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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Personen in einem Bereich sowie eine Personenerfassungseinrichtung.
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Personenerfassungseinrichtungen dienen in der Regel zur Bestimmung einer Anzahl von Personen innerhalb eines Bereiches, wobei der Bereich mit Hilfe Sensors überwacht wird.
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Insbesondere zur Bestimmung der Personenanzahl in Geschäften ist es vorteilhaft, bestimmte Personen zwar zu erkennen - jedoch nicht mitzuzählen.
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Weiterhin ist es bekannt, mittels Ultra-Wide-Band Applikationen Abstände von Objekten zu einem Sensor zu bestimmen.
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Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Personenerfassungseinrichtung bereitzustellen, welche zwischen Personen unterscheiden kann oder ausgewählte Personen nicht mitzählt.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Weiter dient eine Personenerfassungseinrichtung nach Anspruch 8 zur Lösung der Aufgabe.
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Vorteilhafte und beispielhafte Weiterentwicklungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das Verfahren dient zur Detektion von Personen in einem Bereich, mit Hilfe einer Personenerfassungseinrichtung, wobei die Personenerfassungseinrichtung einen optischen Sensor, einen weiteren Sensor, insbesondere einen Ultra-Wide-Band-Sensor, sowie optional eine Recheneinheit umfasst, wobei erste Personen und zweite Personen mit dem optischen Sensor erfasst werden, wobei zumindest einer zweiten Personen ein Token zugewiesen ist, wobei der weitere Sensor zur Erfassung des jeweiligen Tokens ausgebildet ist, wobei das Verfahren zumindest folgende Schritte aufweist:
- - optisches Erfassen der ersten und zweiten Person in dem Bereich und Zuordnen einer Position der ersten und zweiten Person, wobei mit Hilfe des optischen Sensors und der Recheneinheit ein Höhenprofil des Bereiches erstellt wird, und wobei die jeweilige Position der jeweiligen Person einem Maximum des Höhenprofils entspricht,
- - erfassen der jeweiligen ersten Person, der jeweils ein Token (T) zugeordnet ist mit Hilfe des weiteren Sensors,
- - wobei durch einen Vergleich des jeweiligen Abstandes mit der jeweiligen Position der jeweiligen Person eine Zuordnung in erste Personen und zweite Personen erfolgt.
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Die jeweilige Zuordnung der jeweiligen Person in erste Person oder zweite Person erfolgt vorteilhaft für den jeweiligen Bereich. Ein Bereich kann eine Verkaufsfläche oder ein Spielfeld sein, wobei Personen sich in dem Bereich bewegen können.
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Der optische Sensor ist vorteilhaft als Stereokamera ausgebildet. Mit Vorteil umfasst die Stereokamera zwei Mono-Kamera Module, wobei die Mono-Kamera Module zwischen 3 Zentimeter und 20 Zentimeter, insbesondere 5 Zentimeter bis 15 Zentimeter, zueinander beabstandet sind. Das, mit dem optischen Sensor ermittelte, Signal dient vorteilhaft als Grundlage zur Bereitstellung des Höhenprofils. Das Höhenprofil ist vorteilhaft bildet vorteilhaft die jeweilige Höhe von Gegenständen bzw. Personen ab. Das Höhenprofil weist an der jeweiligen Position, an der eine Person ist, jeweils ein Maximum auf. Ein solches Höhenprofil lässt sich sehr einfach und schnell auswerten. Die Ermittlung und/oder die Auswertung des jeweiligen Höhenprofils erfolgt vorteilhaft mit Hilfe der Recheneinheit.
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Der Token ist vorteilhaft als Empfänger und Sender eines elektromagnetischen Signals ausgebildet. Mit Vorteil ist der Token als Ultra-Wide-Band (UWB)-Sender/Empfänger ausgebildet.
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Vorteilhaft ist der Token an der jeweiligen zweiten Person befestigt. Besonders vorteilhaft ist der jeweilige Token an der Kleidung der jeweiligen zweiten Person befestigt.
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Mit Vorteil sendet der Token in einem regelmäßigen zeitlichen Abstand ein Signal, vorteilhaft ein UWB-Signal aus.
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Zur Bestimmung des Abstandes des zweiten Sensors und dem Token wird vorteilhaft die Zeit zwischen dem Bereitstellen des Signals von dem Token und dem Empfang des Signals durch den Sensor bestimmt. Durch die Zeitdifferenz zwischen Aussenden und Empfang des jeweiligen Signals durch den weiteren Sender ist der jeweilige Abstand zwischen dem weiteren Sender und dem jeweiligen Token bzw. der jeweiligen zweiten Person besonders einfach ermittelbar.
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Vorteilhaft umfasst sowohl der Token und der weitere Sensor jeweils synchronisierte Zeitgeber, so dass eine Bestimmung der Position der jeweils zweiten Person mit einer hohen Genauigkeit erfolgt.
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Mit Vorteil kann der der weitere Sensor ein Signal an den Token bereitstellen. Der Token stellt vorteilhaft dem weiteren Sensor nach Empfang des Signals ein (Rück-) Signal an den weiteren Sensor bereit. Ein solches Verfahren wird auch als Time-of-Flight bezeichnet.
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Der jeweilige weitere Sensor kann in die Personenzahleinrichtung integriert sein oder mit einer Steckverbindung an die Personenzähleinrichtung verbunden werden. Vorteilhaft eignet sich eine USB-Schnittstelle oder Netzwerk-Schnittstelle zur Verbindung der Personenzähleinrichtung und dem weiteren Sensor. Mit Vorteil ist der weitere Sensor etwa in der Mitte des Bereiches angeordnet.
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Vorteilhaft stellt der weitere Sensor regelmäßig einen Abstand von dem Token und dem weiteren Sensor an die Recheneinheit der Personenerfassungseinrichtung bereit.
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Unter dem Abstand wird vorteilhaft der Abstand zwischen dem weiteren Sensor und der jeweiligen zweiten Person verstanden.
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Die jeweilige Position der Person kann wie folgt ermittelt werden:
- Anhand eines Trackings kann der jeweiligen Person eine Trajektorie zugeordnet werden. Die Trajektorie der jeweiligen Person kann mit einem zeitlichen Verlauf des jeweiligen Abstandes vergleichen werden. Durch den Vergleich kann eine Zuordnung von zweiten Personen durch einen Vergleich der Trajektorie (Position der Person als Funktion der Zeit) und des Abstandes als Funktion der Zeit erfolgen.
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Mit Vorteil erlaubt es die Erfindung, ersten von zweiten Personen in einem Bereich zu unterscheiden. Mit Vorteil kann mit Hilfe der Erfindung die Anzahl der Kunden in einem Geschäft oder in einem Bereich eines Geschäftes ermittelt werden. Vorteilhaft können von der Anzahl der Personen (erste Personen) die Anzahle der Angestellten (zweite Personen) des Geschäftes gleich abgezogen werden und damit eine höhere Genauigkeit der Kundenanzahl ermittelt werden.
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Mit Vorteil kann ein Raum mit einer Mehrzahl von Personenzähleinrichtungen überwacht werden. Mit Vorteil überwacht die jeweilige Personenzähleinrichtung jeweils einen Bereich des Raumes, wobei mit Vorteil lediglich ein weiterer Sensor notwendig ist. Vorteilhaft sind die Personenerfassungseinrichtungen datentechnisch miteinander verbunden oder mit einer übergeordneten Steuereinrichtung verbunden, so dass die Personen über mehrere Bereiche erfasst - und zugeordnet werden können. Eine Erfassung des jeweiligen Abstandes erfolgt vorteilhaft durch einen zentral angeordneten weiteren Sensor, wobei der weitere Sensor vorteilhaft in der Mitte des Raumes angeordnet ist.
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Der weitere Sensor kann in der Näher der Decke des Raumes oder in der Nähe des Bodens angeordnet sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der jeweilige Abstand mehrfach bestimmt und es erfolgt ein mehrfacher Vergleich der jeweiligen Position mit dem jeweiligen Anstand.
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Mit Vorteil erfolgt eine Bestimmung des Abstandes mit Hilfe des weiteren Sensors periodisch wiederkehrend oder kontinuierlich. Mit Vorteil wird die Position der jeweiligen Person wiederkehrend mit dem jeweils ermittelten Abstand verglichen. Bei einer Übereinstimmung einer Position der jeweiligen Person mit dem Abstand über einen vorgebbaren Zeitbereich, beispielhaft 5 bis 10 Sekunden, kann eine Zuordnung erfolgen. Mit Vorteil kann die Position der jeweils identifizierte zweite Person in ihrer weiteren Bewegung überwacht werden,
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Vorteilhaft erfolgt die Bestimmung des Abstandes von einem zentral positionierten weiteren Sensor, insbesondere von einem zentral positionierten UWB-Sensor. Unter einer zentralen Anordnung des Sensors kann eine Anordnung des Sensors in der ungefähren Mitte des Bereiches verstanden sein.
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Da bei einer Messung des Abstandes eine Richtungsinformation nicht notwendigerweise mit ermittelt wird, können mehrere erste Personen den gleichen oder ähnlichen Abstand zu dem weiteren Sensor haben, so dass eine Zuordnung der jeweiligen Person zu einer ersten Person oder einer zweiten Person vorteilhaft nach einer Bewegung unterschiedlicher Richtung erfolgten.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden der jeweilige Abstand und die jeweilige Position so oft bestimmt, bis ein vorgebbarer Konfidenzlevel erreicht ist.
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Ein Konfidenzlevel gibt vorteilhaft an, wie sicher eine Zuordnung einer detektierten Person als erste oder zweite Person ist. Ein solcher Konfidenzlevel kann einen Wert zwischen 0 und 1 annehmen, wobei ein Konfidenzlevel von nahezu 1, z.B. 0,9; eine praktisch eindeutige Zuordnung bedeuten kann.
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Ein solcher Konfidenzlevel kann sich aus der zeitlichen Übereinstimmung der ermittelten Position der jeweiligen Person und dem entsprechenden Abstand ergeben. Optional können nur Zeitbereiche für den Konfidenzlevel berücksichtigt werden, während denen sich die Person bewegt, so dass sich die Position und optional der Abstand ändert.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird für den jeweiligen Bereich die jeweilige Anzahl der ersten Personen durch die Recheneinheit ermittelt und bereitgestellt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt für den jeweiligen Bereich die jeweilige Anzahl der ersten Personen und optional die Anzahl der zweiten Personen ermittelt. Vorteilhaft dient zur Bestimmung der jeweiligen Anzahl die Recheneinheit.
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Vorteilhaft wird die Anzahl der ersten Personen bestimmt, indem die Gesamtanzahl der Personen abzüglich der detektierten zweiten Personen bestimmt wird. Die Anzahl der ersten Personen kann auch direkt durch den weiteren Sensor bestimmt werden und mit Hilde der Recheneinheit bereitgestellt werden.
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Durch die Bereitstellung der Anzahl von ersten Personen kann mit Vorteil die Anzahl von Kunden in einem Geschäft bestimmt werden, wobei die Angestellten des Geschäftes nicht mitberücksichtigt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung empfängt der Token ein Empfangssignal, insbesondere ein Ultra-Wide-Band - Empfangssignal, und/oder stellt ein Sendesignal, insbesondere ein Ultra-Wide-Band-Sendesignal, an den weiteren Sensor bereit.
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Mit Vorteil sind der Token und der jeweilige weitere Sensor als UWB-Sender und UWB-Empfänger ausgebildet. Mit Hilfe des UWB-Signals kann der zeitliche Abstand zwischen einem Aussenden und einem Empfang des Signals durch den weiteren Sensor bestimmt werden. Mit Hilfe des zeitlichen Abstandes kann der Abstand zwischen dem weiteren Sender und dem jeweiligen Token mit Hilfe einer Time-of-Flight Analyse ermittelt werden. Falls bei einem ausgesendeten Puls eine Mehrzahl von Pulsen zurückkommen, kann eine Reflexion an einem Gegenstand ausgegangen werden. Eine solche Mehrzahl von Pulsen wird vorteilhaft nicht beachtet oder besonders vorteilhaft der Puls mit der höchsten Intensität wird zur Bestimmung des Abstandes gewählt.
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Mit Vorteil kann der weitere Sensor zur Bestimmung der Anzahl der Token ausgebildet sein. So kann auf eine einfache Art und Weise eine Kontrolle der Anzahl erfolgen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Bestimmung, ob einer Person ein Token zugeordnet ist, derart, indem der jeweilige Abstand des Tokens von dem weiteren Sensor bestimmt wird und der Abstand, insbesondere als Funktion der Zeit, mit der jeweiligen Trajektorie verglichen wird.
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Vorteilhaft wird der zeitliche Verlauf des Abstandes des Tokens von dem weiteren Sensor ermittelt. Die Position des Tokens stimmt vorteilhaft in der Regel mit der Position der (zweiten) Person überein, die dem Token zugeordnet ist. Vorteilhaft wird der Token lösbar mit der Kleidung der jeweiligen zweiten Person befestigt. Der Ermittelte Abstand wird mit der Trajektorie der jeweiligen ersten oder zweiten Person verglichen. Die Position des weiteren Sensors ist vorteilhaft bekannt und kann vorteilhaft in der Recheneinheit hinterlegt sein.
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Ein Vergleich der Trajektorie der jeweiligen Person mit dem jeweils ermittelten Abstand erfolgt vorteilhaft wie folgt:
- Mit Hilfe einer Time-of-Flight-Messung kann der jeweilige Abstand der jeweiligen ersten Person (mit dem Token) und dem weiteren Sensor bestimmt werden. Darüber hinaus kann die Position der jeweiligen ersten und zweiten Person durch Auswertung des Höhenprofils ermittelt werden, wobei das Höhenprofil mit Hilfe des optischen Sensors ermittelt werden kann.
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In einem weiteren Schritt kann der jeweilige Abstand der jeweiligen Person von der Position des weiteren Sensors ermittelt werden. Bei einer Übereinstimmung des Abstandes der jeweiligen Person von der Position des weiteren Sensors, deren Position mit dem Höhenprofil ermittelt worden ist und dem jeweiligen Abstand der Person von dem weiteren Sensor, der mit Hilfe des weiteren Sensors ermittelt worden ist, kann festgestellt werden, ob die Person eine erste Person (mit einem zugeordneten Token) oder eine zweite Person (ohne Token) ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Figuren näher beschrieben und erläutert. Die in den Figuren gezeigten Ausführungen sind lediglich beispielhaft und . Es zeigen:
- 1 Eine beispielhafte Personenerfassungseinrichtung,
- 2 eine beispielhafte Verwendung einer Personenerfassungseinrichtung,
- 3 Ein beispielhaftes Höhenprofil sowie
- 4 Eine mögliche Darstellung
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1 zeigt eine beispielhafte Personenerfassungseinrichtung 1. Die gezeigte Personenerfassungseinrichtung 1 einen umfasse einen optischen Sensor 3a sowie einen weiteren Sensor 3b. In der gezeigten Darstellung umfasst eine erste Einheit 1a den optischen Sensor 1a und die Recheneinheit RE. Eine zweite Einheit 1b umfasst den weiteren Sensor 3b. Beide Einheiten 1a, 1b sind durch eine technische Datenverbindung 5, vorzugsweise eine USB-Schnittstelle, miteinander verbunden. Vorteilhaft können die Einheiten 1a, 1b trennbar ausgebildet sein, so dass der weitere Sensor 3b von dem optischen Sensor 3a beabstandet positionierbar ist.
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Der optische Sensor 3a ist zur Überwachung des Bereiches B vorgesehen. In dem Bereich B ist eine erste Person 7a sowie eine zweite Person 7b positioniert. Der zweiten Person ist ein Token T zugeordnet. Der Token T dient zur Kommunikation mit dem weiteren Sensor 3b. Vorzugsweise sind der weitere Sensor 3b sowie der Token T jeweils als UWB-Modul ausgebildet. Vorteilhaft kann durch ein Hin- und Herübertragen von Signalen zwischen dem weiteren Sensor 3b und dem Token T der Abstand d1 zwischen dem Token T und dem weiteren Sensor 3b bestimmt werden. Vorteilhaft ist der optische Sensor 3a als Stereokamera ausgebildet. Mit einer solchen Stereokamera kann in einfacher Art und Weise ein Höhenprofil HF (siehe 3) aufgenommen werden. Mit Hilfe der Recheneinheit RE können die Höhenprofile auf Maxima M1, M2 hin analysiert werden und anhand der Zahl der Maxima eine Anzahl von Personen 7a, 7b in dem Bereich B bestimmt werden.
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Die Recheneinheit RE ist dazu bestimmt und ausgebildet, die Anzahl Anz der jeweils ersten Personen 7a und der jeweils zweiten Personen 7b zu ermitteln. Die Anzahl Anz ist von der Personenerfassungseinrichtung 1 beispielhaft an eine übergeordnete Steuereinrichtung (nicht gezeigt) übertragbar.
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2 zeigt eine beispielhafte Verwendung einer Personenerfassungseinrichtung 1. Mit dem optischen Sensor 3a wird eine erste Person 7a und eine zweite Person 7b detektiert. Die Detektion erfolgt vorteilhaft mit Hilfe eines Höhenprofils HF, wobei die zeitliche Veränderung des jeweiligen Maximums M1, M2 des Höhenprofil HF (siehe 3) eine Trajektorie Tr der jeweiligen Person bestimmbar ist. Die Trajektorie Tr stellt den Weg dar, den die jeweilige Person 7a, 7b durch den Bereich B läuft.
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Mit Hilfe des Tokens T, welcher der zweiten Person 3b zugeordnet ist, und des weiteren Sensors 3b kann der Abstand d1 der zweiten Person 3b bestimmt werden. Mit Vorteil kann die Bestimmung des jeweiligen Abstandes d1 periodisch wiederholt werden. Durch das Erkennen einer Installationshöhe der Einheit 1 b mit dem weiteren Sensor 3b ist eine Bestimmung des Bodenabstandes d1* der zweiten Person 3b möglich, wobei der Bodenabstand d1 * besonders leicht mit der Position Pos1, Pos2 des jeweiligen Maximums M1, M2 des Höhenprofils HF vergleichbar ist. In der gezeigten Darstellung ist der weitere Sensor in einer Höhe h angeordnet, so dass aus dem ermittelten Abstand d1 der Bodenabstand d1* ermittelt werden kann. Die erste Person 7a und die zweite Person 7b können in Ihrer jeweiligen Position Pos1, Pos2 durch den optischen Sensor 3a bestimmt werden.
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Anhand des ermittelten Abstandes d1 und dem sich daraus ergebenden Bodenabstandes d1* ist feststellbar, dass die Person mit dem Token T diejenige ist, welche leicht links unterhalb des weiteren Sensors 3b angeordnet ist.
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3 zeigt ein beispielhaftes Höhenprofil HF. Das Höhenprofil HF weist ein erstes Maximum M1 und ein zweites Maximum M2 auf. Das Höhenprofil HF erstreckt sich in dem Bereich B, der von dem optischen Sensor 3a der Personenerfassungseinrichtung 1 überwacht werden kann. Ein solches Höhenprofil HF wird vorteilhaft von einem optischen Sensor 3a ermittelt. Das Höhenprofil HF wird mit Hilfe der Recheneinheit RE auf Maxima M1, M2 hin untersucht. Dem jeweiligen Maximum M1, M2 kann ein Person 7a, 7b zugeordnet werden. Dem jeweiligen Maximum M1, M2 ist vorteilhaft ein Position Pos1. Pos2 zuordnebar. Ob es sich bei dem Maximum M1, M2 an der jeweiligen Position Pos1, Pos2 um eine erste Person 7a (ohne Token T) oder um eine zweite Person 7b (mit Token T) handelt, ist durch einen Vergleich mit dem jeweils ermittelten Abstand d zu dem weiteren Sensor 3b ermittelbar. In der gezeigten Darstellung kann auf Grundlage des mit Hilfe des weiteren Sensors 3b und dem Token T ermittelte Abstand d darauf geschlossen werden, dass die Person, welche an der ersten Position Pos1 lokalisiert ist, eine zweite Person 7b ist, da der Abstand d nur zur derjenigen Person 7a, 7b an der ersten Position Pos1 passt.
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4 zeigt ein eine mögliche Darstellung. Eine solche Darstellung kann die Darstellung auf einem Bildschirm der Recheneinheit RE sein. In einer zentralen Position der Darstellung ist der jeweilige Sensor 3a, 3b positioniert, insbesondere der weitere Sensor 3b. Der Bodenabstand d1* wird von dem weiteren Sensor 3b bestimmt. Anhand des Höhenprofils HF kann die Position Pos1, Pos2 der jeweiligen Person 7a, 7b mit dem jeweiligen Abstand oder (wie hier gezeigt) dem jeweiligen Bodenabstand d1 * verglichen werden. Da eine Bestimmung des Abstandes nicht in lediglich einer Vorzugsrichtung erfolgt, ist ein bestimmter Abstand d, d1 einem Kreis in der hier gezeigten Darstellung.
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Die Person 7a, 7b, welche sich für eine gewisse Zeit auf dem Kreis befindet - oder im unmittelbaren Umfeld des Kreises, ist mit einer hohen Wahrscheinlichkeit eine zweite Person, da der Abstand d1 der Abstand des jeweiligen Tokens T zu dem weiteren Sensor 3b entspricht. Je länger die jeweilige Position Pos1, Pos2 und der Abstand d1 im Wesentlichen „übereinstimmt“, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass die entsprechende Person 7a, 7b eine zweite Person 7b ist. Ein Maß für die Wahrscheinliche Übereinstimmung kann als Konfidenzlevel bezeichnet werden.
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Zusammengefasst betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Detektion von Personen 7a, 7b in einem Bereich B mit Hilfe einer Personenerfassungseinrichtung 1 sowie eine entsprechende Personenerfassungseinrichtung 1. Die Personenerfassungseinrichtung 1 umfasst einen optischen Sensor 3a, vorzugsweise eine Stereokamera, sowie einen weiteren Sensor 3b, vorzugsweise ein UWB-Modul. Der weitere Sensor 3b dient zur Erfassung eines Abstandes d eines Tokens T, wobei der Token T einer zweiten Person 7b zugeordnet ist. Der optische Sensor dient zur Ermittlung, an welcher Position Pos1, Pos2 in einem Bereich B eine Person 7a, 7b ist. Mit Hilfe des ermittelten Abstandes (d1) kann ermittelt an welcher Position Pos1, Pos2 sich der Token T befindet und somit ist entscheidbar, ob eine Person eine erste Person 7a (ohne Token) oder eine zweite Person 7b (mit Token) ist. So kann mit der Personenerfassungseinrichtung 1 die jeweilige Anzahl Anz von ersten Personen 7a und von zweiten Personen 7b in dem Bereich bestimmt und optional bereitgestellt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Personenerfassungseinrichtung
- 1a
- erste Einheit (mit optischem Sensor)
- 1b
- zweite Einheit (mit weiterem Sensor)
- 5
- technische Datenverbindung
- 3a
- optischer Sensor (insbesondere Stereokamera)
- 3b
- weiterer Sensor (insbesondere UWB-Modul)
- 7a
- erste Person (ohne Token)
- 7b
- zweite Person (Token zugeordnet)
- M1, M2
- Maximum
- B
- Bereich
- Pos1
- erste Position
- Pos2
- zweite Position
- RE
- Recheneinheit
- T
- Token
- Tr
- Trajektorie
- Anz
- Anzahl
- HF
- Höhenprofil
- d1
- Abstand
- d1*
- Bodenabstand
