DE102012218534A1

DE102012218534A1 - Verfahren und system zum erkennen des rückwärtsfahrens eines fahrzeugs über videoerfassung und -bearbeitung

Info

Publication number: DE102012218534A1
Application number: DE102012218534A
Authority: DE
Inventors: Robert P. Loce; Wencheng Wu; Edgar A. Bernal; Thomas F. Wade
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Conduent Business Services LLC
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2013-05-02
Anticipated expiration: 2032-10-12
Also published as: US8957788B2; US20130106595A1; DE102012218534B4; GB2496278B; GB2496278A; GB201218997D0

Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt eine Videokamera und ein Videobearbeitungs-Alarmsystem bereit, um ein Fahrzeug im Rückwärtsgang zu erkennen. Nach einem Ausführungsbeispiel funktioniert das System gemäß den folgenden Richtlinien oder Schritten: (1) Erfassen eines Videos, das Merkmale enthält, die für die Rückfahrerkennung relevant sind, (2) Identifizieren eines oder mehrerer Merkmale in dem Videoeinzelbild, das bzw. die für ein Fahrzeug im Rückwärtsgang relevant ist bzw. sind, (3) Untersuchen der identifizierten Merkmale, um für ein aktuelles Einzelbild den Nachweis zu entnehmen, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, (4) Anwenden einer zeitlichen Filterung auf den Nachweis von Einzelbild zu Einzelbild, (5) Verwenden der gefilterten Nachweise für die Entscheidung über das Auslösen des Alarms, (6) Auslösen eines Alarms, falls dies durch die Entscheidung angegeben wird. Das System kann mit relativ geringen Kosten und geringer Komplexität umgesetzt werden, auf Grund der Erschwinglichkeit von Videokameras und der Tatsache, dass viele Standorte mit Durchfahrten bereits über eine Videoaufnahme-Infrastruktur verfügen.

Description

Übliche Verfahren zur Verhindern des Rückwärtsfahrens eines Fahrzeugs werden als STD-(Nagelsperren-)Vorrichtungen eingestuft. Sie werden häufig in Hochsicherheitszonen eingesetzt und verwenden Klingen oder Nägel, um ein Fahrzeug daran zu hindern, auf einer bestimmten Spur in die falsche Richtung zu fahren. Diese destruktiven Verfahren sind nicht zur Verwendung mit Vorgaben auf Durchfahrspuren sowie in anderen Situationen auf Straßen und Autobahnen geeignet, wo ein nicht destruktives System zum Erkennen des Rückwärtsfahrens benötigt wird oder erforderlich ist. Es wird ein nahezu verzögerungsfreies, nicht destruktives System benötigt.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, beschrieben, das eine Videokamera verwendet, die auf das Fahrzeug gerichtet ist und betriebsmäßig an ein Videobearbeitungssystem angeschlossen ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst a) Erfassen eines Videostroms, der eine Menge von einem oder mehreren Merkmalen des Fahrzeugs umfasst, wobei das Video ein aktuelles Einzelbild und ein oder mehrere aufeinanderfolgende vorhergehende Einzelbilder umfasst; b) Auswählen eines ersten Merkmals aus der Menge von einem oder mehreren Merkmalen; c) Bearbeiten des ausgewählten ersten Merkmals, das in dem aktuellen Einzelbild aufgenommen wird, mit Bezug auf eines oder mehrere der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder, und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und d) Auslösen eines Alarms, falls das Fahrzeug rückwärts fährt.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, beschrieben, das eine Videokamera verwendet, die auf das Fahrzeug gerichtet ist und betriebsmäßig an ein Videobearbeitungssystem angeschlossen ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Erfassen eines Videostroms des Fahrzeugs, der ein aktuelles Einzelbild und ein oder mehrere aufeinanderfolgende vorhergehende Einzelbilder umfasst; b) Bearbeiten des erfassten Videostroms des Fahrzeugs und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und c) Auslösen eines Alarms, falls das Fahrzeug rückwärts fährt.
Bei noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Videosystem zum Auslösen eines Alarms beschrieben, wenn ein Fahrzeug rückwärts fährt, wobei das Videosystem eine Videokamera umfasst, die in einer Durchfahrspur auf das Heck eines Fahrzeugs gerichtet ist, wobei die Videokamera positioniert ist, um die Visualisierung auf die Rückfahrscheinwerfer zu ermöglichen, die zu dem Fahrzeug gehören; und ein Videobearbeitungssystem, das betriebsmäßig an die Videokamera angeschlossen ist, wobei das Videobearbeitungssystem konfiguriert ist, um ein Verfahren auszuführen, das folgende Schritte umfasst a) Erfassen eines Videostroms, der eine Menge von einem oder mehreren Merkmalen des Fahrzeugs umfasst, wobei das Video ein aktuelles Einzelbild und ein oder mehrere aufeinanderfolgende vorhergehende Einzelbilder umfasst; b) Auswählen eines ersten Merkmals aus der Menge von einem oder mehreren Merkmalen; c) Bearbeiten des ausgewählten ersten Merkmals, das in dem aktuellen Einzelbild aufgenommen wird, mit Bezug auf eines oder mehrere der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und, d) Auslösen eines Alarms, falls das Fahrzeug rückwärts fährt.
Bei noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Videosystem zum Auslösen eines Alarms beschrieben, wenn ein Fahrzeug rückwärts fährt, wobei das Videosystem eine Videokamera, die auf das Fahrzeug gerichtet ist, und ein Videobearbeitungssystem, das betriebsmäßig an die Videokamera angeschlossen ist, umfasst, wobei das Videobearbeitungssystem konfiguriert ist, um ein Verfahren auszuführen, das folgende Schritte umfasst a) Erfassen eines Videostroms des Fahrzeugs, der ein aktuelles Einzelbild und ein oder mehrere aufeinanderfolgende vorhergehende Einzelbilder umfasst; b) Bearbeiten des erfassten Videostroms des Fahrzeugs und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und c) Auslösen eines Alarms, falls das Fahrzeug rückwärts fährt.
Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
2 ein Beispiel des Bestimmens der Kompaktheit eines Bildes, das von einer Videokamera aufgenommen wird und verwendet wird, um die Rückfahrscheinwerfer zu identifizieren, die zu einem Fahrzeug gehören;
3 ein Beispiel des Bestimmens eines lokalen Kontrastes eines Bildes, das von einer Videokamera aufgenommen wird und verwendet wird, um die Rückfahrscheinwerfer zu identifizieren, die zu einem Fahrzeug gehören;
4 ein Ausführungsbeispiel eines Videosystems, das in einer Einbahnstraße installiert ist und verwendet wird, um einen Alarm auszulösen, wenn ein Fahrzeug rückwärts fährt;
5 eine Rückansicht des Fahrzeugs, das in 4 überwacht wird; und
6 ein Blockdiagramm eines Videosystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Videokamera und ein Videobearbeitungs-Alarmsystem zum Erkennen eines Fahrzeugs im Rückwärtsgang bereit. Das System funktioniert gemäß den folgenden Richtlinien bzw. Schritten: (1) Erfassen eines Videos, das Merkmale eines Fahrzeugs enthält, die für die Rückfahrerkennung relevant sind, (2) Identifizieren eines oder mehrerer Merkmale in dem Videoeinzelbild, das bzw. die für ein Fahrzeug im Rückwärtsgang relevant ist bzw. sind, (3) Untersuchen der identifizierten Merkmale, um für ein aktuelles Einzelbild einen Nachweis zu entnehmen, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, (4) Anwenden einer zeitlichen Filterung auf den Nachweis von Einzelbild zu Einzelbild, (5) Verwenden der gefilterten Nachweise für die Entscheidung über das Auslösen des Alarms, (6) Auslösen eines Alarms, falls dies durch die Entscheidung angegeben wird. Das System kann mit relativ geringen Kosten und geringer Komplexität umgesetzt werden, auf Grund der Erschwinglichkeit von Videokameras und der Tatsache, dass viele Standorte mit Durchfahrten, wie etwa Restaurants, Mauthäuschen usw. bereits über eine Videoaufnahme-Infrastruktur verfügen.
Wie es im Abschnitt über den Stand der Technik besprochen wurde, kommt es auf Durchfahrspuren, beispielsweise von Fast-Food-Restaurants, zu zahlreichen Unfällen, weil die Fahrer ihr Fahrzeug versehentlich in den Rückwärtsgang schalten. Zusätzlich zu geringfügigen Fahrzeugschäden können die Vorfälle in größere Schäden und Gewalt ausarten. Solche Vorfälle können auf Grund von Eigentumsbeschädigung, Körperverletzung, Klagen und negativer Werbung für die Geschäfte von großem Nachteil sein. Ein kostengünstiges Mittel, um die Anzahl derartiger Vorfälle zu reduzieren, kann für eine Firma mit Durchfahrspuren von erheblichem Wert sein, und der potenzielle Markt ist sehr groß. Beispielsweise hat nur eine Fast-Food-Kette alle über 31.000 Geschäfte. Viele Durchfahrspuren sind derzeit zu Zwecken der Sicherheit oder zum Abgleichen von Bestellungen mit einer Videokamerainfrastruktur ausgestattet, und eine Rückfahrerkennungsfunktion, die zu dieser Infrastruktur hinzukommt, sollte nicht auf wesentliche Schwierigkeiten stoßen.
Übliche Verfahren zur Verhindern des Rückwärtsfahrens eines Fahrzeugs werden als STD (Nagelsperren) eingestuft. Sie werden häufig in Hochsicherheitszonen eingesetzt und verwenden Klingen oder Nägel, um ein Fahrzeug daran zu hindern, auf einer bestimmten Spur in die falsche Richtung zu fahren. Diese destruktiven Verfahren sind nicht zur Verwendung mit Vorgaben auf Durchfahrspuren geeignet. Einige Fahrzeuge werden nun mit Näherungsschaltern ausgestattet, die erkennen, ob sich ein Objekt direkt hinter oder vor dem Fahrzeug befindet. Ein Beispiel ist der Parksensor von Proxel (siehe http://www.proxel.com). Diese Sensoren sind auf sehr wenigen Fahrzeugen zu finden. Benötigt wird ein nahezu verzögerungsfreies, nicht destruktives System zum Erkennen eines Fahrzeugs im Rückwärtsgang, das für alle Fahrzeuge funktioniert, unabhängig von ihren Merkmalen, Kosten, Herstellungsjahr usw.
Die vorliegende Offenbarung stellt eine Videokamera und ein Videobearbeitungswarnsystem zum Erkennen eines Fahrzeugs im Rückwärtsgang bereit. Nach einem Ausführungsbeispiel funktioniert das System gemäß den folgenden Richtlinien bzw. Schritten: (1) Erfassen eines Videos, das Merkmale enthält, die für die Rückfahrerkennung relevant sind, (2) Identifizieren eines oder mehrerer Merkmale in dem Videoeinzelbild, das bzw. die für ein Fahrzeug im Rückwärtsgang relevant ist bzw. sind, (3) Untersuchen der identifizierten Merkmale, um für ein aktuelles Einzelbild den Nachweis zu entnehmen, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, (4) Anwenden einer zeitlichen Filterung auf den Nachweis von Einzelbild zu Einzelbild, (5) Verwenden des gefilterten Nachweises für die Entscheidung über das Auslösen des Alarms, (6) Auslösen eines Alarms, falls dies durch die Entscheidung angegeben wird. Das System kann auf Grund der Erschwinglichkeit von Videokameras und der Tatsache, dass viele Standorte bereits über eine Videoaufnahme-Infrastruktur verfügen, mit relativ geringen Kosten und geringer Komplexität umgesetzt werden.
Insbesondere werden die hier beschriebenen Systeme und Verfahren hauptsächlich auf eine Durchfahrspur, die zu einem Fast-Food-Restaurant oder einem Mauthäuschen gehört, angewendet. Es versteht sich jedoch, dass die hier bereitgestellten Systeme und Verfahren zur Rückfahrerkennung auf eine beliebige Umgebung anwendbar sind, bei der es erwünscht ist, das Rückwärtsfahren eines Fahrzeugs zu erkennen, beispielsweise ohne Einschränkung eine Durchfahrladezone, eine Parkplatzschranke usw.
Zudem werden die vorliegenden Systeme und Verfahren hauptsächlich mit einer einzigen Videokamera beschrieben, die auf das Heck eines einzigen Fahrzeugs gerichtet ist, und wahlweise oder alternativ, mit einer Videokamera, die auf das Dach eines Fahrzeugs gerichtet ist. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Systeme und Verfahren mehrere Videokameras umfassen können, um eine Vielzahl von Fahrzeugen zu überwachen, beispielsweise eine Fahrzeugschlange, die wartet, um an einem Häuschen oder einer Schranke und/oder einem Fenster vorbei zu fahren.
Nachstehend werden weitere Einzelheiten einer Videokamera und eines Videobearbeitungswarnsystems zum Erkennen eines Fahrzeugs im Rückwärtsgang bereitgestellt.
Schritt 1: Erfassen eines Videos, das Merkmale enthält, die für die Rückfahrerkennung 5 relevant sind.
Das Video wird unter Verwendung einer beliebigen von diversen Kameraarten erfasst. Kostengünstige RGB-, IR- oder monochrome Videokameras sind Beispiele von geeigneten Vorrichtungen. Insbesondere können RGB-Kameras verwendet werden, um nach roten Bremslichtern am Heck eines Fahrzeugs zu suchen, um dabei zu helfen, aktivierte weiße Rückfahrleuchten zu finden, die angeben, dass ein Fahrzeug vielleicht gerade rückwärts fährt.
Eine Kamera muss derart positioniert sein, dass sie die relevanten Merkmale an der Stelle aufnehmen kann, an der das Rückwärtsfahren zu vermeiden ist. Falls die interessanten Hauptmerkmale beispielsweise die Rückfahrscheinwerfer sind, sollte die Kamera das Heck des Fahrzeugs anvisieren, so dass sich die Rückfahrleuchten im Sehfeld befinden. Zudem muss Kamera positioniert sein, um einen unverdeckten Blick auf das Heck des Fahrzeugs bereitzustellen, und zwar unter Berücksichtigung eines eventuell nachkommenden Fahrzeugs, das sich direkt hinter dem betreffenden Fahrzeug befinden kann. Eine Kamera könnte eine oder mehrere Spuren überblicken und könnte andere Funktionen erfüllen, wie etwa eine Nummernschilderkennung zu Zwecken der Sicherheit oder zum Abgleichen einer Bestellung mit einem Kunden. Eine andere nützliche Position für die Kamera befindet sich über der Spur und blickt im Wesentlichen nach unten. Diese Sichtkonfiguration ermöglicht eine robuste Verfolgung einer Rückwärtsbewegung und die Erkennung von Fahrzeugmerkmalen und ist weniger von Farbinformationen abhängig. Wichtig ist, dass der Standort der Videokamera(s) optimiert werden kann, um eine robuste Sichtlinie auf die Rückfahrleuchten eines betreffenden Fahrzeugs oder auf ein beliebiges anderes Fahrzeugmerkmal bereitzustellen. Beispielsweise kann die Videokamera an einer senkrechten Wand/einem Mast, unter einem Verdeck usw. angebracht werden.
Schritt 2: Identifizieren eines oder mehrerer Merkmale in dem Videoeinzelbild, die für ein rückwärts fahrendes Fahrzeug 10 relevant sind.
Es gibt mehrere Möglichkeiten zum Auswählen von Merkmalen für die Erkennung einer Rückwärtsbewegung. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Rückfahrleuchten aus mehreren Gründen verfolgt. Eine Kamera, die das Heck eines Fahrzeugs visualisiert, kann auch ein Nummernschild für andere Anwendungen visualisieren. Die Erkennung von hellen Flecken, die zu den Rückfahrleuchten in einer bestimmten Zone gehören, ist relativ robust, insbesondere da die Erkennung häufig in einer Durchfahrt vorgenommen würde, die einen Carport umfasst, der Schatten bereitstellt und unerwünschtes Blenden durch die Sonne verhindert. Auch die Erkennung von hellen Flecken ermöglicht mühelos eine schnelle Echtzeitreaktion auf einen Rückfahrzustand. Andere Fahrzeugmerkmale umfassen Merkmale, die in einem Bild leicht zu identifizieren sind und die von Einzelbild zu Einzelbild auf Bewegung und Größenunterschiede verfolgt werden können. Beispielsweise kann man aus einer Draufsicht das Profil eines Fahrzeugs, einschließlich eines Randes oder einer Ecke, zuverlässig auf Bewegung verfolgen. Von hinten kann man das Nummernschild, Stoßstangenbereiche usw. nach Größe oder auf Bewegung verfolgen. Nachstehend werden Einzelheiten einer Umsetzung zum Erkennen von hellen Flecken, die von Rückfahrleuchten verursacht werden, beschrieben.
Helle Flecken, die bestimmte Eigenschaften (Intensität, Größe, Form, Position usw.) aufweisen, können als anfänglicher Indikator des möglichen Vorkommens eines rückwärts fahrenden Fahrzeugs verwendet werden. Der grundlegende Gedanke dabei ist, dass die Rückfahrleuchten eingeschaltet sind, wenn sich das Fahrzeug im Rückwärtsgang befindet. Um die relevanten Merkmale der hellen Flecken zu identifizieren, wird jedes Videoeinzelbild unter Verwendung des folgenden Algorithmus analysiert:
Zunächst Identifizieren von roten Gebieten innerhalb eines Bereichs einer vorgegebenen Größe, d. h. es wird nach eventuellen Bremslichtern gesucht.
Falls rote Gebiete vorliegen, Identifizieren nur von hellen Flecken, die sich in der Nähe der roten Gebiete befinden. Wahrscheinlich gehören die hellen Flecken in der Nähe der roten Gebiete zu den Rückfahrleuchten.
Falls kein rotes Gebiet vorhanden ist, Identifizieren aller hellen Flecken in dem Einzelbild. Beispielsweise Identifizieren von hellen Flecken durch Finden zusammenhängender Pixel, die eine oder mehrere der folgenden Bedingungen erfüllen.
Pixelintensität = (4R + 4G + 2B)/10 > TH_L (untere Gewichtung für B, um für eine ältere Rückleuchtenlinse zu Gelb zu neigen), wobei R, G und B typischerweise durch 8 Bits dargestellt werden und Werte aufweisen, von 0 bis 255 reichen.
Die Größe der zusammenhängenden Fläche liegt innerhalb von [s₁, s₂].
Das Bildformat der Umrandung der zusammenhängenden Fläche liegt innerhalb von [a₁, a₂] (Formfaktor).
Die Kompaktheit der zusammenhängenden Fläche liegt innerhalb von [c₁, c₂] (die Kompaktheit ist der Anteil des hellen Fleckens in seiner Umrandung, siehe 2).
Der lokale „Kontrast” > TH_c (siehe 3). Es sei zu beachten, dass die Umrandung in der XY-Richtung um einen Faktor 2 erweitert ist, um bei lokalem Kontrast eine robustere Messung zu erhalten.
Es sei zu beachten, dass falsche Positivmeldungen vorkommen können, wenn man davon ausgeht, dass helle Flecken auf die Rückfahrleuchten zurückzuführen sind, wenn stark reflektierende Objekte in der Szene vorliegen, wie etwa glänzende Metallflächen oder Schnee. Ein optionaler Schritt der Hintergrundsubtraktion kann die meisten dieser falschen Positivmeldungen beseitigen.
Schritt 3: Untersuchen der identifizierten Merkmale, um für ein aktuelles Einzelbild 15 den Nachweis zu entnehmen, dass das Fahrzeug rückwärts fährt.
Der Nachweis dafür, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, kommt aus zwei Quellen:
Das Vorliegen eines Paars von hellen Flecken, die wahrscheinlich die Rückfahrleuchten sind, und eines beliebigen einzelnen hellen Fleckens, der sich weiter als ein vorgegebener Abstand, beispielsweise 10 bis 15 cm, nach hinten bewegt.
Das Vorliegen eines Paars von hellen Flecken wird in einem einzigen Einzelbild bestimmt, wenn die Videoeinzelbilder ankommen. Die Bestimmung des Vorliegens des Paars basiert auf dem Untersuchen aller erkannten hellen Flecken aus Schritt 2 und den Eigenschaften der folgenden Punkte:
Die X- und Y-Abstände zwischen einem Paar Rückfahrscheinwerfern müssen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen.
Die Größen eines Paars von Rückfahrscheinwerfern müssen ähnlich sein, und wahlweise muss der Bildinhalt um das Paar von Rückfahrscheinwerfern herum ähnlich sein.
Um zu bestimmen, ob sich ein beliebiger einzelner heller Fleck nach hinten bewegt, werden alle interessanten einzelnen hellen Flecken mit der Zeit verfolgt, und die gesamten Abstände, die bis zum aktuellen Einzelbild zurückgelegt wurden, werden vorläufig bewertet. Beispielsweise mit einem einfachen Verfolgungsalgorithmus (für eine Echtzeitumsetzung), der zuerst helle Flecken lokal von Einzelbild zu Einzelbild abgleicht (d. h. man geht davon aus, dass die Geschwindigkeit des Fahrzeugs < 10 mph ist) und dann beurteilt, ob die zurückgelegte Strecke beispielsweise größer als TH_m ist, ohne jedoch auf 10 bis 15 cm eingeschränkt zu sein (Rückwärts als positive Richtung zuteilen), basierend auf der Bewegung des Mittelpunktes der hellen Flecken mit der Zeit. Alternativ kann TH_m einen Pixelabstand darstellen, wie er an der Kamera gemessen wird. Für ein bestimmtes Einzelbild ist die Nachweisentscheidung gleich „eins”, wenn eine der beiden Quellen wahr ist; ansonsten ist die Nachweisentscheidung gleich „null”. Ein Laufpuffer einer vorherbestimmten Länge wird verwendet, um den Nachweisvektor zu speichern (einen Vektor aus Nullen und Einsen). Insbesondere wird der Nachweisvektor aus Nachweisentscheidungen aus mehreren Einzelbildern, bevorzugt aus aufeinanderfolgenden Einzelbildern, gebildet.
Schritt 4: Anwenden einer zeitlichen Filterung auf den Nachweis von Einzelbild zu Einzelbild
Um einige der falschen Positivmeldungen zu beseitigen, die eventuell in Schritt 2 und 3 vorgekommen sind, kann eine zeitliche Filterung auf den verfolgten Nachweisvektor angewendet werden. Beispielsweise kann eine Medianfilterung kann mit Gleitfenstergrößen von N₁ und N₂ (N₁ < N₂) auf den Nachweisvektor angewendet werden. Es sei zu beachten, dass mit diesem Verfahren der zeitlichen Filterung die Länge des Laufpuffers, der für den Nachweisvektor benötigt wird, mindestens gleich N₂ ist.
Schritt 5: Verwenden der gefilterten Nachweise für die Entscheidung über das Auslösen des Alarms 25.
Um einen Alarm auszulösen, kann eine zweistufige Alarmauslösung (Warnung oder Stopp) basierend auf den Ergebnissen der zuvor erwähnten zeitmäßig gefilterten Nachweisvektoren verwendet werden. Mit anderen Worten basiert der zweistufige Alarm auf der Zuverlässigkeit des Nachweisvektors, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt.
Wenn der Medianwert der letzten N₂ Nachweise beispielsweise gleich 1 ist, wird ein Signal „Stopp” ausgelöst.
Wenn der Medianwert der letzten N₂ Nachweise gleich 0 ist, dann wird ein Signal „Warnung” ausgelöst, wenn der Medianwert der letzten N₁ Nachweise gleich 1 ist, ansonsten wird kein Signal ausgelöst.
Grundsätzlich wird ein Signal „Stopp” ausgelöst, wenn die meisten der neuesten N₂ Nachweise gleich „ja, das Fahrzeug fährt rückwärts” sind. Ein Signal „Warnung” wird ausgelöst, wenn das Signal nicht „Stopp” ist, weil die meisten der N₂ Nachweise nicht angeben, dass das „Fahrzeug rückwärts fährt”, und wenn die meisten der neuesten N₁ Nachweise angeben: „ja, das Fahrzeug fährt rückwärts”. Dadurch, dass N₁ < N₂ eingestellt ist, benötigt der Algorithmus einen stärkeren Nachweis, um ein Signal „Stopp” anstelle eines Signals „Warnung” auszugeben. Es sei zu beachten, dass es einen Kompromiss zwischen der Auswahl größerer Werte von N gibt, um falsche Positivmeldungen zu reduzieren, und dass kleinere Werte für N (mindestens N₁) gewählt werden, um eine kürzere Reaktionszeit zu erzielen (da es keine Auslösesignale gibt, bis mindestens (N₁ + 1)/2 Nachweise gesammelt wurden). Es sei ebenfalls zu beachten, dass die Auswahl von N₁ und N₂ auch von der Qualität der Detektoren in Schritt 2 und 3 abhängt, wozu Faktoren, wie etwa Bildfrequenz, Rauschen und Dynamik der Sensoren, gehören.
Schritt 6: Auslösen eines Alarms, falls dies durch die Entscheidung angegeben wird 30.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist der eigentliche Alarm ein beleuchtetes Zeichen mit einem hörbaren Alarm. Um die Wirksamkeit des offenbarten Systems und Verfahrens zu erläutern, wurden fünf Videos im Freien, 240 × 320, 30 fps, mit einer Nahansicht eines Fahrzeugs, das vorwärts und rückwärts fuhr, erfasst und analysiert. Der bisher beschriebene Algorithmus wurde mit MATLAB mit den Parametern: (TH_L, s₁, s₂, a₁, a₂, c₁, TH_c, TH_m, N₁, N₂) = (170, 10, 240, 0,5, 3, 0,4, 80, 10, 7, 15) zum Bearbeiten aller fünf Videos umgesetzt, wobei TH_m in Pixeln dargestellt ist. Außer einigen kurzen Augenblicken mit falschen Positivmeldungen (falscher Alarm) identifizierte das Verfahren alle Ereignisse von rückwärts fahrenden Fahrzeugen in diesen Videos richtig. Aus der Perspektive einer Echtzeitbearbeitung benötigte die MATLAB-Umsetzung 523 Sekunden, um 5834 Einzelbilder (~195 Sekunden in Echtzeit) zu bearbeiten, wovon 188 Sekunden verwendet wurden, um die sich ergebenden Videos zur Abbildung auszugeben. Insbesondere wird dies für die eigentliche Anwendung nicht benötigt. 34 Sekunden wurden verwendet, um alle Videoeinzelbilder zu lesen und zu puffern, was in Echtzeit auf Grund des Video-Streamings schneller sein wird. Daher dauerte die tatsächliche Bearbeitung ungefähr 301 Sekunden zum Bearbeiten von 195 Sekunden langen Videos. Der Unterschied zwischen der Echtzeitbearbeitung und dem Treffen einer Entscheidung ist kleiner als ein Faktor 2, was durch eine parallele Bearbeitung und/oder eine Umsetzung mit C/C++ mühelos zu erreichen ist.
Weitere Überlegungen bezüglich der offenbarten Verfahren und des Systems umfassen folgende:
Die meisten aktuellen Fehlalarme sind durch Schnee im Hintergrund und Blenden an der Fahrzeugkarosserie durch Sonne und Kamerawinkel bedingt. Diese Einflüsse sind im Innern oder in einer Carportsituation kein Problem.
Die Parameter, wie etwa Größenbereich und Abstandsbereich zwischen einem Paar Leuchten, können eingeschränkt werden, wenn die Videos mit festgelegten Einstellungen aufgenommen werden. Für die hier offenbarte Umsetzung waren gewisse Variationen erlaubt, um die Robustheit des Algorithmus besser zu testen. Der Spielraum der berücksichtigten Konfigurationen übersteigt den Spielraum einer wirklichen Anwendung. Daher geht man davon aus, dass in dieser Hinsicht eine bessere Leistung erreichbar ist.
Mit N₁ = 7 Einzelbildern wurde keine „Warnung” ausgegeben, es sei denn 4 oder mehr Einzelbilder umfassten einen Nachweis, dass ein Auto rückwärts fuhr, d. h. etwas mehr als die Hälfte von N. Dies entspricht 0,13 Sekunden für ein Video mit 30 fps oder einer Strecke von 2 Fuß, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 10 mph beträgt. Wenn eine Reduzierung dieser Verzögerung erwünscht ist, beispielsweise für Fahrzeuge, die sich schneller bewegen, ist N₁zu reduzieren und dabei die Erkennungswirksamkeit zu verbessern, um zu viele falsche Positivmeldungen zu vermeiden. Ähnlich kann man die Anforderung für N₂ ableiten, die für die hier beschriebene Umsetzung auf 15 eingestellt war. Alternativ kann eine Kamera mit einer höheren Bildfrequenz die Verzögerung für ein bestimmtes N₁ reduzieren. Bildfrequenzen von 60 fps und 72 fps sind derzeit recht üblich und können die Verzögerung 2X oder mehr reduzieren.
TH_m = 10 Pixel wurde für die zurückgelegte Strecke verwendet, ehe ein Nachweis ausgegeben wird, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt. Dies entspricht bei der beispielhaften Konfiguration ungefähr einem Fuß. Dies kann für eine schnellere Reaktion reduziert werden, kann jedoch zu einer höheren Rate an falschen Positivmeldungen führen. Es sei zu beachten, dass das Rückwärtsfahren nur der Hilfsnachweis ist, wenn ein Paar Rückfahrleuchten nicht erkannt wird. Demnach wirkt es sich meistens nicht auf die Reaktionszeit der fünf getesteten Videos aus.
Das Kamerasystem kann auch Nummernschilder für Zwecke, wie etwa das Erstellen von Kundenstatistik oder für einen Entführungsalarm, erkennen und aufzeichnen.
Es kann eine spezielle Beleuchtung und Abschattung bereitgestellt werden, um falsche Positivmeldungen zu verhindern, die auf stark reflektierende Objekte im Sehfeld zurückzuführen sind, wie etwa Metall oder Schnee.
Ein Wellenlängenband, wie etwa Nahinfrarot (NIR), kann verwendet werden, um das Verfahren für Umweltbedingungen und Umgebungsbeleuchtung weniger empfindlich zu machen.
Mit Bezug auf 4, 5 und 6 wird ein Rückfahrerkennungssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung abgebildet. Das Rückfahrerkennungssystem umfasst eine erste nach hinten gerichtete Videokamera 50, eine optionale zweite nach hinten gerichtete Videokamera 51, eine optionale hängende Videokamera 55, ein Durchfahrfenster 70, ein vorfahrendes Fahrzeug 65 und ein hinterher fahrendes Fahrzeug 60.
5 ist eine Rückansicht der Fahrzeuge 60 und 65, welche die Bremslichter 80, 82 und 88 und die Rückfahrleuchten 84 und 86 umfasst. Wie zuvor besprochen, ist die Videokamera 50 auf das Heck des vorfahrenden Fahrzeugs 65 gerichtet, um Videoeinzelbilder aufzunehmen und zu bearbeiten, die mindestens eine der Rückfahrleuchten 84 und 86 umfassen.
6 ist ein Blockdiagramm eines Rückfahrerkennungs-Videobearbeitungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Das Rückfahrerkennungssystem umfasst eine Videokamera 1 102, eine Videokamera 2 104, einen hörbaren Alarm 106 und ein Display 108, wie etwa ein LED-Display, das dem Fahrer eines vorfahrenden Fahrzeugs in einer Durchfahrt zugewandt ist. Die Videokamera 1 102 und die Videokamera 2 104 stellen dem Videobearbeitungssystem 100, das die Videoströme bearbeitet und den Alarm 106 und das Display 108 ansteuert, Einzelbilder bereit.
Es versteht sich, dass die obige Beschreibung Einzelheiten einer oder mehrerer Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung bereitstellt. Zudem stellen die folgenden Paragrafen diverse nicht einschränkende Merkmale bereit, die in die diversen Ausführungsformen integriert werden können.

(A) Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, unter Verwendung einer Videokamera, die auf das Fahrzeug gerichtet ist und betriebsmäßig an ein Videobearbeitungssystem angeschlossen ist, bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Erfassen eines Videostroms, der eine Menge von einem oder mehreren Merkmalen des Fahrzeugs umfasst, wobei das Video ein aktuelles Einzelbild und ein oder mehrere aufeinanderfolgende vorhergehende Einzelbilder umfasst; b) Auswählen eines ersten Merkmals aus der Menge von einem oder mehreren Merkmalen; c) Bearbeiten des ausgewählten ersten Merkmals, das in dem aktuellen Einzelbild aufgenommen wird, mit Bezug auf eines oder mehrere der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und d) Auslösen eines Alarms, falls das Fahrzeug rückwärts fährt.
(B) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (A) bereitgestellt, wobei die Menge des einen oder der mehreren Merkmale eines oder mehrere von einem Bremslicht, einer Rückfahrleuchte, einem Nummernschild, einem Aufkleber, einem Fahrtlicht und einem reflektierenden Objekt umfasst.
(C) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (A) bereitgestellt, wobei das ausgewählte erste Merkmal ein heller Fleck ist, der zum Fahrzeug gehört, und Schritt c) den hellen Fleck bearbeitet, um zu bestimmen, ob sich der helle Fleck in Richtung auf die Videokamera bewegt, was angibt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt.
(D) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (A) bereitgestellt, umfassend: Schritt b) Auswählen eines ersten und eines zweiten Merkmals aus der Menge von einem oder mehreren Merkmalen; und Schritt c) Bearbeiten der ausgewählten ersten und zweiten Merkmale, die in dem aktuellen Einzelbild aufgenommen werden, und Bestimmen, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, wenn sich entweder das erste oder das zweite Merkmal mit Bezug auf eines oder mehrere der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder rückwärts bewegt.
(E) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (A) bereitgestellt, umfassend: Schritt c) Anwenden einer zeitlichen Filterung.
(F) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (A) bereitgestellt, wobei Schritt c) Folgendes umfasst: 1) Bearbeiten des ausgewählten ersten Merkmals, das in dem aktuellen Einzelbild aufgenommen wird, mit Bezug auf eines oder mehrere der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder, und Bestimmen, dass das Fahrzeug rückwärts fährt; und 2) Generieren eines Nachweisvektors, der zu dem aktuellen Einzelbild und zu einem oder mehreren der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder gehört, wobei der Nachweisvektor das aktuelle Einzelbild und das eine oder die mehreren aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder mit der Bestimmung verknüpft, falls das Fahrzeug in Schritt c1) rückwärts fährt.
(G) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (F) bereitgestellt, wobei das zeitliche Filtern ein Medianwertfiltern mit Gleitfenstergrößen von N1 und N2 Einzelbildern umfasst, wobei N1 < N2, das auf den Nachweisvektor angewendet wird.
(H) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (D) bereitgestellt, umfassend: Schritt d) Auslösen eines Stoppalarms, falls der Medianwert der neuesten N₂ Einzelbilder angibt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, und Auslösen eines Warnalarms, falls der Medianwert der neuesten N₁ Einzelbilder angibt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, doch die neueste Menge von N₂ Einzelbildern nicht angibt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt.
(I) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (A) bereitgestellt, wobei das erste Merkmal ein heller Fleck in der Nähe eines roten Gebiets ist, der zu einem Bremslicht gehört.
(J) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (A) bereitgestellt, wobei das erste Merkmal ein heller Fleck ist, der durch das Bearbeiten des erfassten Videostroms ausgewählt wird, um eines oder mehrere zu identifizieren von a) zusammenhängenden Pixeln einer Intensität von mehr als TH_L innerhalb einer vorherbestimmten zusammenhängenden Fläche, b) zusammenhängende Pixel, die eine vorherbestimmte Fläche abdecken, c) zusammenhängende Pixel, die eine vorherbestimmte Form abdecken, und d) zusammenhängende Pixel an einer vorherbestimmten Stelle am Fahrzeug.
(K) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (J) bereitgestellt, wobei der helle Fleck durch weiteres Bearbeiten des erfassten Videostroms ausgewählt wird, wobei ein Bildformat einer Umrandung der vorherbestimmten zusammenhängenden Fläche innerhalb einer vorherbestimmten Form liegt, eine Kompaktheit der vorherbestimmten zusammenhängenden Fläche innerhalb eines vorherbestimmten Anteils liegt und ein lokaler Kontrast größer als TH_L ist.
(L) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, unter Verwendung einer Videokamera, die auf das Fahrzeug gerichtet ist und betriebsmäßig an ein Videobearbeitungssystem angeschlossen ist, bereitgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Erfassen eines Videostroms des Fahrzeugs, der ein aktuelles Einzelbild und ein oder mehrere aufeinanderfolgende vorhergehende Einzelbilder umfasst; b) Bearbeiten des erfassten Videostroms des Fahrzeugs und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und c) Auslösen eines Alarms, falls das Fahrzeug rückwärts fährt.
(M) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (L) bereitgestellt, wobei Schritt b) Folgendes umfasst: b1) Bestimmen eines Profils des Fahrzeugs für das aktuelle Einzelbild und eines oder mehrere der ein oder mehreren aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder; und b2) Verfolgen der Profile aus Schritt b1) Einzelbild für Einzelbild, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt.
(N) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (M) bereitgestellt, wobei das Profil des Fahrzeugs ein Bild ist, das einen Umriss des Fahrzeugs im Verhältnis zur Videokamera bereitstellt.
(O) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (M) bereitgestellt, wobei die Videokamera auf das Heck eines Fahrzeugs gerichtet ist, Schritt b2) Bestimmen, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, falls das aktuelle Einzelbild ein größeres Signaturprofil im Verhältnis zu einem oder mehreren des einen oder der mehreren aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder umfasst.
(P) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (M) bereitgestellt, wobei Schritt b2) Folgendes umfasst: b2.1) Verfolgen des Profils mit der Zeit; b2.2) Berechnen einer Gesamtstrecke, die das Bild bis zum aktuellen Einzelbild zurückgelegt hat; b2.3) Vergleichen der Gesamtstrecke, die bis zu einer vorherbestimmte Grenze TH_M zurückgelegt wurde; und b2.4) Bestimmen, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, falls die zurückgelegte Gesamtstrecke größer als TH_M ist.
(Q) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (M) bereitgestellt, das Folgendes umfasst: b3) Anwenden einer zeitlichen Filterung.
(R) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (L) bereitgestellt, wobei Schritt b) Folgendes umfasst: b1) Bearbeiten des erfassten Videostroms des Fahrzeugs und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und b2) Generieren eines Nachweisvektors, der zu dem aktuellen Einzelbild und zu einem oder mehreren der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder gehört, wobei der Nachweisvektor das aktuelle Einzelbild und das eine oder die mehreren aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder mit der Bestimmung verknüpft, ob das Fahrzeug in Schritt b1) rückwärts fährt.
(S) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (R) bereitgestellt, wobei das zeitliche Filtern ein Medianfiltern mit Gleitfenstergrößen von N1 und N2 Einzelbildern umfasst, wobei N1 < N2, das auf den Nachweisvektor angewendet wird.
(T) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, gemäß Paragraf (S) bereitgestellt, umfassend: Schritt c) Auslösen eines Stoppalarms, wenn der Medianwert der neuesten N₂ Einzelbilder angibt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, und Auslösen eines Warnalarms, wenn der Medianwert der neuesten N₁ Einzelbilder angibt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, doch die neueste Menge von N₂ Einzelbildern nicht angibt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt.
(U) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen ein Fahrzeug gemäß Paragraf (L) bereitgestellt, wobei der Alarm eines oder mehrere von einem hörbaren Ton und einer visuellen Anzeige ist, die auf den Fahrer des Fahrzeugs gerichtet ist.
(V) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Verfahren zum Erkennen eines Fahrzeugs gemäß Paragraf (L) bereitgestellt, wobei Schritt b) ferner Folgendes umfasst: Bearbeiten des erfassten Videos des Fahrzeugs, um die Zahl eines Nummernschilds zu identifizieren, das zu dem Fahrzeug gehört.
(W) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Videosystem zum Auslösen eines Alarms, wenn ein Fahrzeug rückwärts fährt, bereitgestellt, wobei das Videosystem Folgendes umfasst: eine Videokamera, die in einer Durchfahrspur auf das Heck eines Fahrzeugs gerichtet ist, wobei die Videokamera positioniert ist, um die Visualisierung der Rückfahrscheinwerfer zu ermöglichen, die zu dem Fahrzeug gehören; und ein Videobearbeitungssystem, das betriebsmäßig an die Videokamera angeschlossen ist, wobei das Videobearbeitungssystem konfiguriert ist, um ein Verfahren auszuführen, das folgende Schritte umfasst: a) Erfassen eines Videostroms, der eine Menge von einem oder mehreren Merkmalen des Fahrzeugs umfasst, wobei das Video ein aktuelles Einzelbild und ein oder mehrere aufeinanderfolgende vorhergehende Einzelbilder umfasst; b) Auswählen eines ersten Merkmals aus der Menge von einem oder mehreren Merkmalen; c) Bearbeiten des ausgewählten ersten Merkmals, das in dem aktuellen Einzelbild aufgenommen wird, mit Bezug auf eines oder mehrere der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und, d) Auslösen eines Alarms, falls das Fahrzeug rückwärts fährt.
(X) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Videosystem gemäß Paragraf (W) bereitgestellt, wobei die Menge von einem oder mehreren Merkmalen eines oder mehrere von einem Bremslicht, einer Rückfahrleuchte, einem Nummernschild, einem Aufkleber, einem Fahrtlicht und einem reflektierenden Objekt umfasst.
(Y) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Videosystem gemäß Paragraf (W) bereitgestellt, wobei das ausgewählte erste Merkmal ein heller Fleck ist, der zu dem Fahrzeug gehört, und Schritt c) den hellen Fleck bearbeitet, um zu bestimmen, ob sich der helle Fleck in Richtung auf die Videokamera bewegt, was angibt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt.
(Z) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Videosystem gemäß Paragraf (W) bereitgestellt, umfassend: Schritt b) Auswählen eines ersten und eines zweiten Merkmals aus der Menge von einem oder mehreren Merkmalen; und Schritt c) Bearbeiten der ausgewählten ersten und zweiten Merkmale, die in dem aktuellen Einzelbild aufgenommen werden, und Bestimmen, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, wenn sich entweder das erste oder das zweite Merkmal mit Bezug auf eines oder mehrere der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder rückwärts bewegt.
(AA) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Videosystem gemäß Paragraf (W) bereitgestellt, umfassend: Schritt c) Anwenden einer zeitlichen Filterung.
(AB) Nach einem anderen wird Ausführungsbeispiel ein Videosystem zum Auslösen eines Alarms, wenn ein Fahrzeug rückwärts fährt, bereitgestellt, wobei das Videosystem Folgendes umfasst: eine Videokamera, die auf das Fahrzeug gerichtet ist; und ein Videobearbeitungssystem, das betriebsmäßig an die Videokamera angeschlossen ist, wobei das Videobearbeitungssystem konfiguriert ist, um ein Verfahren auszuführen, das folgende Schritte umfasst: a) Erfassen eines Videostroms des Fahrzeugs, der ein aktuelles Einzelbild und ein oder mehrere aufeinanderfolgende vorhergehende Einzelbilder umfasst; b) Bearbeiten des erfassten Videostroms des Fahrzeugs und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und c) Auslösen eines Alarms, falls das Fahrzeug rückwärts fährt.
(AC) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Videosystem gemäß Paragraf (AB) bereitgestellt, wobei Schritt b) Folgendes umfasst: b1) Bestimmen eines Profils des Fahrzeugs für das aktuelle Einzelbild und ein oder mehrere des einen oder der mehreren aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder; und b2) Verfolgen des Profils aus Schritt b1) Einzelbild für Einzelbild, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt.
(AD) Nach einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Videosystem gemäß Paragraf (AB) bereitgestellt, wobei das Profil des Fahrzeugs ein Bild ist, das einen Umriss des Fahrzeugs im Verhältnis zur Videokamera bereitstellt.

Es versteht sich, dass das Videobearbeitungssystem 100 eine von einer Vielzahl von verfügbaren Hardware-/Software-Konfigurationen umfassen kann. Beispielsweise eine Plattform auf Prozessorbasis, die einen zugänglichen Speicher umfasst, um computerlesbare/prozessorlesbare Anweisungen auszuführen, um die hier offenbarten Verfahren zur Rückfahrerkennung auszuführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://www.proxel.com [0015]

Claims

Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, unter Verwendung einer Videokamera, die auf das Fahrzeug gerichtet ist und betriebsmäßig an ein Videobearbeitungssystem angeschlossen ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Erfassen eines Videostroms, der eine Menge von einem oder mehreren Merkmalen des Fahrzeugs umfasst, wobei das Video ein aktuelles Einzelbild und ein oder mehrere aufeinanderfolgende vorhergehende Einzelbilder umfasst; b) Auswählen eines ersten Merkmals aus der Menge von einem oder mehreren Merkmalen; c) Bearbeiten des ausgewählten ersten Merkmals, das in dem aktuellen Einzelbild aufgenommen wird, mit Bezug auf eines oder mehrere der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und d) Auslösen eines Alarms, falls das Fahrzeug rückwärts fährt.
Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, nach Anspruch 1, wobei die Menge von einem oder mehreren Merkmale eines oder mehrere von einem Bremslicht, einer Rückfahrleuchte, einem Nummernschild, einem Aufkleber, einem Fahrtlicht und einem reflektierenden Objekt umfasst.
Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, nach Anspruch 1, wobei das ausgewählte erste Merkmal ein heller Fleck ist, der zu dem Fahrzeug gehört, und Schritt c) den hellen Fleck bearbeitet, um zu bestimmen, ob der helle Fleck sich in Richtung auf die Videokamera bewegt, was angibt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt.
Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, nach Anspruch 1, umfassend: Schritt b) Auswählen eines ersten und eines zweiten Merkmals aus der Menge von einem oder mehreren Merkmalen; und Schritt c) Bearbeiten der ausgewählten ersten und zweiten Merkmale, die in dem aktuellen Einzelbild aufgenommen werden, und Bestimmen, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, wenn sich entweder das erste oder das zweite Merkmal mit Bezug auf eines oder mehrere der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder rückwärts bewegt.
Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, nach Anspruch 1, wobei Schritt c) Folgendes umfasst: 1) Bearbeiten des ausgewählten ersten Merkmals, das in dem aktuellen Einzelbild aufgenommen wird, mit Bezug auf eines oder mehrere der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und 2) Generieren eines Nachweisvektors, der zu dem aktuellen Einzelbild und zu einem oder mehreren der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder gehört, wobei der Nachweisvektor das aktuelle Einzelbild und das eine oder die mehreren aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder mit der Bestimmung verknüpft, falls das Fahrzeug in Schritt c1) rückwärts fährt.
Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, nach Anspruch 5, wobei das zeitliche Filtern ein Medianfiltern mit Gleitfenstergrößen von N₁, und N₂ Einzelbildern umfasst, wobei N₁ < N₂, das auf den Nachweisvektor angewendet wird.
Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, nach Anspruch 6, umfassend: Schritt d) Auslösen eines Stoppalarms, falls der Medianwert der neuesten N₂ Einzelbilder angibt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, und Auslösen eines Warnalarms, falls der Medianwert der neuesten N₁ Einzelbilder angibt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt, doch die neueste Menge von N₂ Einzelbildern nicht angibt, dass das Fahrzeug rückwärts fährt.
Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, unter Verwendung einer Videokamera, die auf das Fahrzeug gerichtet ist und betriebsmäßig an ein Videobearbeitungssystem angeschlossen ist, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Erfassen eines Videostroms des Fahrzeugs, der ein aktuelles Einzelbild und ein oder mehrere aufeinanderfolgende vorhergehende Einzelbilder umfasst; b) Bearbeiten des erfassten Videostroms des Fahrzeugs und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und c) Auslösen eines Alarms, falls das Fahrzeug rückwärts fährt.
Verfahren zum Erkennen, dass ein Fahrzeug rückwärts fährt, nach Anspruch 8, wobei Schritt b) Folgendes umfasst: b1) Bestimmen eines Profils des Fahrzeugs für das aktuelle Einzelbild und eines oder mehrere des einen oder der mehreren aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder; und b2) Verfolgen des Profils aus Schritt b1) Einzelbild für Einzelbild, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt.
Videosystem zum Auslösen eines Alarms, wenn ein Fahrzeug rückwärts fährt, wobei das Videosystem Folgendes umfasst: eine Videokamera, die in einer Durchfahrspur auf das Heck eines Fahrzeugs gerichtet ist, wobei die Videokamera positioniert ist, um die Visualisierung der Rückfahrscheinwerfer zu ermöglichen, die zu dem Fahrzeug gehören; und ein Videobearbeitungssystem, das betriebsmäßig an die Videokamera angeschlossen ist, wobei das Videobearbeitungssystem konfiguriert ist, um ein Verfahren auszuführen, das folgende Schritte umfasst: a) Erfassen eines Videostroms, der eine Menge von einem oder mehreren Merkmalen des Fahrzeugs umfasst, wobei das Video ein aktuelles Einzelbild und ein oder mehrere aufeinanderfolgende vorhergehende Einzelbilder umfasst; b) Auswählen eines ersten Merkmals aus der Menge von einem oder mehreren Merkmalen; c) Bearbeiten des ausgewählten ersten Merkmals, das in dem aktuellen Einzelbild aufgenommen wird, mit Bezug auf eines oder mehrere der aufeinanderfolgenden vorhergehenden Einzelbilder und Bestimmen, ob das Fahrzeug rückwärts fährt; und, d) Auslösen eines Alarms, falls das Fahrzeug rückwärts fährt.