DE19604338A1 - Einrichtung zur Zählung und Klassifizierung von Fahrzeugen - Google Patents
Einrichtung zur Zählung und Klassifizierung von FahrzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Zählung und
Klassifizierung von Fahrzeugen im Straßenverkehr, insbesondere
für Verkehrserhebungen.
Es ist eine Vielzahl von Meßanordnungen zur Zählung und
Klassifizierung von Fahrzeugen bekannt. Dennoch werden
Erhebungen zur Ermittlung von Verkehrs strömen für die
Verkehrsplanung immer noch manuell durchgeführt. Eine Ursache
dafür ist, daß herkömmliche Verfahren vorwiegend zum Einsatz in
sogenannten Dauerzählstellen gedacht sind. Zwar sind einige
Anordnungen für Kurzzeitzählungen bekannt, jedoch in ihren
Eigenschaften unbefriedigend.
Meßgeräte, die einen über die Fahrbahn gelegten Schlauch
benutzen, werden auf den ersten Blick vom Betrachter als
Verkehrszählgerät erkannt und oft demoliert bzw. gestohlen. Der
Schlauch wird herausgezogen, durchgeschnitten oder einfach von
der Fahrbahn entfernt.
Dasselbe Problem besteht bei Geräten, die mittels einer auf die
Fahrbahn geklebten Induktionsschleife messen. Für einen Einsatz
innerorts sind sie daher völlig ungeeignet. Auf stark befahrenen
Außerortsstraßen ist wiederum die Lebensdauer des aufgeklebten
Materials gering.
Es ist ein Verfahren zur Klassifizierung von Kraftfahrzeugen
bekannt, welches die Silhouette der Fahrzeuge abtastet (DE 40 41
149). Hier wird zwar berührungslos gemessen, jedoch muß das
Gerät direkt über der Fahrbahn angebracht werden, was nicht
immer möglich und meist aufwendig ist.
Die Möglichkeit, Straßenfahrzeuge mittels Laserentfernungs
meßgeräten zu zählen und zu erkennen ist ebenfalls bekannt (DE
40 24 462). Ein derartiges Gerät zeichnet sich durch geringen
Aufwand bei Anbringung und Justierung aus, die Technologie der
Laserentfernungsmeßtechnik verursacht jedoch hohe Kosten. Der
Energiebedarf einer solchen Einrichtung erfordert den Einsatz
großer Batterien, was das Gerät nicht kompakt werden läßt.
Eine leicht zu justierende, sparsame und preiswerte Anordnung
ist gegeben, wenn zur Erfassung der Fahrzeuge ein
Wärmestrahlungssensor genutzt wird (DE 31 42 978). Die
Meßergebnisse sind in der Qualität jedoch stark von der
Witterung abhängig. Starker Wind verwirbelt Luftschichten
unterschiedlicher Temperatur und erzeugt beträchtliche
Störsignale. Der Sensor ist darüber hinaus träge und mißt nur
innerhalb eines bestimmten Geschwindigkeitsbereiches
zuverlässig.
Zählung und Klassierung von Kraftfahrzeugen ist durch eine
Analyse des vom Fahrzeug emittierten Schalls möglich (DE 30 02
434). Starker Wind verursacht auch hier Störgeräusche, so daß ein
Einsatz bei jeder Witterung nicht möglich ist.
Fortgeschrittene Technologie und weiterentwickelte Auswerte
verfahren (DE 43 12 160) erlauben den Bau einer Zähleinrichtung
mittels CCD-Kamera. Im Dunkeln ist hier keine Klassifizierung
mehr möglich.
Man ist, da geeignete Erfassungstechnik nicht greifbar scheint,
inzwischen dazu übergegangen, manuelle Verkehrszählungen zu
rationalisieren. Die zählende Person hat der Fahrzeugkategorie
entsprechend Knöpfe auf einem kleinen Pult zu drücken, wenn ein
Fahrzeug die Zählstelle passiert.
Der beschriebene Stand der Technik verdeutlicht, daß mit
herkömmlichen Anordnungen zur Erfassung von Kraftfahrzeugen der
Bau eines für Verkehrserhebungen hinlänglich geeigneten
Zählgerätes nicht möglich ist.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur
Zählung und Klassifizierung von Kraftfahrzeugen für die
besonderen Ansprüche einer Verkehrserhebung anzugeben.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den im Anspruch 1 genannten
Mitteln gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den
Unteransprüche angegeben.
Während sämtliche bekannten Erfassungseinrichtungen
physikalische Eigenschaften von Kraftfahrzeugen wie
Wärmeabstrahlung, Schallemission, Farbe, Magnetismus und die
Eigenschaft, Licht und Schall zu reflektieren, messen, somit
weiterentwickelte Verfahren zur Zählung beliebiger Körper sind,
macht sich die erfindungsgemäße Einrichtung zunutze, daß
speziell Straßenfahrzeuge besonders gekennzeichnet sein müssen,
Die Einrichtung besteht deshalb im wesentlichen aus einer
Reflexionslichtschranke, deren Reflektor durch ein amtliches
Kennzeichen und/oder durch den gesetzlich vorgeschriebenen
Rückstrahler des Fahrzeuges gebildet wird.
Die genannten Reflektoren weisen eine Schicht auf, die das Licht
in die selbe Richtung reflektiert, aus der es einfällt, solange
der Einfallswinkel kleiner als 90° ist. Dieser Effekt wird als
retroreflektierend bezeichnet. Retroreflektierende Reflektoren
geben bei Bestrahlung mit Licht beliebiger Wellenlänge einen
besonders guten Kontrast zur nicht reflektierenden Umgebung. Das
ermöglicht es einerseits, eine große Reichweite bei geringer
Strahlungsleistung zu erzielen und andererseits, zuverlässig
Kraftfahrzeuge von anderen Objekten, wie z. B. Fußgängern, zu
unterscheiden.
In den meisten Ländern, sind die Fahrzeugkennzeichen mit einer
retroreflektierenden Beschichtung vorgeschrieben. Einerseits aus
Sicherheitsgründen, damit unbeleuchtete Fahrzeuge bei Dunkelheit
besser gesehen werden, andererseits auch aus Überwachungsgründen
beispielsweise bei Radarfallen.
Bei Betrachtung eines von einer Radarfalle aufgenommen Fotos,
stellt man fest, daß die Konturen von Fahrer und Fahrzeug einem
Schattenriß gleichen, jedoch das Nummernschild sehr hell und
kontrastreich erscheint. Dies ist deshalb so, weil die
Beschichtung des amtlichen Kennzeichens das Licht, daß in diesem
Falle von einem infraroten Blitzlicht ausgesandt wird, in
dieselbe Richtung zurückreflektiert, aus der es kommt - nämlich
in das Objektiv der Kamera, die in unmittelbarer Nähe des
Blitzlichtes angebracht ist.
Zwar sind noch nicht alle Länder mit derartigen Nummernschildern
ausgestattet, jedoch entspricht das Kennzeichen nach EU-Norm den
genannten Anforderungen.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß mit
geringem technischen Aufwand eine umfangreiche Klassifizierung
vorgenommen werden kann. Die Einrichtung läßt sich leicht am
Straßenrand an Masten oder Bäumen anbringen. Um die Genauigkeit
der Geschwindigkeitserfassung zu gewährleisten, wird das Gerät
immer in einer bestimmten Höhe über der Fahrbahn angebracht.
Mehr Justieraufwand ist nicht erforderlich.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den
Unteransprüchen genannt und im Ausführungsbeispiel näher
beschrieben. In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 eine Anordnung der Einrichtung mit 1 Erfassungsbereich
in 3 Ansichten
Fig. 2 die erfindungsgemäße Einrichtung mit 3 dargestellten
Erfassungszonen mit jeweils 4 Erfassungsbereichen
Fig. 3 eine Anordnung der erfindungsgemäßen Einrichtung mit
einer Verteilung von 6 Erfassungsbereichen über
2 Fahrspuren
Fig. 4 eine Ansicht von der Anordnung eines zusätzlichen
Sensors.
In Fig. 1 ist eine Ausführung der erfindungsgemäßen Anordnung
mit 1 Erfassungsbereich LS dargestellt. Die Einrichtung 1 ist
hier neben der Fahrbahn an einem Lichtmast o. ä. angebracht.
Ist kein Fahrzeug im Erfassungsbereich LS, wird kein Licht
reflektiert. Der photoelektrische Empfänger ist im Grundzustand.
Fährt ein Fahrzeug in den Erfassungsbereich LS ein, so gerät das
amtliche Kennzeichen 2 in den Lichtkegel. Da das Kennzeichen 2
mit einer retroreflektierenden Schicht versehen ist, die das
Licht in die Richtung reflektiert, aus der es kommt, trifft ein
großer Teil des ausgesandten Lichtes auf den photoelektrischen
Empfänger. Dieser erzeugt ein Signal, das von der
Auswerteelektronik verarbeitet wird. Lichtquelle,
Fahrzeugkennzeichen und Lichtempfänger bilden zu diesem
Zeitpunkt eine Reflektionslichtschranke.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für den Einsatz von Lichtquellen mit
schmalem Lichtkegel. Dabei ist es notwendig, je Fahrspur mehrere
Erfassungsbereiche LS21 bis LS34 in Fahrtrichtung nebeneinander
anzuordnen. Es entstehen Erfassungszonen EB1, EB2 bzw. EB3. Um
Geschwindigkeits- und Richtungsdaten der Fahrzeuge zu bestimmen,
werden mindestens 2 derartige Erfassungszonen EB1, EB2 in
Fahrtrichtung hintereinander angeordnet. Aus der Zeitdifferenz
und der Reihenfolge der Aktivierung der Lichtschranken der
jeweiligen Zonen und dem bekannten Abstand der
Erfassungsbereiche ist die Geschwindigkeit zu berechnen. Da die
Nummernschilder genormte Abmessungen haben, ist darüberhinaus
eine Bestimmung der Geschwindigkeit aus der Aufenthaltszeit des
Nummernschildes in einem sehr schmalen Erfassungsbereich (Laser)
möglich. Bei Einsatz einer Lichtquelle, deren Lichtkegel klar
definierte Grenzen hat, ist weiterhin die Berechnung der
Geschwindigkeit aus der Aufenthaltszeit des Reflektors im
Lichtkegel möglich.
Die Fahrzeuglänge ist beispielsweise durch den Einsatz von 3
Erfassungszonen zu ermitteln. EB1 und EB2 erfassen die
Vorderfront des Fahrzeuges, EB3 registriert die Heckfront. Aus
der Zeitdifferenz zwischen Vorder- und Heckfront und der
Geschwindigkeit ist die Fahrzeuglänge und damit die
Fahrzeugkategorie zu ermitteln. Die Erfassungsbereiche können
abwechselnd oder gleichzeitig betrieben werden. Die sparsamste
Variante besteht darin, EB1 als Trigger zu nutzen.
Eine Unterscheidung nach zweirädrigen (Motorrad) und breiteren
Fahrzeugen (PKW) wird möglich, wenn die senkrecht zur
Fahrtrichtung angeordneten und auf das Heck der Fahrzeuge
ausgerichteten Erfassungsbereiche LS31 bis LS34 seperat
ausgewertet werden. Ein Zweirad aktiviert nur eine
Lichtschranke, ein breiteres Fahrzeug aktiviert mehrere
Schranken gleichzeitig.
Fig. 3 zeigt, wie mit einem Gerät mehrere Fahrspuren überwacht
werden. Abschattungen beeinträchtigen die Qualität der
Meßergebnisse wenig. Wenn ein Fahrzeug auf Spur 2 durch ein
Fahrzeug der Spur 1 verdeckt wird, so daß es von EB11 bzw. EB12
nicht erfaßt werden kann, so fährt es schräg nach hinten
versetzt zu diesem Fahrzeug. Dieser Versatz bewirkt, daß ,es dann
umso besser von EB13 erfaßt wird.
In Fig. 4 wird die zusätzliche Anordnung von herkömmlichen
Ultraschall-, Mikrowellen- und Infrarotabtastsensoren gezeigt.
Damit kann eine weitergehende Klassifikation vorgenommen werden.
Das Gerät tastet die Fahrzeuge in einer bestimmten Höhe seitlich
ab, und berechnet wiederum mit Hilfe der Geschwindigkeit die
Länge. Der Kopf eines Fahrrad- bzw. Motorradfahrers ist das
kürzeste Objekt, das seitlich erfaßt wird. Es folgen LKW
Pritsche, Sattelzugmaschine, LKW mit Anhänger usw. PKW werden
wegen der geringen Höhe nur von der erfindungsgemäßen
Einrichtung erfaßt. Der zusätzliche Sensor liefert weiterhin
zuverlässig die Zeit, in der die Sicht auf entfernte Fahrspuren
verdeckt war. Diese Zeit kann herangezogen werden, um die
Meßergebnisse bei der Überwachung zweier Fahrspuren mit einem
Gerät statistisch zu korrigieren. Es versteht sich, daß die
Auswertung der Signale, Bestimmung der Kategorie, das
Abspeichern der Ergebnisse und das Auslesen der Ergebnisse nach
dem Ende des Meßeinsatzes von einem hier nicht dargestellten
Mikrocomputer vorgenommen werden kann.
Claims (8)
1. Einrichtung zur Zählung und Klassifizierung von Fahrzeugen,
dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrooptische
Reflexionslichtschranke, bestehend aus Lichtquelle und
Empfänger in einem gemeinsamen Gehäuse (1) vorgesehen ist,
die Lichtquelle einen Erfassungsbereich (LS11, LS12, . . . ,
LS34) bestrahlt, der Reflektor (2) das Fahrzeugkennzeichen
mit einer retroreflektierenden Schicht und/oder der
Fahrzeugrückstrahler ist und der Einfallswinkel auf die
Reflektorfläche kleiner als 90° ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Erfassungsbereiche (LS11, LS12, . . . , LS34) mit
jeweils einer dazugehörigen Reflexionslichtschranke
vorgesehen sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Erfassungsbereiche (LS11, LS12, . . . , LS34) zu
Erfassungszonen (EB1, EB2, EB3) zusammengefaßt sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Erfassungszonen (EB1, EB2, EB3) in Fahrtrichtung
hintereinander angeordnet sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet,
daß die Erfassungsbereiche definierte Grenzen aufweisen.
6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
drei Erfassungszonen (EB1, EB2, EB3) hintereinander
angeordnet sind, wobei zwei Erfassungszonen (EB1, EB2)
entgegen und eine Erfassungszone (EB3) in Fahrtrichtung oder
umgekehrt gerichtet sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere einzeln angesteuerte Erfassungsbereiche auf einer
senkrecht zur Fahrtrichtung verlaufenden Linie angeordnet
sind.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein herkömmlicher
seitlich abtastender Sensor vorgesehen ist.
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