DE102013003515A1 - Method for measuring speed of moving object, particularly vehicle by using laser device, involves deriving velocity of moving object from change of coordinates of pairs of measurement data by pulses that are generated by transmitting device - Google Patents

Method for measuring speed of moving object, particularly vehicle by using laser device, involves deriving velocity of moving object from change of coordinates of pairs of measurement data by pulses that are generated by transmitting device Download PDF

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Abstract

The method involves emitting a pulsed measurement radiation (7) through a transmitting device (1). The measurement radiation is received at a to-be-measured object (5) through a receiving device (2). The received measurement radiation is supplied to an evaluation device (6) in the form of electrical signals. The coordinates of a data pair formed by a distance value and an angle value are determined. The velocity of the moving object is derived from the change of coordinates of two pairs of measurement data by two pulses that are generated by the transmitting device. An independent claim is included for a device for measuring speed of a moving object.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen mittels einer Lasereinrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und einer Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 6.The present invention relates to a method for speed measurement of vehicles by means of a laser device according to the features of claim 1 and a device for measuring speed according to the features of claim 6.

Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise aus der DE 10 2007 038 364 A1 ein Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen mittels Laserscanner bekannt, bei dem das von einem Laser erzeugte Licht über einen rotierenden oder einen schwingenden Spiegel abgelenkt wird und somit kontinuierlich einen Messbereich abscannt. Mittels dieses Aufbaus können zeitlich verzögert Messdaten gewonnen werden, aus denen eine Geschwindigkeit eines Fahrzeuges abgeleitet werden kann. Diese Vorrichtungen haben zwei Nachteile: Zum einen werden bewegte Elemente im System verwendet, die den mechanischen Aufwand erhöhen und zudem einen entsprechenden Verschleiß aufweisen. Zum anderen muss die Positionsänderung eines fahrenden Fahrzeuges innerhalb eines Scans kompensiert werden, da die Messdaten auch innerhalb eines Scans verzögert gewonnen werden.From the prior art is for example from the DE 10 2007 038 364 A1 A method for measuring the speed of vehicles by means of a laser scanner, in which the light generated by a laser is deflected via a rotating or oscillating mirror and thus continuously scans a measuring range. By means of this construction, measurement data can be obtained with a time delay, from which a speed of a vehicle can be derived. These devices have two disadvantages: First, moving elements are used in the system, which increase the mechanical complexity and also have a corresponding wear. On the other hand, the position change of a moving vehicle within a scan must be compensated because the measurement data are also obtained delayed within a scan.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen mittels einer Lasereinrichtung zur Verfügung zu stellen, das ohne bewegte Teile auskommt. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen werden durch die abhängigen Ansprüche näher definiert.It is therefore an object of the present invention to provide an improved method for measuring the speed of vehicles by means of a laser device that manages without moving parts. This object is achieved by a method according to claim 1 and a device according to claim 6. Advantageous developments are further defined by the dependent claims.

Die Erfindung schafft daher ein Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung eines Fahrzeuges mittels einer Lasereinrichtung mit folgenden Merkmalen:
Aussenden einer gepulsten Messstrahlung mittels einer Sendeeinrichtung; Empfangen der an dem zu vermessenden Objekt reflektierten Messstrahlung mittels einer Empfangseinrichtung; Zuführen der durch die Empfangseinrichtung empfangenen Messstrahlung an eine Auswerteeinrichtung in Form von elektrischen Signalen; Ermitteln von Koordinaten eines Messdatenpaares, gebildet durch einen Entfernungswert und einen Winkelwert, durch die Auswerteeinrichtung unter Berücksichtigung der Lichtgeschwindigkeit und der Zeit zwischen dem Aussenden und Empfangen der Messstrahlung; Anordnen einer Streueinrichtung zwischen der Sendeeinrichtung und dem Objekt, um die Messstrahlung in mindestens einen, einen Ausleuchtungsbereich definierenden, Strahl aufzuweiten; Anordnen einer Sammeleinrichtung zwischen dem Objekt und der Empfangseinrichtung, um die an dem Objekt reflektierte Messstrahlung auf die Empfangseinrichtung zu fokussieren; Ableiten einer Geschwindigkeit des sich bewegenden Objektes aus einer Änderung der Koordinaten eines ersten Messdatenpaares, der durch einen ersten Impuls der Sendeeinrichtung generiert wird und ein dazu korrespondierendes zweites Messdatenpaar, das durch einen zweiten Impuls der Sendeeinrichtung generiert wird.
The invention therefore provides a method for measuring the speed of a vehicle by means of a laser device having the following features:
Emitting a pulsed measuring radiation by means of a transmitting device; Receiving the measuring radiation reflected at the object to be measured by means of a receiving device; Supplying the measuring radiation received by the receiving device to an evaluation device in the form of electrical signals; Determining coordinates of a measured data pair, formed by a distance value and an angle value, by the evaluation device, taking into account the speed of light and the time between the transmission and reception of the measuring radiation; Arranging a scattering device between the transmitting device and the object in order to expand the measuring radiation into at least one beam defining an illumination region; Arranging a collecting device between the object and the receiving device in order to focus the measuring radiation reflected on the object onto the receiving device; Deriving a speed of the moving object from a change in the coordinates of a first pair of measured data, which is generated by a first pulse of the transmitting device and a second pair of measured data corresponding thereto, which is generated by a second pulse of the transmitting device.

Durch die Anordnung einer Streueinrichtung zwischen der Sendeeinrichtung und dem sich bewegenden Objekt wird somit der Messstrahl auf mindestens einen Strahl aufgeweitet. Auf sich bewegende Teile kann somit gänzlich verzichtet werden.By the arrangement of a scattering device between the transmitting device and the moving object thus the measuring beam is expanded to at least one beam. Moving parts can thus be dispensed with altogether.

Bevorzugt wird der Messstrahl in einer horizontalen Ebene linienförmig aufgeweitet.Preferably, the measuring beam is widened linearly in a horizontal plane.

Die Empfangseinrichtung nimmt für mehrere Messpunkte gleichzeitig Entfernungswerte auf. Dabei wird die an einem Objekt reflektierte Messstrahlung mittels der Sammeleinrichtung auf eine Empfangseinrichtung fokussiert. Der Messbereich wird somit zunächst in einem ersten Schritt durch einen optischen Öffnungswinkel der Sammeleinrichtung begrenzt.The receiving device records distance values for several measuring points at the same time. In this case, the measuring radiation reflected on an object is focused by means of the collecting device onto a receiving device. The measuring range is thus initially limited in a first step by an optical opening angle of the collecting device.

Ferner ist es vorteilhaft den Messbereich in seiner Tiefe zu begrenzen. D. h., die Messdatenerfassung wird nicht durch die Reichweite der Sendeeinrichtung beschränkt, sondern durch Entfernungsgrenzen, die der Sendeeinrichtung spezifisch für den Aufstellort angelernt werden. Zu diesem Zweck wird vor Beginn der eigentlichen Messung eine Sequenz von Tiefenbildern des Messbereichs durch die Empfangseinheit erfasst und bewegte Objekte (Fahrzeuge) ohne Beschränkung des Messbereiches gesucht. Aus den so ermittelten Abständen der Fahrzeuge von der Empfangseinheit kann der Entfernungsbereich ermittelt werden, in dem Fahrzeuge erwartet werden und der Messbereich auf diesen Entfernungsbereich eingeschränkt wird. Darüber hinaus können in einem statistischen Verfahren Hypothesen über die Spurmitten der beobachteten Fahrspuren abgeleitet werden. Mittels der Hypothesen kann der Messbereich hinsichtlich einer Minimal- und Maximalgrenzentfernung weiter auf einzelne Fahrspuren eingeschränkt werden. Alle von der Empfangseinheit gelieferten Entfernungswerte werden dann nur noch hinsichtlich dieses ermittelten interessierenden Entfernungsbereiches betrachtet. Vorteilhaft ist dabei die Beschränkung auf Entfernungen quer zur eigentlichen Fahrtrichtung, d. h. es wird nicht die absolute Entfernung zum Fahrzeug in die Statistik aufgenommen, sondern nur der Querabstand zum Fahrzeug. Eingehende Messdaten werden dann zunächst geprüft, ob sie jeweils innerhalb oder außerhalb eines interessierenden Entfernungsbereiches liegen. Solche die außerhalb liegen, werden dann nicht der Recheneinheit zugeführt.Furthermore, it is advantageous to limit the measuring range in its depth. That is, the measurement data acquisition is not limited by the range of the transmitting device, but by distance limits that are trained the transmitting device specifically for the installation. For this purpose, a sequence of depth images of the measuring range is detected by the receiving unit and searched moving objects (vehicles) without limiting the measuring range before starting the actual measurement. From the thus determined distances of the vehicles from the receiving unit, the distance range can be determined in which vehicles are expected and the measuring range is limited to this distance range. In addition, hypotheses about the lanes of the observed lanes can be derived in a statistical procedure. By means of the hypotheses, the measuring range can be further limited to individual lanes in terms of a minimum and maximum limit distance. All distance values provided by the receiving unit are then considered only with regard to this determined range of interest of interest. The advantage here is the restriction to distances across the actual direction of travel, d. H. not the absolute distance to the vehicle is included in the statistics, but only the transverse distance to the vehicle. Incoming measurement data are then first checked as to whether they lie within or outside a range of interest of interest. Those that are outside are then not fed to the arithmetic unit.

Die Sammeleinrichtung kann ein sammelndes optisches System wie eine einfache Linse oder ein aus mehreren Linsen bestehendes System, z. B. ein Objektiv sein, dessen Brennweite den Abbildungsmaßstab des Messbereichs auf die Empfangseinrichtung bestimmt. Daher kann vorgesehen sein, dass passend zum Messbereich die Brennweite der Sammeleinrichtung, durch Anwendung des Strahlensatzes, auf die Empfangseinrichtung abgestimmt ist. Als Empfangseinrichtung können beispielsweise ein Zeilensensor oder in einer bevorzugten Ausführungsform ein Matrixsensor vorgesehen sein. Die Empfangseinrichtung erfasst in jedem Messpunkt des Zeilen- oder Matrixsensors einen einzelnen Entfernungswert. Dabei ergibt sich der Winkelwert, aus dem der Teil des Strahles auf die Sammeleinrichtung getroffen ist, aus der Position des Messpunktes auf der Empfangseinrichtung. Um die Messpunkte, die zu einem Zeitpunkt erfasst werden, zu einem Tiefenbild zusammenfassen zu können, kann bevorzugt eine Empfangseinrichtung mit einem elektronischen Shutter eingesetzt werden, der es ermöglicht, nur die Messpunkte auszulesen, die zum gleichen Zeitpunkt erfasst wurden. Idealerweise wird der Shutter nur geöffnet, wenn Laserimpulse aus einem gewünschten Entfernungsbereich erwartet werden (Dieses Verfahren wird auch als Range Gating bezeichnet). The collecting means may be a collecting optical system such as a simple lens or a multi-lens system, e.g. B. be a lens whose focal length determines the magnification of the measuring range to the receiving device. Therefore, it can be provided that, matching the measuring range, the focal length of the collecting device is matched to the receiving device by application of the set of radiation. For example, a line sensor or, in a preferred embodiment, a matrix sensor may be provided as receiving device. The receiving device detects a single distance value in each measuring point of the line or matrix sensor. In this case, the angle value from which the part of the beam has hit the collecting device results from the position of the measuring point on the receiving device. In order to be able to combine the measuring points, which are detected at one time, into one depth image, it is possible with preference to use a receiving device with an electronic shutter, which makes it possible to read only the measuring points which were detected at the same time. Ideally, the shutter is only opened when laser pulses are expected from a desired distance range (this method is also referred to as range gating).

Vorteil dieser Ausführungsform ist es, dass alle Messpunkte der Empfangseinheit die Entfernungswerte des Messbereichs in einem Tiefenbild zu ein und dem gleichen Zeitpunkt erfassen. Das Tiefenbild beschreibt für die erfindungsgemäße Geschwindigkeitsmessung einen Messzyklus. Somit entfällt eine Kompensation der Erfassung von zeitlich verzögerten Messdaten, da die Positionsänderung bewegter Objekte gegenüber der Lichtgeschwindigkeit vernachlässigbar sind und die Objekte quasistatisch erscheinen.The advantage of this embodiment is that all measuring points of the receiving unit detect the distance values of the measuring range in a depth image at one and the same time. The depth image describes a measuring cycle for the speed measurement according to the invention. This eliminates the need to compensate for the acquisition of time-delayed measurement data, since the position change of moving objects compared to the speed of light are negligible and the objects appear quasi-static.

Als Empfangseinrichtung können tiefenmessende Halbleitersensoren wie beispielsweise tiefenmessende CCD-(Charge-coupled Device) oder tiefenmessende CMOS-(Complementary Metal Oxide Semiconductor)Sensoren verwendet werden. Die Empfangseinrichtung wandelt die Messstrahlung in elektrische Signale um und sendet diese an eine Auswerteinrichtung weiter.As a receiving device, depth-measuring semiconductor sensors such as, for example, depth-measuring CCD (charge-coupled device) or depth-measuring CMOS (complementary metal oxide semiconductor) sensors can be used. The receiving device converts the measuring radiation into electrical signals and transmits them to an evaluation device.

Alle Messpunkte, die Messdatenpaare in Form eines Entfernungswertes und einer Position darstellen, die zum gleichen Zeitpunkt erfasst werden, stellen ein sogenanntes Tiefenbild dar. Da sich bewegende Objekte nicht einen Punktstrahler darstellen, sondern in der Praxis eine räumliche Ausdehnung haben, wird in den Tiefenbildern vorzugsweise nach solchen Gruppen von Messdatenpaaren gesucht, die ein senkrecht aufeinander stehendes Streckenpaar bilden, das heißt einen rechten Winkel beschreiben. Diese rechten Winkel werden in den folgenden Tiefenbildern gesucht. Um die Datenmenge beim Vergleich mehrerer Tiefenbilder nicht zu weit anwachsen zu lassen, können die einen rechten Winkel beschreibende Messdatenpaare durch Modelldaten ersetzt werden, die z. B. die Koordinaten eines Scheitelpunktes umfassen. Die so zusammengefassten Modelldaten werden in einem Zwischenspeicher abgelegt und mit den dazugehörenden Modelldaten in den folgenden Tiefenbildern verglichen. Aus der Ortsänderung der Koordinaten, wie z. B. der korrespondierenden Scheitelpunkte der Modelldaten, wird die Geschwindigkeit des zu vermessendes Objektes bestimmt.All measurement points that represent measurement data pairs in the form of a distance value and a position that are acquired at the same time represent a so-called depth image. Since moving objects do not represent a point radiator but in practice have a spatial extent, it is preferable in the depth images searched for such groups of pairs of measured data, which form a perpendicular pair of paths, that is to say describe a right angle. These right angles are searched in the following depth images. In order to prevent the data volume from growing too much when comparing several depth images, the pairs of measured data describing a right angle can be replaced by model data which, for B. include the coordinates of a vertex. The model data summarized in this way are stored in a buffer and compared with the associated model data in the following depth images. From the change of location of the coordinates, such. As the corresponding vertices of the model data, the speed of the object to be measured is determined.

Die verwendete Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung eines sich bewegenden Objektes, die nach dem Lichtlaufzeitprinzip arbeitet, weißt die folgenden Merkmalen auf:
eine Sendeeinrichtung, die nach dem Lichtlaufzeitprinzip arbeitet, zum Aussenden einer gepulsten Messstrahlung; eine Empfangseinrichtung zum Empfangen der an dem zu vermessenden Objekt reflektierten Messstrahlung; einer Auswerteeinrichtung, wobei die Empfangseinrichtung die empfangene Messstrahlung in Form von elektrischen Signalen der Auswerteeinrichtung zuführt, die unter Berücksichtigung der Lichtgeschwindigkeit aus der Zeit zwischen Aussendung und Empfang der Messstrahlung ein Messdatenpaar, gebildet durch einen Entfernungswert und einen Winkelwert, ermittelt, wobei zwischen der Lasereinrichtung und dem Objekt eine Streueinrichtung angeordnet ist, die die Messstrahlung in mindestens einen, einen Ausleuchtungsbereich definierenden Strahl, aufweitet; und zwischen dem Objekt und der Empfangseinrichtung eine Sammeleinrichtung angeordnet ist, die die an dem Objekt reflektierte Messstrahlung auf die Empfangseinrichtung fokussiert.
The device used for measuring the speed of a moving object, which operates on the principle of the time of flight principle, has the following features:
a transmitting device which operates according to the time of flight principle, for emitting a pulsed measuring radiation; a receiving device for receiving the measuring radiation reflected at the object to be measured; an evaluation device, wherein the receiving device, the receiving measurement radiation in the form of electrical signals of the evaluation supplies, taking into account the speed of light from the time between transmission and reception of the measuring radiation, a pair of measured data, formed by a distance value and an angle, determined between the laser device and the object is arranged a scattering device which expands the measurement radiation into at least one beam defining an illumination region; and a collecting device is arranged between the object and the receiving device, which focuses the measuring radiation reflected on the object onto the receiving device.

Alternativ kann anstatt einer gepulsten Messstrahlung auch eine amplitudenmodulierte Dauerstrich-Messstrahlung eingesetzt werden, um die Entfernungsmessung nach dem Lichtlaufzeitprinzip anstatt über die Laufzeit von Impulsen über die Phasenverschiebung während der Lichtlaufzeit zu ermitteln.Alternatively, instead of a pulsed measuring radiation, an amplitude-modulated continuous wave measuring radiation can also be used in order to determine the distance measurement according to the time of flight principle instead of the duration of pulses via the phase shift during the light transit time.

Ferner ist eine Empfangseinrichtung vorgesehen, insbesondere ein TOF-CCD (Time-of-flight CCD-Sensor), zum Empfangen der an dem zu vermessenden Objekt reflektierten Messstrahlung. Ferner ist eine Sammeleinrichtung vorgesehen, die zwischen dem Objekt und der Empfangseinrichtung angeordnet ist und durch ihren optischen Öffnungswinkel, der bevorzugt kleiner oder gleich dem Streuwinkel des Ausleuchtungsbereiches ist, beispielsweise von 45°, einen Messbereich definiert. Die innerhalb des Messbereiches an einem Objekt reflektierte Messstrahlung wird mittels der Sammeleinrichtung auf die Empfangseinrichtung fokussiert, wobei die Empfangseinrichtung die empfangene Messstrahlung in Form von elektrischen Signalen einer Auswerteeinrichtung zuführt, die unter Berücksichtigung der Lichtgeschwindigkeit aus der Zeit zwischen Aussendung und Empfang der Messstrahlung einen Entfernungswert bestimmt. Dadurch, dass der Entfernungswert an einer bestimmten Position, der Empfangseinrichtung empfangen wird, liegen an jeder Position der Empfangseinrichtung, die einem fest definierten Winkelwert entspricht, mit dem an dieser Position gemessenen Entfernungswert ein Messdatenpaar vor.Furthermore, a receiving device is provided, in particular a TOF-CCD (time-of-flight CCD sensor), for receiving the measuring radiation reflected at the object to be measured. Furthermore, a collecting device is provided which is arranged between the object and the receiving device and defines a measuring range by its optical opening angle, which is preferably smaller than or equal to the scattering angle of the illumination region, for example of 45 °. The measuring radiation reflected on an object within the measuring range is focused onto the receiving device by means of the collecting device, wherein the receiving device receives the received signal Measuring radiation in the form of electrical signals to an evaluation supplies, which determines a distance value taking into account the speed of light from the time between transmission and reception of the measuring radiation. Because the distance value is received at a specific position of the receiving device, at each position of the receiving device, which corresponds to a predefined angle value, a measured data pair is present at the distance value measured at this position.

Die Empfangseinrichtung ist bevorzugt an die Gestalt und Größe des Ausleuchtungsbereiches angepasst. Bei einer linienförmigen Ausleuchtung mit einem Streuwinkel bis 180° bietet sich ein kostengünstiger Zeilensensor an. Bei einer Ausleuchtung mit einem Streuwinkel von 180° bis 360° bietet sich ein Matrixsensor an, auf dem beispielsweise bei einer 360° linienförmigen Ausleuchtung durch eine Sammeleinrichtung bevorzug eine ringförmige Linie auf der Empfangseinrichtung dargestellt wird. Ein Matrixsensor bietet sich ebenso bei einem Messbereich mit mehreren linienförmigen Ausleuchtungen an.The receiving device is preferably adapted to the shape and size of the illumination area. With a linear illumination with a scattering angle of up to 180 °, a cost-effective line sensor offers itself. In the case of illumination with a scattering angle of 180 ° to 360 °, a matrix sensor is available on which, for example, in the case of a 360 ° linear illumination by a collecting device, an annular line is preferably displayed on the receiving device. A matrix sensor is also suitable for a measuring range with several line-shaped illuminations.

Grundsätzlich ist für die Anzahl der Messpunkte der Empfangseinrichtung zu berücksichtigen, welche Auflösung pro Grad des Messbereiches gewollt ist. Bei 45° Messbereich und 0,1° Auflösung wird ein Sensor mit mindestens 450 Messpunkten pro Empfangslinie benötigt. Dabei muss die Empfangseinrichtung, insbesondere ein Sensor mit samt seiner Sammeleinrichtung auf die in den Ausleuchtungsbereich ausgesendete Linie fokussiert werden.Basically, for the number of measuring points of the receiving device to take into account, which resolution per degree of the measuring range is wanted. At 45 ° measurement range and 0.1 ° resolution, a sensor with at least 450 measurement points per receive line is required. In this case, the receiving device, in particular a sensor, together with its collecting device, must be focused on the line emitted into the illumination area.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform umfasst die als Sendeeinrichtung ausgebildete Lasereinrichtung eine Sendeeinrichtung, die die Messstrahlung in verschiedenen Ebenen aussendet, deren Ausleuchtungsbereiche sich schneiden können oder parallel bzw. divergent ausgerichtet sind.In a further alternative embodiment, the laser device designed as a transmitting device comprises a transmitting device which emits the measuring radiation in different planes whose illumination areas can intersect or are aligned parallel or divergent.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform umfasst die als Sendeeinrichtung ausgebildete Lasereinrichtung zumindest eine erste Laserdiode und eine zweite Laserdiode, um die Messstrahlung in verschiedenen Ebenen, deren Ausleuchtungsbereiche sich schneiden können oder parallel bzw. divergent ausgerichtet, auszustrahlen.In a further alternative embodiment, the laser device designed as a transmitting device comprises at least a first laser diode and a second laser diode in order to emit the measuring radiation in different planes whose illumination areas can intersect or aligned parallel or divergent.

In einer besonders bevorzugten nicht dargestellten Ausführungsform wird eine Empfangseinrichtung eingesetzt, bei der die Auswerteeinheit auf der Empfangseinrichtung integriert ist, so dass die Auswerteeinrichtung für jeden Messpunkt direkt einen Entfernungswert ausgibt. Hierzu ist eine Synchronisation mit der Sendeeinrichtung notwendig.In a particularly preferred embodiment, not shown, a receiving device is used, in which the evaluation unit is integrated on the receiving device, so that the evaluation device outputs a distance value directly for each measuring point. For this purpose, a synchronization with the transmitting device is necessary.

Weitere wichtige Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und Figuren. Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben und mittels der Figuren näher erläutert.Further important features of the present invention will become apparent from the following detailed description in conjunction with the claims and figures. Hereinafter, a preferred embodiment of a method according to the invention will be described and explained in more detail by means of the figures.

1a ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen; 1a a first embodiment of an apparatus for performing a method according to the invention for measuring the speed of vehicles;

1b eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Empfangseinrichtung; 1b a detailed view of a receiving device according to the invention;

2 das erste Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht; 2 the first embodiment in a plan view;

3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen; 3 A second embodiment of an apparatus for performing a method according to the invention for measuring the speed of vehicles;

1a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen. Eine derartige Vorrichtung weist eine als Sendeeinrichtung ausgebildete Lasereinrichtung 1 auf. Die Lasereinrichtung 1 sendet eine gepulste Messstrahlung in eine vorgebbare Richtung aus. Der Sendeeinrichtung nachgeordnet ist eine Streueinrichtung 3, die die Aufgabe hat, die Messstrahlung 7 in mindestens einen, einen Ausleuchtungsbereich 8a definierenden, Strahl aufzuweiten. Dieser aufgeweitete Strahl wird an einem zu vermessenden Objekt 5 reflektiert und mittels einer Sammeleinrichtung 4 auf einen als Empfangseinheit ausgebildeten CCD-Sensor fokussiert. Der Sensor wandelt die Strahlung in elektrische Signale um und führt sie einer Auswerteeinrichtung 6 zu. 1a shows a first embodiment of an apparatus for performing a method according to the invention for measuring the speed of vehicles. Such a device has a laser device designed as a transmitting device 1 on. The laser device 1 sends a pulsed measuring radiation in a predeterminable direction. Downstream of the transmitting device is a scattering device 3 , which has the task, the measuring radiation 7 in at least one, an area of illumination 8a defining, expanding beam. This expanded beam is at an object to be measured 5 reflected and by means of a collection device 4 focused on a trained as a receiving unit CCD sensor. The sensor converts the radiation into electrical signals and leads them to an evaluation device 6 to.

Zum einfachen Verständnis der Erfindung soll ein erfindungsgemäßes Verfahren, um eine Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objektes 5 abzuleiten, an einem Ausführungsbeispiel erklärt werden, bei dem aus einer Änderung der Objekt-Koordinaten, die aus einem ersten Tiefenbild abgeleitet werden, das durch einen ersten Impuls einer Sendeeinrichtung 1 generiert wird und die dazu korrespondierenden Koordinaten eines zweites Tiefenbildes, die durch einen zweiten Impuls der Sendeeinrichtung 1 generiert werden.For ease of understanding the invention, a method according to the invention is intended to provide a speed of a moving object 5 derive from an alteration of the object coordinates, which are derived from a first depth image, by a first pulse of a transmitting device 1 is generated and the corresponding coordinates of a second depth image by a second pulse of the transmitting device 1 to be generated.

Dabei ist ein Tiefenbild vergleichbar mit einem einzelnen Scan eines Laserscanners, der mit einem bewegten Spiegel einen Messbereich erfasst. Dabei wird der Messbereich 8b mit den sich darin befindenden Objekten 5 über eine Vielzahl von Messpunkten, bestehend aus einem Messdatenpaar mit jeweils einem Entfernungswert und einen Winkelwert, zeitgleich erfasst. Somit stellt jedes Tiefenbild eine Momentaufnahme mit allen Messpunkten und deren Messdatenpaaren des Messbereiches dar. Eine schematische Darstellung des Messbereiches 8b bzw. des Ausleuchtungsbereiches 8a ist in einer Draufsicht des ersten Ausführungsbeispiels in 2 gezeigt. Aus dieser Figur ist auch erkennbar, dass der Messbereich 8b einerseits durch den optischen Öffnungswinkel der Sammeleinrichtung 4 und in weiterer Folge in seiner Tiefe dadurch begrenzt ist, dass die Messdatenerfassung innerhalb von Entfernungsgrenzen erfolgt, die der Sendeeinrichtung spezifisch für den Aufstellort angelernt werden. Gemäß 2 ist eine derartige Entfernungsgrenze durch einen Doppelstrich 12 markiert. In 1b ist ferner noch schematisch eine Empfangseinheit 2 mit mehreren adressierbaren Punkten, sogenannten Messpunkten M1 bis M7 schematisch dargestellt. Wie bereits oben erläutert, ergibt sich ein Winkelwert, aus dem der Teil des Strahles auf die Sammeleinrichtung getroffen ist, aus der Position des Messpunktes auf der Empfangseinrichtung.In this case, a depth image is comparable to a single scan of a laser scanner, which detects a measuring range with a moving mirror. At the same time the measuring range becomes 8b with the objects in it 5 via a plurality of measuring points, consisting of a pair of measured data, each with a distance value and an angle value, detected at the same time. Thus, each depth image represents A snapshot with all measuring points and their measured data pairs of the measuring range. A schematic representation of the measuring range 8b or the illumination area 8a is in a plan view of the first embodiment in 2 shown. It can also be seen from this figure that the measuring range 8b on the one hand by the optical opening angle of the collector 4 and is subsequently limited in its depth in that the measurement data acquisition takes place within distance limits which are learned by the transmitter specifically for the installation site. According to 2 is such a distance limit by a double line 12 marked. In 1b is still schematically a receiving unit 2 with several addressable points, so-called measuring points M1 to M7 shown schematically. As already explained above, an angle value from which the part of the beam is hit on the collecting device results from the position of the measuring point on the receiving device.

Im Messbereich 8b befinden sich grundsätzlich sowohl statische Objekte, was in der Regel die gegenüberliegende Straßenseite begrenzende Gebäude, Bäume oder parkende Fahrzeuge sind, die gemeinsam einen statischen Hintergrund bilden, als auch dynamische sich bewegende Objekte 5, insbesondere bewegte Fahrzeuge. Ebenso ist es auch möglich, dass zu einzelnen Messpunkten kein Messdatenpaar vorliegt. Diese Messpunkte werden intern als ”unendlich” entfernt markiert, indem den betreffenden Winkelwerten die maximal messbare Entfernung zugeordnet wird.In the measuring range 8b Basically, there are both static objects, which are typically buildings bordering the street side, trees or parked vehicles that together form a static background, as well as dynamic moving objects 5 , in particular moving vehicles. Likewise, it is also possible that there is no pair of measured data for individual measuring points. These measurement points are marked internally as "infinite" remotely by assigning the maximum measurable distance to the respective angle values.

Gemäß dem Verwendungszweck des Verfahrens, die Geschwindigkeit von Fahrzeugen zu erfassen, sind für die Messdatenverarbeitung grundsätzlich nur die Messdatenpaare von Bedeutung, die einem dynamischen sich bewegenden Objekt 5 zugeordnet werden können. Hierzu ist eine Selektierung der Messdatenpaare der dynamischen sich bewegenden Objekte 5 aus der Gesamtmenge aller Messdatenpaare sinnvoll, aber nicht zwingend notwendig.In accordance with the purpose of the method of detecting the speed of vehicles, only the measured data pairs which are a dynamic moving object are of importance for the measurement data processing 5 can be assigned. For this purpose, a selection of the measured data pairs of the dynamic moving objects 5 from the total amount of all measured data pairs useful, but not mandatory.

Um Messdatenpaare von bewegten Objekten 5, insbesondere von Fahrzeugen zu erkennen, wird jeweils in jedem Tiefenbild nach Messdatenpaaren gesucht, die gemeinsam ein Streckenpaar beschreiben, bei dem die Strecken 9 und 10 einen rechten Winkel 11 miteinander einschließen (nachfolgend auch rechter Winkel genannt). Ein solches Streckenpaar ist ein geeignetes Modell, um Fahrzeuge, unabhängig vom Fahrzeugtyp, durch die im Messbereich erfassten Messdatenpaare zu beschreiben (siehe 2).To measure data pairs of moving objects 5 , In particular of vehicles to detect, is searched in each depth image for pairs of measured data, which together describe a pair of routes in which the routes 9 and 10 a right angle 11 include each other (hereinafter also called right angle). Such a route pair is a suitable model for describing vehicles, regardless of the type of vehicle, by the pairs of measured data recorded in the measuring area (see 2 ).

Das Fahrzeug 5 reflektiert die Messstrahlung 7 über die gesamte Durchfahrt durch den Messbereich mit seiner der Lasereinrichtung zugewanden Fahrzeugseite. Die von diesen Messpunkten erhaltenen Messdatenpaare bilden einen näherungsweise geradlinigen Verlauf, durch den über mathematische Approximationsverfahren eine erste Schätzgerade gelegt wird. Durch die Messdaten des ersten und letzten Messpunktes der Fahrzeugseite wird die erste Schätzgerade auf eine erste Strecke bestimmter Länge begrenzt.The vehicle 5 reflects the measuring radiation 7 over the entire passage through the measuring area with its vehicle side facing the laser device. The pairs of measured data obtained from these measuring points form an approximately rectilinear course through which a first estimation line is laid using mathematical approximation methods. By the measurement data of the first and last measurement point of the vehicle side, the first estimation line is limited to a first distance of certain length.

Neben diesen Messpunkten, die die Fahrzeugseite jeweils in einem Tiefenbild liefert, werden bei ankommendem Verkehr über die Durchfahrt zusätzlich Messdatenpaare erst von der Fahrzeugfront und je nach Größe bzw. Öffnungswinkel des Messbereiches dann vom Fahrzeugheck generiert. Bei abfließendem Verkehr werden über die Durchfahrt zusätzlich Messdatenpaare vom Fahrzeugheck generiert und je nach Größe bzw. Öffnungswinkel des Messbereiches zu Anfang von der Fahrzeugfront. Auch diese Messdatenpaare bilden näherungsweise einen geradlinigen Verlauf, der durch eine zweite Schätzgerade angenähert wird. Durch die Messdatenpaare des ersten und letzten Messpunktes der Fahrzeugfront bzw. des Fahrzeughecks wird die zweite Schätzgerade auf eine zweite Strecke bestimmter Länge begrenzt.In addition to these measuring points, which supplies the vehicle side in each case in a depth image, incoming traffic through the passage additionally pairs of measured data only from the front of the vehicle and depending on the size or opening angle of the measuring range then generated by the rear of the vehicle. In the case of outgoing traffic, pairs of measured data are also generated from the rear of the vehicle via the passage and, depending on the size or opening angle of the measuring range, at the beginning of the vehicle front. These measured data pairs also form approximately a straight-line course, which is approximated by a second estimation straight line. By the measured data pairs of the first and last measuring point of the vehicle front or the vehicle rear, the second estimation line is limited to a second distance of certain length.

Die Anzahl der von der Fahrzeugfront oder dem Fahrzeugheck erhaltenen Messdatenpaaren hängt im Wesentlichen neben den Reflexionseigenschaften der Oberfläche und der Entfernung des Fahrzeuges 5 zur Lasereinrichtung 1 vom Ausleuchtungsbereich 8a, der Front bzw. des Hecks und dem Auftreffwinkel des Laserstrahles auf dem Heck bzw. der Front ab. Die Wahrscheinlichkeit einen Messwert zu erhalten, ist umso höher, je näher sich das Fahrzeug an der Lasereinrichtung befindet und umso steiler der Teilstrahl auf dessen Oberfläche trifft. Dies bedeutet, dass die Front- und Heckflächen weit entfernt von der Lasereinrichtung (außerhalb des Messbereichs) und in der Nähe des 0°[deg.]-Bereichs (flacher Auftreffwinkel und kleiner Winkelbereich) nur wenige bis gar keine Messdatenpaare liefern.The number of measured data pairs obtained from the front of the vehicle or the rear of the vehicle essentially depends on the reflection properties of the surface and the distance of the vehicle 5 to the laser device 1 from the illumination area 8a , the front and rear of the beam and the angle of incidence of the laser beam on the rear or the front. The probability that a measured value is obtained is the higher the closer the vehicle is to the laser device and the steeper the partial beam strikes its surface. This means that the front and rear surfaces, far away from the laser device (outside the measuring range) and near the 0 ° [deg.] Range (flat angle of incidence and small angular range) only provide few to no pairs of measured data.

Das heißt, ein den Messbereich durchfahrendes Fahrzeug liefert Messdatenpaare, die sich vergleichbar einem Daumenkino, von einer zur anderen Seite über die einzelnen Tiefenbilder bewegen.That is to say, a vehicle traveling through the measuring range delivers pairs of measured data, which, comparable to a flip book, move from one side to the other over the individual depth images.

Die mit jedem Tiefenbild gelieferten Messdatenpaare, bestehend aus Entfernungs- und Winkelwerten, werden in kartesische Koordinaten umgerechnet, die sich auf ein durch die Lasereinrichtung bestimmtes Koordinatensystem beziehen. Sinnvollerweise bildet der Mittelpunkt der Empfangseinrichtung 2 den Koordinatenursprung, wobei die Y-Achse durch die Achse senkrecht zur Empfangseinrichtung beschrieben wird. Vorteilhaft wird die Lasereinrichtung so zur Fahrbahn ausgerichtet, dass die Mittelachse senkrecht zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist, wodurch die X-Achse und die Fahrtrichtung zusammenfallen. Um Störeinflüsse z. B. durch Abschattung der Sendeeinrichtung 1, möglichst gering zu halten, ist es vorteilhaft, wenn der Koordinatenursprung der Sendeeinrichtung 1 möglichst nahe am Koordinatenursprung der Empfangseinrichtung 2 liegt, insbesondere diese in einen gemeinsamen Punkt fallen, wie es z. B. bei einer koaxialen Anordnung von Sendeeinrichtung 1 und Empfangseinrichtung 2 der Fall ist.The measured data pairs supplied with each depth image, consisting of distance and angle values, are converted into Cartesian coordinates that relate to a coordinate system determined by the laser device. It makes sense to make the center of the receiving device 2 the origin of the coordinates, the Y-axis being described by the axis perpendicular to the receiving device. Advantageously, the laser device is aligned with the roadway so that the central axis aligned perpendicular to the direction of travel is, whereby the X-axis and the direction of travel coincide. To disturbing z. B. by shading the transmitting device 1 To keep as small as possible, it is advantageous if the coordinate origin of the transmitting device 1 as close to the coordinate origin of the receiving device 2 lies, in particular these fall into a common point, as z. B. in a coaxial arrangement of transmitting device 1 and receiving device 2 the case is.

Mit bekannten Algorithmen lassen sich dann von jedem Tiefenbild unter Vorgabe einer bestimmten Toleranzbreite (Güte) alle auf einem rechten Winkel liegenden Messpunkte bestimmen. Wie bereits erläutert, sollen als rechter Winkel im Sinne dieser Beschreibung zwei Strecken verstanden werden, die senkrecht aufeinander treffen. Die Güte wird z. B. aus dem Querabstand der Messwerte zur Schätzgeraden und ihrem Abstand zueinander abgeleitet.With well-known algorithms, it is then possible to determine all measuring points lying at a right angle from each depth image while specifying a specific tolerance width (quality). As already explained, the right angle in the sense of this description should be understood as meaning two paths that meet perpendicular to one another. The goodness is z. B. derived from the transverse distance of the measured values to the estimation line and their distance from each other.

Messdatenpaare, die keinem solchen rechten Winkel zugeordnet werden können, werden nicht weiter gebraucht, so dass eine Datenreduktion um diese Messdaten erfolgen kann.Measurement data pairs which can not be assigned to such a right angle are no longer needed, so that a data reduction can take place around these measurement data.

Die einen solchen rechten Winkel bildenden Messdatenpaare können durch eine Modellbeschreibung ersetzt werden, die den rechten Winkel mit seinen Schenkellängen (Länge der beiden Strecken) und dessen Position im Messbereich bestimmt. Die Modelldaten für diese Modellbeschreibung können z. B. die Koordinaten des Scheitelpunktes und die Koordinaten der freien Endpunkte der beiden Strecken sein oder die Koordinaten des Scheitelpunktes, die Längen der beiden Strecken und der Winkel, den eine der beiden Strecken mit der Mittelachse einschließt. In jedem Fall schließen die Modelldaten die Koordinaten des Scheitelpunktes ein. Die Datenmenge für die Modellbeschreibung ist nur ein Bruchteil der Datenmenge der realen Messdaten, die dem rechten Winkel zugeordnet wurden.The pairs of measured data forming such a right angle can be replaced by a model description which determines the right angle with its leg lengths (length of the two distances) and its position in the measuring range. The model data for this model description can be z. Example, the coordinates of the vertex and the coordinates of the free end points of the two routes or the coordinates of the vertex, the lengths of the two routes and the angle includes one of the two routes with the central axis. In any case, the model data includes the coordinates of the vertex. The dataset for the model description is only a fraction of the dataset of the real metrics associated with the right angle.

Die Modelldaten der in jedem Tiefenbild gefundenen rechten Winkel werden in einen Zwischenspeicher eingetragen. Um die Geschwindigkeit für ein angemessenes Fahrzeug zu ermitteln, werden die Modelldaten der einzelnen Tiefenbilder, die jeweils zu demselben rechten Winkel gehören, zu einer Gruppe zusammengefasst und aus der Ortsänderung der Scheitelpunkte eine Bahnkurve bestimmt. Zu einer Gruppe gehörig können alle die rechten Winkel gezählt werden, deren Scheitelpunkte gemeinsam eine gleichförmige Bewegung beschreiben.The model data of the right angles found in each depth image are entered in a buffer. In order to determine the speed for a suitable vehicle, the model data of the individual depth images, which each belong to the same right angle, are combined into a group and a trajectory is determined from the change in the location of the vertices. Belonging to a group, all the right angles can be counted, whose vertices jointly describe a uniform movement.

Alle Modelldaten, die keiner Gruppe zugeordnet werden können, werden hauptsächlich als durch den statischen Hintergrund gebildet verstanden und können gelöscht werden.All model data that can not be assigned to a group is mainly understood as being formed by the static background and can be deleted.

Aus der Ortsänderung des Scheitelpunktes, genauer deren mittleren Ortsänderung und der Bildfrequenz, lässt sich die Geschwindigkeit des betreffenden Fahrzeuges errechnen, welches durch die Modelldaten dieser Gruppe beschrieben wird. Ebenso lässt sich aus der mittleren Abweichung von der durchschnittlichen Ortsänderung ein Gütemaß für die Geschwindigkeitsermittlung ableiten.From the change in the location of the vertex, more precisely, its average location change and the frame rate, the speed of the vehicle in question can be calculated, which is described by the model data of this group. Likewise, from the average deviation from the average location change, a quality measure for the speed determination can be derived.

An dieser Stelle liegt also eine Geschwindigkeit vor und eine Bahnkurve für einen rechten Winkel. Über die Lage der Bahnkurve kann auf die Lage der verschiedenen Fahrstreifen einer mehrspurigen Strasse geschlossen werden, auf der sich das Fahrzeug durch den Messbereich bewegt.At this point there is a velocity and a trajectory for a right angle. The location of the trajectory can be used to determine the position of the various lanes of a multi-lane road on which the vehicle moves through the measuring range.

Um ein erfindungsgemäßes Verfahren zur statistischen Erfassung des Verkehrsflusses und der Verkehrsdichte zu verwenden, kann mit diesen vorliegenden Daten eine Geschwindigkeit und ein Fahrstreifen, einem Zeitpunkt zugeordnet, abgespeichert werden.In order to use a method according to the invention for the statistical recording of the traffic flow and the traffic density, a speed and a lane, assigned to a time point, can be stored with this available data.

Um Geschwindigkeitsverstöße zu ahnden, wird beim Erreichen eines Fotopunktes bzw. einer virtuellen Detektionslinie die errechnete Geschwindigkeit mit einer vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit verglichen und im Fall der Überschreitung der vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit eine fotographische Aufnahme ausgelöst, in welche alle rechtserheblichen Daten nach Abschluss der erfolgreichen Messung eingeblendet werden.In order to punish speed violations, when a photo point or a virtual detection line is reached, the calculated speed is compared with a preset maximum speed and, in the event of exceeding the preset maximum speed, a photographic recording is triggered in which all legally relevant data is displayed after the successful measurement has been completed.

Da alle Messdatenpaare zum gleichen Zeitpunkt ermittelt werden, wird ein Fahrzeug quasistatisch erfasst und aus den Messdatenpaaren eines jeden Tiefenbildes kann auch die Fahrzeuglänge abgeleitet werden, mit der unter anderem eine Klassifikation der Fahrzeuge erfolgen kann.Since all measured data pairs are determined at the same time, a vehicle is recorded quasi-statically and from the measured data pairs of each depth image, the vehicle length can be derived, with which among other things a classification of the vehicles can be done.

Dies kann von Interesse sein, um z. B. die Geschwindigkeiten unterschiedlicher Fahrzeugklassen wie Pkw und Lastwagen mit unterschiedlichen Höchstgeschwindigkeiten zu vergleichen, oder aber Zweiradfahrzeuge zu erkennen, um diese zusätzlich zum Frontfoto mit einem Heckfoto zu erfassen oder anstelle eines Frontfotos nur ein Heckfoto auszulösen.This may be of interest to z. B. to compare the speeds of different vehicle classes such as cars and trucks with different speeds, or to recognize two-wheeled vehicles to capture this in addition to the front photo with a rear-view or trigger a Heckfoto instead of a front photo.

3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Geschwindigkeitsmessung von Fahrzeugen in einer Seitenansicht. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß 1 weist die Sendeeinrichtung drei als Leuchtdioden 1a, 1b und 1c ausgebildete Subeinheiten auf. Die Leuchtdioden senden jeweils eine horizontale Linen mit einem Öffnungswinkel von 45° aus. Die innerhalb des Ausleuchtungsbereiches an einem Objekt reflektierte Messstrahlung 7 wird mittels der Sammeleinrichtung 4 auf einen Matrixsensor 2 als Empfangseinrichtung fokussiert. Dabei muss der Matrixsensor so dimensioniert sein, dass alle Ausleuchtungsbereiche vollständig abgebildet werden. Mit einer derartigen Vorrichtung kann insbesondere der Ausleuchtungsbereich entscheidend vergrößert werden. 3 shows a second embodiment of an apparatus for performing a method according to the invention for speed measurement of vehicles in a side view. In contrast to the embodiment according to 1 has the transmitting device three as light emitting diodes 1a . 1b and 1c trained subunits. The light emitting diodes each send out a horizontal line with an opening angle of 45 °. The measuring radiation reflected on an object within the illumination area 7 is using the collecting device 4 on a matrix sensor 2 focused as a receiving device. The matrix sensor must be dimensioned so that all illumination areas are completely imaged. With such a device, in particular the illumination range can be significantly increased.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102007038364 A1 [0002] DE 102007038364 A1 [0002]

Claims (10)

Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung eines sich bewegenden Objektes (5) mit folgenden Merkmalen: a) Aussenden einer gepulsten Messstrahlung (7) mittels einer Sendeeinrichtung (1); b) Empfangen der an dem zu vermessenden Objekt (5) reflektierten Messstrahlung (7) mittels einer Empfangseinrichtung (2); c) Zuführen der durch die Empfangseinrichtung (2) empfangenen Messstrahlung an eine Auswerteeinrichtung (6) in Form von elektrischen Signalen; d) Ermitteln von Koordinaten eines Messdatenpaares, gebildet durch einen Entfernungswert und einen Winkelwert, durch die Auswerteeinrichtung (6) unter Berücksichtigung der Lichtgeschwindigkeit und der Zeit zwischen dem Aussenden und Empfangen der Messstrahlung; e) Anordnen einer Streueinrichtung (3) zwischen der Sendeeinrichtung (1) und dem Objekt (5), um die Messstrahlung in mindestens einen, einen Ausleuchtungsbereich (8a) definierenden, Strahl aufzuweiten; f) Anordnen einer Sammeleinrichtung (4) zwischen dem Objekt und der Empfangseinrichtung (2), um die an dem Objekt reflektierte Messstrahlung auf die Empfangseinrichtung zu fokussieren; g) Ableiten einer Geschwindigkeit des sich bewegenden Objektes aus einer Änderung der Koordinaten eines ersten Messdatenpaares, der durch einen ersten Impuls der Sendeeinrichtung generiert wird und ein dazu korrespondierendes zweites Messdatenpaar, das durch einen zweiten Impuls der Sendeeinrichtung generiert wird.Method for measuring the speed of a moving object ( 5 ) having the following features: a) emitting a pulsed measuring radiation ( 7 ) by means of a transmitting device ( 1 ); b) receiving the object to be measured ( 5 ) reflected measuring radiation ( 7 ) by means of a receiving device ( 2 ); c) supplying the by the receiving device ( 2 ) received measuring radiation to an evaluation device ( 6 ) in the form of electrical signals; d) determining coordinates of a measured data pair, formed by a distance value and an angle value, by the evaluation device ( 6 taking into account the speed of light and the time between emission and reception of the measuring radiation; e) arranging a scattering device ( 3 ) between the transmitting device ( 1 ) and the object ( 5 ) to transmit the measuring radiation into at least one, an illumination area ( 8a ) expanding beam; f) arranging a collecting device ( 4 ) between the object and the receiving device ( 2 ) to focus the measuring radiation reflected on the object on the receiving device; g) deriving a speed of the moving object from a change in the coordinates of a first measured data pair, which is generated by a first pulse of the transmitting device and a corresponding thereto second measured data pair, which is generated by a second pulse of the transmitting device. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Messdatenpaaren, die durch einen Impuls der Sendeinrichtung gewonnen werden, nach solchen gesucht wird, die ein senkrecht aufeinander stehendes Streckenpaar (9, 10), das heißt einen rechten Winkel (11) beschreiben, dass diese Messdatenpaare durch Modelldaten, die auch die Koordinaten eines Scheitelpunktes umfassen, ersetzt werden und in einen Zwischenspeicher abgelegt werden, dass die Modelldaten der einzelnen Impulse, die jeweils denselben rechten Winkel ersetzen zu einer Gruppe zusammengefasst werden und aus der Ortsänderung der Koordinaten der Scheitelpunkte der Modelldaten einer Gruppe die Geschwindigkeit des zu vermessendes Objektes bestimmt wird.A method according to claim 1, characterized in that in the pairs of measured data, which are obtained by a pulse of the transmitting device, is searched for those having a perpendicular pair of paths ( 9 . 10 ), that is a right angle ( 11 ) describe that these measurement data pairs are replaced by model data, which also include the coordinates of a vertex, and stored in a buffer, that the model data of the individual pulses, each replacing the same right angle to a group and the change of location of the coordinates the vertices of the model data of a group the speed of the object to be measured is determined. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt f) der Messstrahl linienförmig in eine horizontale Ebene aufgeweitet wird.A method according to claim 1 or 2, characterized in that in step f) of the measuring beam is linearly expanded in a horizontal plane. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messstrahlung in mehreren adressierbaren Punkten, sogenannten Messpunkten (M1, M2, ...), auf die Empfangseinrichtung zeilen- oder matrixförmig auftrifft und der Winkelwert aus einer Position des Messpunktes auf der Empfangseinrichtung abgeleitet wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring radiation in a plurality of addressable points, so-called measuring points (M1, M2, ...), line or matrix impinges on the receiving device and the angle value derived from a position of the measuring point on the receiving device becomes. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung einen elektronischen Shutter umfasst, der dazu ausgebildet ist, die Messpunkte (M1, M2, ...) auszulesen, die zum gleichen Zeitpunkt erfasst werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving device comprises an electronic shutter which is designed to read out the measuring points (M1, M2, ...) which are detected at the same time. Vorrichtung zur Geschwindigkeitsmessung eines sich bewegenden Objektes (5) mit folgenden Merkmalen: einer Sendeeinrichtung (1), die nach dem Lichtlaufzeitprinzip arbeitet, zum Aussenden einer gepulsten Messstrahlung (7); einer Empfangseinrichtung (2) zum Empfangen der an dem zu vermessenden Objekt (5) reflektierten Messstrahlung (7); einer Auswerteeinrichtung (6), wobei die Empfangseinrichtung die empfangene Messstrahlung in Form von elektrischen Signalen der Auswerteeinrichtung (6) zuführt, die unter Berücksichtigung der Lichtgeschwindigkeit aus der Zeit zwischen Aussendung und Empfang der Messstrahlung (7) ein Messdatenpaar, gebildet durch einen Entfernungswert und einen Winkelwert, ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lasereinrichtung (1) und dem Objekt (5) eine Streueinrichtung (3) angeordnet ist, die die Messstrahlung in mindestens einen, einen Ausleuchtungsbereich (8a) definierenden Teilstrahl, aufteilt und zwischen dem Objekt und der Empfangseinrichtung (2) eine Sammeleinrichtung (4) angeordnet ist, die die an dem Objekt reflektierte Messstrahlung auf die Empfangseinrichtung fokussiert.Device for measuring the speed of a moving object ( 5 ) having the following features: a transmitting device ( 1 ), which operates according to the time of flight principle, for emitting a pulsed measuring radiation ( 7 ); a receiving device ( 2 ) for receiving the object to be measured ( 5 ) reflected measuring radiation ( 7 ); an evaluation device ( 6 ), wherein the receiving device receives the received measuring radiation in the form of electrical signals of the evaluation device ( 6 ), taking into account the speed of light from the time between transmission and reception of the measuring radiation ( 7 ) a measured data pair, formed by a distance value and an angle value, determined, characterized in that between the laser device ( 1 ) and the object ( 5 ) a spreading device ( 3 ) is arranged, the measuring radiation in at least one, an illumination area ( 8a ) sub-beam, divides and between the object and the receiving device ( 2 ) a collecting device ( 4 ), which focuses the measuring radiation reflected on the object onto the receiving device. Vorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinrichtung (1) als Lasereinrichtung, insbesondere als Laserdiode ausgebildet ist.Device according to claim 6, characterized in that the transmitting device ( 1 ) is designed as a laser device, in particular as a laser diode. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasereinrichtung (1) zumindest eine erste Laserdiode und eine zweite Laserdiode umfasst.Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the laser device ( 1 ) comprises at least a first laser diode and a second laser diode. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste (1a) und die zumindest zweite Laserdiode (1b) in verschiedenen Ebenen, insbesondere übereinander angeordnet sind.Device according to claim 8, characterized in that the first ( 1a ) and the at least second laser diode ( 1b ) are arranged in different planes, in particular one above the other. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Streueinrichtung (3) derart ausgebildet ist, dass der Ausleuchtungsbereich (8a) einen Winkel von zumindest 5° und maximal 75° aufweist.Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the scattering device ( 3 ) is formed such that the illumination area ( 8a ) has an angle of at least 5 ° and a maximum of 75 °.
DE201310003515 2013-03-04 2013-03-04 Method for measuring speed of moving object, particularly vehicle by using laser device, involves deriving velocity of moving object from change of coordinates of pairs of measurement data by pulses that are generated by transmitting device Ceased DE102013003515A1 (en)

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