radiation characteristics. If a signal field is to receive a symbol, such as arrow, pedestrian, cyclist or streetcar, a corresponding mask is inserted between the lenses. The scattering lenses consist of system-specific colorless or colored plastic. The trough-shaped housing of a signal field can be closed by a pivot-mounted door, on the front side of which a recessed receptacle for the LED light source is provided. In the recording, an assembly with an electronic LED monitoring circuit is arranged. The lenses close the receptacle on the front. Above the thus formed luminous field, a barge is arranged outside. To the juxtaposed signal fields of a multi-field signal generator, a contrast aperture to increase the conspicuousness and increase the contrast surface can be arranged.
Es ist ferner bekannt, im Bereich von Knotenpunkten eines Straßennetzes die Anwesenheit von Fahrzeugen zu detektieren, die an den Knotenpunkt heranfahren oder dort warten, die Erkennungsbereichsbelegung und Verkehrsflussgeschwindigkeit an einem Messquerschnitt zu erfassen, oder auch die Einhaltung einer Geschwindigkeitsbeschränkung oder die Beachtung eines Rotsignals zu überwachen. Neben anderen Verkehrsdetektoren, wie Induktionsschleifen, Radardetektoren oder Infrarotsensoren, kommen hier vermehrt Videodetektionssysteme zum Einsatz, die eine einfache Installation ohne Beschädigung des Straßenbelags ermöglichen und eine lange Lebensdauer haben. Die DE-Produktschrift „Videodetektoren für den Straßenverkehr”, herausgegeben 06/2004 von Siemens AG unter der Bestellnummer A24705-X-A...-*-04, offenbart ein Videodetektionssystem, welches eine Kamera mit Objektiv und Gehäuse aufweist, in dem ein als CCD-Sensor ausgebildeter Photosensor, ein Signalprozessor zur Bildverarbeitung sowie ein Netzteil zur Spannungsversorgung eingebaut sind. Mit einem Lichtempfindlichkeitswert von 0,15 Lux garantiert die Kamera optimale Detektionsergebnisse sowohl tagsüber als auch nachts. Zum Anschluss des Videodetektors an ein Steuergerät einer Lichtsignalanlage werden entsprechende Baugruppen – etwa Kommunikations-, Komprimierungs- und Speicherbaugruppen – in das Steuergerät eingebaut. Mithilfe einer Mastkonsole wird der Videodetektor an einen Mast befestigt.It is also known to detect the presence of vehicles approaching or waiting for the node to detect the detection area occupancy and traffic flow velocity at a measuring cross section, or to monitor compliance with a speed limit or the observance of a red signal in the area of nodes of a road network , In addition to other traffic detectors, such as induction loops, radar detectors or infrared sensors, video detection systems are increasingly being used here, which allow easy installation without damaging the road surface and have a long service life. The DE product publication "Video detectors for road traffic", published 06/2004 by Siemens AG under the order number A24705-XA ...- * - 04, discloses a video detection system which has a camera with lens and housing in which a CCD Sensor trained photo sensor, a signal processor for image processing and a power supply for power supply are installed. With a sensitivity of 0.15 lux, the camera guarantees optimal detection results both during the day and at night. To connect the video detector to a control unit of a traffic signal system, appropriate modules - such as communication, compression and memory modules - are installed in the control unit. Using a mast console, the video detector is attached to a mast.
Wenngleich in der Praxis noch nicht realisiert, liegt die Idee nahe, den LED-Signalgeber einer Lichtsignalanlage mit einem Videodetektor auszustatten. Hierzu wird auf die Veröffentlichung der europäischen Patentanmeldung
Die Gebrauchsmusterschrift
Aus der Gebrauchsmusterschrift
Die Patentschrift
Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die trotz Doppelfunktion kompakt ist und eine leistungsfähige Bildauswertung ermöglicht.The invention is therefore based on the object to provide a device of the type mentioned, which is compact despite dual function and enables powerful image analysis.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Signalabgabe und Bildaufnahme im Straßenverkehr, welche einen wenigstens ein Leuchtfeld aufweisenden Signalgeber zur Abgabe von Lichtzeichen mit einem Signalgebergehäuse, welches je Leuchtfeld eine durch mindestens eine Signal-Leuchtdiode gebildete Lichtquelle aufnimmt und welches frontseitig durch eine Linsenanordnung abgedeckt ist, und einen Videodetektor zur Aufnahme von Videobildern, der wenigstens teilweise im Signalgebergehäuse angeordnet ist, umfasst, wobei der Videodetektor eine Belichtungseinrichtung mit Infrarot-Leuchtdioden aufweist, welche mit den Signal-Leuchtdioden eines Leuchtfeldes auf einer gemeinsamen Leiterplatte montiert sind. Durch die integrierte Infrarot-Belichtungseinrichtung können Videokameras, insbesondere solche zur automatischen Nummernschilderkennung, auch nachts und bei schlechten Lichtverhältnissen arbeiten. Solche Belichtungseinrichtungen benötigen Platz, eine Wärmeabführung und eine Stromversorgung, wodurch in einem eigenen Gehäuse untergebrachte Videodetektoren groß und damit auffällig sind. Durch Integration des Videodetektors inklusive der Infrarot-Belichtungseinrichtung in das Signalgebergehäuse ist die erfindungsgemäße Vorrichtung von außen kaum von einem gewöhnlichen Signalgeber zu unterscheiden. Dadurch ist der Standort des Videodetektors unauffällig. Neben dem Signalgebergehäuse kann auch eine gemeinsame Spannungsquelle genutzt werden, was wiederum Platz spart. In vorteilhafter Weise werden die Leiterplatten der Signal-Leuchtdioden auch für die Installation der Infrarot-Leuchtdioden verwendet. Ferner benötigen die Infrarot-Leuchtdioden der Belichtungseinrichtung keine gesonderten Abdeckungen nach außen, da sie von den Linsenanordnungen der Leuchtfelder verschlossen sind. Schließlich werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung Montage- und Wartungskosten erheblich reduziert. Erfindungsgemäß ist im Signalgebergehäuse je Leuchtfeld ein Reflektor zur Bündelung des von den Signal-Leuchtdioden und des von den Infrarot-Leuchtdioden emittierten Lichts angeordnet. Bei herkömmlichen Infrarot-Belichtungseinrichtungen werden die Infrarot-Leuchtdioden aus Platzgründen ohne Reflektor betrieben. Die durch Streuverluste bedingte geringe Lichtausbeute erfordert eine Vielzahl an zu einem Feld angeordneten Infrarot-Leuchtdioden, die eine über Kühlkörper abzuführende Verlustleistung erzeugen. Durch die Verwendung eines gemeinsamen Reflektors für Signal- und Infrarot-Leuchtdioden verringert die optischen Streuverluste und ermöglicht den Einsatz einer geringeren Anzahl an Leuchtdioden, womit geringere thermische Energieverluste einhergehen. Hierdurch können wiederum kleinere, platzsparende Kühlkörper eingesetzt werden. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Videodetektor eine Prozessorbaugruppe zur Ansteuerung der Belichtungseinrichtung und zur Auswertung aufgenommener Videobilder auf, die im Signalgebergehäuse und zu anderen Wärmequellen beabstandet angeordnet ist. In herkömmlichen Videodetektoren kann die Verlustleistung der Prozessorbaugruppe aufgrund des eng umschließenden Detektorgehäuses nur begrenzt abgeführt werden, was auch die damit verbundene Leistungsfähigkeit der Prozessorbaugruppe begrenzt. Die erfindungsgemäße Anordnung der Prozessorbaugruppe in dem vergleichsweise großen Signalgebergehäuse bietet erweiterte Möglichkeiten der Wärmeabfuhr und damit die Verwendung leistungsfähigerer Prozessorbaugruppen für erweiterte Bildverarbeitung der aufgenommenen Videobilder. So kann die Prozessorbaugruppe möglichst weit beabstandet zu anderen Wärmequellen oder nahe an Wärmesenken – etwa an der Gehäusewand, inmitten größerer Gehäusehohlräume oder an Kühlkörpern – angeordnet werden.The object is achieved by a device for signal output and image recording in traffic, which has a light emitting at least one signal generator for emitting light signals with a signal generator housing, which receives a light source formed by at least one signal light emitting diode light source and which is front covered by a lens assembly , and a video detector for recording video images, which is at least partially disposed in the signaler housing, comprising, wherein the video detector comprises an exposure device with infrared LEDs, which are mounted with the signal LEDs of a light field on a common circuit board. Due to the integrated infrared exposure device, video cameras, in particular those for automatic number plate recognition, can also operate at night and in low light conditions. Such exposure devices require space, heat dissipation and power supply, whereby video detectors housed in their own housing are large and thus conspicuous. By integration of the video detector including the infrared exposure device in the signal transmitter housing, the device according to the invention is hardly distinguishable from an ordinary signal generator from the outside. This makes the location of the video detector inconspicuous. In addition to the signaler housing, a common voltage source can be used, which in turn saves space. Advantageously, the printed circuit boards of the signal LEDs are also used for the installation of infrared light emitting diodes. Furthermore, the infrared light emitting diodes of the exposure device do not need separate covers to the outside, since they are closed by the lens arrangements of the light fields. Finally, assembly and maintenance costs are considerably reduced by the device according to the invention. According to the invention, a reflector for bundling the light emitted by the signal light-emitting diodes and the light emitted by the infrared light-emitting diodes is arranged in the signal transmitter housing per light field. In conventional infrared exposure devices, the infrared light emitting diodes are operated without reflector for reasons of space. The low luminous efficacy caused by scattering losses requires a large number of infrared light-emitting diodes arranged to form a field, which generate power dissipation via heat sinks. By using a common reflector for signal and infrared light emitting diodes reduces the optical leakage losses and allows the use of a smaller number of LEDs, which is associated with lower thermal energy losses. As a result, in turn, smaller, space-saving heatsink can be used. In the device according to the invention, the video detector has a processor module for controlling the exposure device and for evaluating recorded video images, which is arranged at a distance in the signal transmitter housing and to other heat sources. In conventional video detectors, the power loss of the processor assembly due to the closely enclosing detector housing can be dissipated only limited, which also limits the associated performance of the processor assembly. The inventive arrangement of the processor assembly in the comparatively large signal generator housing offers extended possibilities of heat dissipation and thus the use of more powerful processor modules for advanced image processing of the recorded video images. Thus, the processor assembly as far as possible to other heat sources or close to heat sinks - are arranged - for example on the housing wall, in the middle of larger housing cavities or on heat sinks.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist der Videodetektor eine Videokamera mit Objektiv und Fotosensor auf, die dicht neben einem Leuchtfeld angeordnet und deren Aufnahmerichtung längs der Abstrahlrichtung der Infrarot-Leuchtdioden des Leuchtfeldes ausgerichtet ist. Durch diese Anordnung gewinnt man einen Standort für die Videokamera, die einen optisch günstigen Blickwinkel hat. Die Aufnahmerichtung der Kamera ist parallel zur optischen Achse der Leuchtfelder des Signalgebers, wodurch die Belichtungseinrichtung, die Signalfelder und die Videokamera in dieselbe Richtung blicken.In an advantageous embodiment of the device according to the invention, the video detector on a video camera with lens and photosensor, which is arranged close to a light field and the recording direction along the emission direction of the infrared LEDs of the light field is aligned. By this arrangement one wins a location for the video camera, which has a visually favorable angle. The shooting direction of the camera is parallel to the optical axis of the beacons of the beacon, whereby the exposure device, the signal fields and the video camera look in the same direction.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus einem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel, in derenFurther advantages and features of the device according to the invention will become apparent from an embodiment shown in the drawings, in which
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung für den Straßenverkehr kombiniert gemäß
Die Infrarot-Leuchtdioden
Zwischen dem oberen Leuchtfeld
Platzsparend ist auch die gemeinsame Verwendung einer Spannungsquelle
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