DE19505052C2 - Diebstahlsicherung für Fahrzeuge in Parkhäusern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Fahrzeugen und eine Vorrichtung, die zur Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist. Das Verfahren und die Vorrichtung können bevorzugt bei der Diebstahlsicherung in Parkhäusern eingesetzt werden, um die Ausfahrt von Fahrzeugen zu verhindern, die nicht mit dem Parkschein (oder einem anderen Kennzeichnungsobjekt) Ausfahrt begehren, mit dem sie in den abgegrenzten Bereich (Parkzone oder Parkhaus) eingefahren sind. Ein derartiges Verfahren ist im Prinzip aus der DE 37 15 314 C2 bekannt.

Die Zahl der KFZ-Diebstähle aus Parkhäusern hat sich in den letzten Jahren stark vermehrt. Parkhäuser, die teilweise schlecht einsehbar sind, sind ein zunehmendes Ziel von Tätern, insbesondere dann, wenn erwartet werden kann, daß der Fahrzeugeigentümer über einen längeren Zeitraum vom Fahrzeug fernbleibt (sogenannte Langzeit-Parkzonen bei Flughäfen oder Ferien-Parkzonen an Bahnhöfen). Obwohl Parkhäuser an sich eine gute Überwachungsmöglichkeit bieten, da es nur einen Zugang und zumeist nur einen Ausgang für das Fahrzeug gibt und der Zugang und der Ausgang zusätzlich noch über eine Schranke gesichert sind, ist ein unbefugtes Entfernen eines im Parkbereich abgestellten Fahrzeugs bei üblichen Parkhäusern nicht allzu schwer. Der Täter benötigt allein einen Parkschein, den er kurz zuvor selbst gelöst haben kann, ohne daß er ein Fahrzeug in den Parkbereich hineingefahren hat, mit dem er dann das im Parkbereich aufgebrochene Fahrzeug aus dem gesicherten Bereich herausfährt. Möglichkeiten einen Parkschein zu erwerben, ohne ein Fahrzeug in den Parkbereich hineinzufahren, gibt es viele, seien sie auch mit erhöhten Kosten für vorgeblichen Verlust eines Parkscheins und Zahlen der Maximal-Parkgebühr verbunden.

Die Erfindung hat es sich deshalb zur Aufgabe gemacht, die bekannten Parkschein-Automaten und die Ein- und Ausfahrten in Parkhäusern oder anderen abgegrenzten Bereichen sicherer zu gestalten und damit erhöhte Sicherheit für die im Parkbereich abgestellten Fahrzeuge zur Verfügung zu stellen. Ein Diebstahl soll erschwert, wenn nicht sogar ganz unmöglich gemacht werden.

Dazu schlägt die Erfindung ein Verfahren vor, bei dem das Motorengeräusch des in den Bereich (in das Parkhaus) einfahrenden Fahrzeugs erfaßt und gespeichert wird; unter Erfassen und Speichern wird ein Aufzeichnen verstanden, wobei die Aufzeichnung sowohl analog als auch digital erfolgen kann. Das aufgezeichnete Motorengeräusch wird (später einmal) mit dem Motorengeräusch eines Fahrzeugs verglichen, das vorgeblich mit dem Fahrzeug übereinstimmt, dessen Motorengeräusch bei der Einfahrt aufgezeichnet wurde und das jetzt Ausfahrt begehrt. Das Fahrzeug, das nunmehr Ausfahrt begehrt muß eines derjenigen Fahrzeuge sein, die zuvor durch die Einlaßsperre in den abgegrenzten Bereich hineingefahren ist. Also muß sein Motorengeräusch aufgezeichnet worden sein. Der Vergleich eines aufgezeichneten Motorengeräusches mit dem aktuellen Motorengeräusch des Ausfahrt begehrenden Fahrzeugs erlaubt also die volle Kontrolle über ein Fahrzeug, das einen Parkbereich verlassen möchte (Anspruch 1).

Das - Ausfahrt begehrende Fahrzeug - gibt mit einer Identifikation vor, vorgeblich ein bestimmtes Fahrzeug zu sein, das zuvor diese Identifikation bei der Einfahrt erhalten hat (Anspruch 3). Die Identifikation erlaubt es demnach, ein bestimmtes Motorengeräusch aus der Vielzahl von aufgezeichneten Motorengeräuschen herauszusuchen und zum Vergleich bereitzustellen.

Abhängig davon, ob hinreichend Übereinstimmung zwischen dem ausgewählten Einfahrt-Motorengeräusch aus dem Zentralspeicher und dem aktuellen Motorengeräusch des Ausfahrt begehrenden Fahrzeugs besteht, kann eine Ausfahrsperre geöffnet werden (Anspruch 2). Wird nur mäßige bis unwesentliche Übereinstimmung zwischen den Motorengeräuschen erfaßt, so wird die Ausfahrt verweigert. Ein Alarmsignal kann diskret veranlaßt werden, auch Fotografien und Videos können gestartet werden, um die Person und das Fahrzeug zu identifizieren, das gerade unzulässigerweise den abgegrenzten Bereich verlassen möchte.

Der Zentralspeicher erlaubt es, die Vielzahl der Motorengeräusche zu speichern und alle derzeit im abgegrenzten Bereich befindlichen Fahrzeuge zu kennzeichnen (Anspruch 4). Die Identifikation wird dabei bei der Einfahrt sowohl dem einfahrenden Fahrzeug zur Verfügung gestellt als auch dem Motorengeräusch zugeordnet, das aufgezeichnet wurde (Anspruch 5). Wenn ein Fahrzeug Ausfahrt begehrt, gibt es seine Identifikation preis und erlaubt damit die Lokalisierung des Motorengeräusches im Zentralspeicher, das laut seiner Identifikation zu ihm paßt. Paßt es nicht zu ihm, ist entweder der Parkschein falsch, gestohlen oder beschädigt oder aber das Fahrzeug wird von einer Person aus dem abgegrenzten Bereich herausgefahren, die dazu nicht berechtigt ist. Jeder Fahrzeughalter kann also beim Verlassen des abgegrenzten Bereiches höhere Sicherheit für sein Fahrzeug gewinnen, indem er die Kennzeichnung - Parkkarte - mitnimmt, die sein Motorengeräusch im Zentralspeicher wiederholgenau identifiziert.

Nach berechtigter Ausfahrt kann der zugehörige Geräuschspeicherplatz freigegeben werden.

Aufgrund der ohnehin in Parkbereichen und gesicherten oder abgegrenzten Abstellorten vorgesehenen Einfahrts- und Ausfahrtssperren beschränkt sich die Installation der Motorengeräusch-Aufzeichnung und des zugehörigen Vergleiches auf einen geringen finanziellen Mehraufwand, der gleichzeitig erhebliches an Sicherheit begründen kann.

Ergänzend zu der Motorengeräusch-Erfassung bei der Einfahrt und dem zugehörigen Vergleich bei der Ausfahrt kann ein optisches Charakteristikum des einfahrenden Fahrzeugs erfaßt und gespeichert werden (Anspruch 6). Als solches Charakteristikum kann entweder das Fahrzeugkennzeichen oder die Silhouette des Fahrzeugs herangezogen werden. Solche Silhouetten oder die Kennzeichen lassen sich mit heute gängigen Bildidentifikations-Algorithmen hinreichend genau und mit geringem Speicherplatz aufzeichnen.

Eine Erweiterung und Verbesserung der Identifizierbarkeit des Motorengeräusches wird erreicht, wenn über eine kürzere Zeit beim Heranfahren des Fahrzeugs das Motorengeräusch aufgezeichnet wird (Anspruch 8). Neben der Aufzeichnung des Geräusches des heranfahrenden Fahrzeugs kann auch das Motorengeräusch während des Stehens und Wartens auf den Empfang der Identifikation aufgezeichnet werden (Anspruch 8, erste Alternative). Beide Alternativen können auch gemeinsam verwendet werden, weil die Fahrzeuge im Stillstand und bei Fahrt oft deutlich unterschiedliche Motorengeräusche hinsichtlich ihrer Frequenz und Frequenzspektren abgeben.

Das deutet bereits darauf hin, daß der Vergleich der Motorengeräusche, der bei der Ausfahrt aus dem abgegrenzten Bereich vorgenommen wird, auf Frequenzanteilen und/oder Amplituden dieser Frequenzanteile beruht. Sind bestimmte Frequenzen charakteristisch vorhanden (Resonanzfrequenzen im Motor), so kann allein aufgrund einer Frequenz ein Charakteristikum für dieses Fahrzeug herausgefiltert werden. Sind mehrere Frequenzen charakteristisch, können mehrere Frequenzen aufgezeichnet werden. Ist ein gesamtes Frequenzspektrum hinsichtlich seines Amplitudenverlaufs charakteristisch, so kann der entsprechende Amplitudenverlauf aufgezeichnet werden. Anspruch 9 steht repräsentativ für eine Vielzahl von möglichen Frequenzuntersuchungen, die als FFT-Untersuchung oder in einem synergetischen Computer oder gar mit neuronalen Netzen realisiert werden können.

Nachdem ein einfahrendes Fahrzeug meist längere Zeit schon gefahren ist, kann es Frequenzen in seinem Motorengeräusch enthalten, die bei demselben Motor noch nicht oder in anderer Form vorhanden sind, wenn der Motor gerade erst gestartet wurde, wie das bei der Ausfahrt eines kurz zuvor gestarteten Fahrzeugs der Fall ist. Deshalb wird von dem Erkennungs-Verfahren eine gewisse Toleranz eingeräumt und bereits dann Identität zwischen einfahrendem und ausfahrendem Fahrzeug unter Berücksichtigung der gleichen Identifikation (Parkschein) erkannt, wenn hinreichend Übereinstimmung zwischen den Motorengeräuschen M1 (bei der Einfahrt) und Mx (bei der Ausfahrt) besteht.

Die Vorrichtung, mit der das erwähnte Verfahren durchgeführt werden kann und die sich unabhängig davon zum Erkennen von ausfahrwilligen Fahrzeugen eignet, besteht aus einer Speichereinrichtung, zwei Geräusch-Meßeinrichtungen, einer Kennzeichnungskarten-Ausgabe sowie -Eingabe, zur Ausgabe/Eingabe eines begleitenden Indiz, mit dem das Geräusch erkannt wird, das zuvor in der Speichereinrichtung gespeichert wurde (Anspruch 10). Die Geräusch-Meßeinrichtungen können Mikrofone sein. Die Speichereinrichtung kann analog oder digital aufgebaut sein, sie speichert mehrere Geräusche, maximal so viele Geräusche, wie Stellplätze in dem abgegrenzten Bereich vorhanden sind.

Die Überprüfung der Identität zwischen dem aktuell über die zweite Geräusch-Meßeinrichtung gemessenen Motorengeräusch ("Meßsignal") und dem aufgezeichneten Geräusch ("Referenzsignal") erfolgt am besten digital.

Meist werden die beiden Geräusch-Meßeinrichtungen lokal voneinander getrennt und akustisch insoweit voneinander abgekoppelt sein, daß einfahrende Motorengeräusche nicht gleichzeitig bei parallel dazu aus fahrenden Fahrzeugen aufgezeichnet werden.

Das Vergleichsergebnis, das "der Überprüfung" des Anspruchs 10 entspringt, ist Quelle für eine Steuereinrichtung, die eine Ausfahrsperre öffnet oder nicht öffnet. Die Erkennungskriterien des stark ähnlichen oder identischen Motorengeräusches entsprechen in umgekehrter sprachlicher Fassung keinem oder nur geringem Unterschied zwischen dem aktuell aufgezeichneten Motorengeräusch und dem zuvor (Stunden, Tage oder Wochen) gemessenen und gespeicherten Referenz-Fahrzeuggeräusch.

Ein Ausführungsbeispiel soll das Verständnis der Erfindung vertiefen und erweitern.

Fig. 1a zeigt schematisch den Ausfahrbereich eines abgegrenzten Bereiches, im Beispiel eines Parkhauses.

Fig. 1b zeigt nahe benachbart zu dem erwähnten Ausfahrbereich gemäß Fig. 1a den Einfahrbereich desselben abgegrenzten Bereiches, hier also auch des Parkhauses.

In beiden Figuren sind Fahrzeuge 1, X eingezeichnet, die Ausfahrt bzw. Einfahrt begehren. Vor dem jeweiligen Fahrzeug ist eine Schranke 20a bzw. 20e angeordnet, die aufgrund von bestimmten Kriterien geöffnet und geschlossen wird.

Es ist ein Lern- und Erkennungssystem 10a, 10e vorgesehen, das im vorliegenden Ausführungsbeispiel in zwei getrennten Modulen ausgeführt ist und über eine Ein- oder Mehrbit-Leitung 10 miteinander in Verbindung steht. Die Leitung kann auch als Funkverbindung ausgeführt sein.

In Fig. 1b ist dargestellt, wie ein Fahrzeug 1 an die Einfahr-Schranke 20e heranfährt. Es erhält einen Parkschein P aus der Parkschein-Ausgabe 13e. Bis dieser Vorgang abgeschlossen ist, gibt das Fahrzeug 1 ein nahezu stationäres Motorengeräusch M1 ab, das von einem Mikrofon 11e aufgezeichnet wird. Das Motorengeräusch wird in den Auswertungsrechner 10e und dessen Speichereinheit eingegeben, wo es ggf. digitalisiert, zumindest aber gespeichert wird. Zusätzlich können optische Informationen über eine Kamera 12e aufgezeichnet werden, die mit dem Fahrzeug 1 korrelieren.

Das akustische Signal wird über das Mikrofon 11e entweder beim Ziehen der Zugangskarte P aufgenommen und gespeichert oder aber über einen Zeitraum aufgespeichert, der sich während des gesamten Zeitraums des (näheren) Heranfahrens an die Schranke 20e erstreckt.

Nachdem der Fahrzeugführer den Parkschein P entnommen hat, öffnet sich die Schranke 20e, die Zugangserkennung ist abgeschlossen und das Fahrzeug 1 im Lern- und Erkennungssystem 10e (ggf. in Verbindung mit 10 und 10a) eindeutig identifizierbar.

Bei der Ausfahrt - hierzu sei auf Fig. 1a verwiesen, die im wesentlichen eine punkt symmetrische Spiegelung der Fig. 1b ist - wird wiederum das Motorengeräusch Mx eines vor der Schranke stehenden Fahrzeugs X aufgenommen. Das Fahrzeug X identifiziert sich mit der Zugangskarte P, die in einen Parkschein-Einschub 13a eingeführt wird. Damit ist der Auswertungsrechner 10a und (dieselbe) Speichereinheit in der Lage, ein Motorengeräusch zu lokalisieren, das dieser Zugangskarte P zugeordnet worden ist (beim Zugang bzw. Einfahrt). In der Beschreibung eines Beispiels ist dieses "Zugangsgeräusch" M1 und das Fahrzeug X, das Ausfahrt begehrt, entwickelt ein "Ausgangsgeräusch" Mx, das nur dann zu einem Öffnen der Schranke 20a führt, wenn es hinreichend genau mit dem Zugangs-Motorengeräusch M1 übereinstimmt.

Die Übereinstimmung kann über eine Frequenzanalyse erfolgen, bei der die zeitlichen Signale in ihre Frequenzanteile zerlegt werden und anschließend in ein Vergleichsverfahren eingespeist werden, das bewertet, ob diese beiden Signale hinreichend übereinstimmen. Als Vergleichsverfahren können sich Algorithmen auf synergetischen Computern oder neuronale Netze eignen.

Als Beispiel sei angegeben, daß bestimmte charakteristische Frequenzen überprüft werden können, ob sie in ihrer Amplitude noch vorhanden sind. Ebenso können Phasenlagen zwischen zwei charakteristischen Frequenzen überprüft werden oder es kann ein Spektrum überprüft werden, hinsichtlich seines Amplitudenverlaufes über einen Bereich von Frequenzen.

Bislang nicht näher erläutert, aber ebenso ergänzend zu der Geräusch-Identifikation möglich, kann eine optische Charakterisierung des einfahrenden Fahrzeugs 1 über eine erste Kamera 12e und des aus fahrenden Fahrzeugs X über eine zweite Kamera 12a erfolgen. Es können Nummernschilder, Silhouetten von einfahrenden und aus fahrenden Fahrzeugen und Farben dieser Fahrzeuge erkannt werden. Eine Silhouette ist ein mögliches Beispiel des "optischen Erscheinungsbildes" des Fahrzeugs, das neben der Farbe durch seine Form charakterisiert wird.

Werden alle Überwachungskriterien gemeinsam genutzt, so kann durch Farbe, Form und Geräusch eine eindeutige Kennzeichnung des Fahrzeuges erfolgen, das in einen abgegrenzten Bereich hineinfährt und das für diese Einfahrt mit einer Zugangskarte ausgestattet wird. Die Zugangskarte erlaubt es dann, das charakteristische Erscheinungsbild nach Farbe, Form und Geräusch wieder aus einem Zentralspeicher - oder aus dem Einfahr-Speicherbereich 10a - herauszulesen und mit einem anderen charakteristischen Erscheinungsbild eines Fahrzeugs X zu vergleichen, das Ausfahrt begehrt. Nur bei hinreichender Übereinstimmung der (optischen und geräuschlichen) Erscheinung von seinerzeit eingefahrenem Fahrzeug 1 und nunmehr ausfahrendem Fahrzeug X, wird letzterem die Ausfahrt erlaubt.

Claims (11)

1. Verfahren zum Erkennen von Fahrzeugen (1, X), insbesondere bei der Ausfahrt aus einem gesicherten oder abgegrenzten Bereich, wie Parkzone oder Parkhaus, bei dem

• (a) das Motorengeräusch (M1) des in den Bereich einfahrenden (v_e) Fahrzeugs (1) erfaßt (11e) und gespeichert (aufgezeichnet) wird;
• (b) das gespeicherte Motorengeräusch (M1) mit dem Motorengeräusch (Mx) eines oder des Fahrzeugs (X, 1) verglichen wird, das vorgeblich (P, 13a) mit dem Fahrzeug (1) übereinstimmt, dessen Motorengeräusch (M1) bei der Einfahrt (v_e) aufgezeichnet wurde und das Ausfahrt (v_a) begehrt (P).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem abhängig davon, ob hinreichend Übereinstimmung zwischen dem bei der Einfahrt aufgezeichneten Motorengeräusch (M1) und dem Motorengeräusch (Mx) des am Ausfahrort wartenden Fahrzeugs (X) besteht, eine Ausfahr-Sperreinrichtung (20a) geöffnet wird.

3. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem eine Identifikation (P) beim Verlassen des abgegrenzten Bereiches vorgibt, mit welchem der aufgezeichneten Einfahr-Motorengeräusche (M1) verglichen werden soll.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das bei der Einfahrt aufgezeichnete Motorengeräusch (M1) in einem Zentralspeicher anhand der Identifikation (P) ermittelt wird, die vom ausfahrenden Fahrzeug (X) bereitgestellt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jedem bei der Einfahrt aufgezeichneten Motorengeräusch (M1) eine Identifikation (P) zugeordnet wird, die auch dem Fahrzeug (1) zur Verfügung gestellt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ergänzend zum charakteristischen Motorengeräusch (M1) ein optisches Merkmal des einfahrenden Fahrzeugs (1) erfaßt (12e) und gespeichert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem das optische Merkmal

• (a) das Fahrzeug-Kennzeichen des einfahrenden Fahrzeugs (1) ist, erfaßt über eine Kamera (12e) und einen Kennzeichen-Individualisierungs-Algorithmus;
• (b) das optische Erscheinungsbild des einfahrenden Fahrzeugs (1) ist, inbesondere dessen Farbe und Seiten- oder Frontsilhouette, und/oder
• (c) eine aus einer Bildfolge durch Bewegungsanalyse gewonnene Silhouettendarstellung ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem

• (a) das Motorengeräusch (M1) während des Stehens (v_e=0) des Fahrzeugs (1) an eine Einfahrsperre (20e) aufgezeichnet wird, oder
• (b) das Motorengeräusch (M1) über eine kürzere Zeit während des Heranfahrens des Fahrzeugs (1) aufgezeichnet wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Vergleich der Motorengeräusche (M1, Mx) im wesentlichen ein Vergleich von Frequenzanteilen und/oder Amplituden der Frequenzanteile ist.

10. Vorrichtung zum Erkennen von ausfahrwilligen Fahrzeugen (X), bestehend aus

• (a) einer Speichereinrichtung zum Speichern mehrerer analoger oder digitaler Geräusche (Mi; i = 1 . . . x);
• (b) zwei Geräusch-Meßeinrichtungen (11e, 11a) wie Mikrofone, deren eines Meßsignal (M1) bei der Einfahrt eines Fahrzeugs (1) in der Speichereinrichtung gespeichert wird und deren anderes Meßsignal (Mx) auf Anforderung (13a, P) mit einer (M1) der mehreren in der Speichereinrichtung gespeicherten Geräusche (Mi) auf Identität überprüft wird;
• (c) einer Kennzeichnungsobjekt-Abgabe (13e) und einer Kennzeichnungsobjekt-Eingabe (13a) zur Ausgabe bzw. Eingabe eines begleitenden Indiz für das mittels der einen Geräusch-Meßeinrichtung (11e) aufgezeichnete Geräusch (M1) und zur Auswahl einer (M1) der gespeicherten Geräuschdarstellungen (Mi) aus der Speichereinrichtung.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der eine Ausfahrsperre (20a) vorgesehen ist, die bei stark ähnlichen oder identischen aktuellen (Mx) und gespeicherten (M1) Motorengeräuschen bzw. bei keinem oder nur geringem Unterschied dazwischen geöffnet wird.