DE19727895A1 - Anordnung zur Verkehrserfassung auf einem Streckenabschnitt einer Straße - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Verkehrser­ fassung auf einem Streckenabschnitt einer Straße nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon bekannt, den Ver­ kehrsfluß auf einem Streckenabschnitt beispielsweise durch elektromagnetische Detektoren, die am Anfang und am Ende des Streckenabschnittes in die Straßenoberfläche eingelassen sind, zu erfassen. Beim Passieren eines Fahrzeuges gibt ein Detektor einen Spannungsimpuls ab, der für den Fahrzeugtyp charakteristisch ist. Viele solcher Spannungsimpulse bilden ein Korrelationsgebirge, dessen Verlauf ein Maß für die Fahrzeugkolonne ist, die den Streckenabschnitt passiert hat. Durch Fahrspurwechsel, Überholmanöver, durch ein- oder ab­ biegende Fahrzeuge, und bei vielen gleichartigen Fahrzeugen wie PKWs oder nur LKWs, kann nicht immer ein eindeutiges Korrelationsmaximum erkannt werden. Insbesondere bei Strecken­ abschnitten mit Einfahrten, auf denen sich mehrere Fahr­ zeugteilströme miteinander vermischen, ist die Erkennung mit der Methode des Maximums im Korrelationsgebirge nicht prak­ tikabel. Ein weiterer Nachteil ist auch darin zu sehen, daß mit dieser Methode verkehrsregelungstechnisch interessante Größen, wie beispielsweise die Reisezeit und -geschwindigkeit eines einzelnen Kraftfahrzeugs oder einzel­ ner Kraftfahrzeugklassen nicht bestimmbar sind.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Verkehrserfassung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegen­ über den Vorteil, daß durch Verfolgung einzelner Fahrzeuge aus dem gesamten Fahrzeugstrom die verkehrsregelungsrelevan­ ten Daten auf dem Streckenabschnitt erfaßbar sind. Besonders vorteilhaft ist, daß beispielsweise die Durchschnittsge­ schwindigkeit eines einzelnen Fahrzeuges erfaßt werden kann. Desweiteren können vorteilhaft das schnellste oder das lang­ samste Fahrzeug erkannt werden. Aufgrund der fahrzeugspezi­ fischen Merkmale können auch einzelne Fahrzeugklassen wie PKWs, LKWs, Busse oder andere Fahrzeugklassen unterschieden und erkannt werden und somit für jede Fahrzeugklasse ge­ trennt die mittleren Fahrzeiten auf dem Streckenabschnitt berechnet werden.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnah­ men sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß durch eine zuverlässige Erfassung des Verkehrsstromes die Steuerung von entsprechenden Signalanla­ gen optimiert wird. Besonders günstig ist, daß beispielswei­ se eine Geschwindigkeitsbegrenzungsanlage derart steuerbar ist, daß ein maximaler Fahrzeugdurchsatz erreicht wird.

Durch Erfassung des Zeitpunktes, zu dem ein Fahrzeug die Eingangsmeßstelle passiert, kann unter Berücksichtigung bei­ spielsweise einer vorgegebenen Geschwindigkeitsbegrenzung ein Zeitfenster bestimmt werden, innerhalb dessen das er­ kannte Fahrzeug an der Ausgangsmeßstelle voraussichtlich er­ scheint. Dieses Fahrzeug kann dann daraufhin überprüft wer­ den, ob es im Durchschnitt die maximal zulässige Geschwin­ digkeit überschritten hat.

Um eine sichere Fahrzeugerkennung durchführen zu können, ist vorteilhaft, daß nur solche Fahrzeuge verfolgt werden, die aufgrund ihrer fahrzeugtypischen Merkmale leicht zu detek­ tieren und klassifizieren sind. An der Ausgangsmeßstelle kann ein solches Fahrzeug mit großer Wahrscheinlichkeit un­ ter Verwendung der Merkmale seiner Detektionsdaten wiederer­ kannt werden. Diese Methode hat den Vorteil, daß nur Fahr­ zeuge mit einer hohen Wahrscheinlichkeit der Wiedererkennung bei der Berechnung der verkehrstechnisch relevanten Größen berücksichtigt werden.

Die Wahrscheinlichkeit für die Wiedererkennung eines Fahr­ zeuges kann vorteilhaft dadurch erhöht werden, daß zusätz­ lich das Fahrzeug an der Eingangs- und an der Ausgangsmeß­ stelle mit einer Videokamera aufgenommen und das Bild unter einer Erkennungsnummer gespeichert wird. Durch Vergleich der Videobilder mit den Daten, die von den Detektoren geliefert wurden, kann durch Plausibilitätsprüfung die Wirksamkeit des Erkennungsalgorithmus überwacht werden. Bei einem derart op­ timierten Erkennungsalgorithmus sind vorteilhaft einfache Detektoren, die beispielsweise als induktive Schleifen in die Straßenoberfläche eingelassen sind, oder optische Senso­ ren verwendbar.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der Beschreibung näher erläutert. Es zei­ gen Fig. 1 eine schematische Darstellung der Erfindungsge­ mäßen Anordnung und Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt einen Streckenabschnitt 1, beispielweise einer überörtlichen Straße, bei der an einer Eingangsmeßstelle S1 und einer Ausgangsmeßstelle S2 für jede Fahrspur Detektoren 2 bzw. 3 angeordnet sind. Als Detektoren 2, 3 sind Indukti­ onsschleifen, Gewichtssensoren, optische Sensoren wie Licht­ schranken, Videokameras oder Mikrowellensensoren vorgesehen. Die Sensoren 2, 3 sind per se bekannt und müssen daher nicht näher erläutert werden. Desweiteren ist vorzugsweise für je­ de Fahrspur eine Videokamera 8 angeordnet, mit der die ein­ zelnen Fahrzeuge individuell erfaßbar sind. Die Signale der Detektoren 2, 3 beziehungsweise der Videokameras 8 werden einer Auswertevorrichtung 7 geführt, die an einer geeigneten Stelle aufgestellt ist. Aus Vereinfachungsgründen wurden in der Fig. 1 Interface Schaltungen, Stromversorgungsleitungen etc. weggelassen, da sie nicht unmittelbar im Zusammenhang mit der Erfindung stehen. Als Leitungen sind gebräuchliche BUS-Systeme oder drahtlose Übertragungsstrecken vorgesehen.

Fig. 2 zeigt ein erweitertes Blockschaltbild der Anordnung mit der Auswertevorrichtung 7. An die Auswertevorrichtung 7 ist eine entsprechende Anzahl Detektoren 2, 3 bzw. Videoka­ meras 8 angeschlossen. Die Auswertevorrichtung 7 ist deswei­ teren mit einem Speicher 6 verbunden, in dem die von den De­ tektoren gelieferten Daten für die Auswertung zwischenge­ speichert sind. An einen Ausgang der Auswertevorrichtung 7 ist eine Datenausgabe 9, beispielsweise eine optische Anzei­ gevorrichtung vorgesehen, auf der verkehrsrelevante Daten, wie die Durchschnittsgeschwindigkeit, die Maximalgeschwin­ digkeit oder Minimalgeschwindigkeit eines Fahrzeugs, oder der Fahrzeugtyp wie PKW, Bus, LKW mit und ohne Anhänger, Mo­ torrad darstellbar sind. Es werden vorzugsweise auch die mittleren Fahrzeiten auf einem Streckenabschnitt für jede Fahrzeugklasse getrennt ermittelt. An einem weiteren Ausgang der Auswertevorrichtung 7 ist eine Signalsteuerung 10 ange­ schlossen, mit der vorzugsweise Lichtsignale für den betref­ fenden Streckenabschnitt unter Berücksichtigung der Ver­ kehrssituation steuerbar sind.

Desweiteren weist die Auswertevorrichtung 7 einen Verglei­ cher 12 auf, der im wesentlichen einen Algorithmus enthält, mit dem ein einzelnes Fahrzeug, das an der Eingangsmeßstrecke S1 detektiert wurde, an der Ausgangsmeßstelle S2 wieder­ erkannt werden soll. Die Auswertevorrichtung 7 ist schließ­ lich noch mit einem Zeitgeber 11, einer Uhr mit Kalender, verbunden, so daß jedem detektierten Fahrzeug eine singuläre Zeit zum Zeitpunkt des Passierens der Eingangsmeßstelle S1 zugeordnet werden kann.

Im folgenden wird die Funktionsweise dieser Anordnung, ins­ besondere die Wirkung des Algorithmus, näher erläutert.

Es ist bekannt, daß ein Fahrzeug beispielweise beim Überfah­ ren einer induktionsschleife ein Spannungssignal mit einem bestimmten Verlauf abgibt. Je nach Fahrzeuggröße, des Ge­ wichtes oder der Länge ergeben sich unterschiedliche Span­ nungsverläufe. Ein bestimmter Fahrzeugtyp hat somit als fahrzeugtypisches Merkmal einen bestimmten Spannungsverlauf, der noch vom Ladezustand, Reifendruck und der Fahrgeschwin­ digkeit abhängen kann.

Erfindungsgemäß wird daher ein Algorithmus gebildet, bei dem einzelne Fahrzeuge, deren Detektionsdaten fahrzeugtypische Merkmale aufweisen, an der Eingangsmeßstelle S1 ermittelt und an einer Ausgangsmeßstelle S2 anhand ihrer Merkmale wie­ dererkannt werden. Zusätzlich kann an der Eingangsmeßstelle S1 bei einem Einzelfahrzeug die Uhrzeit mit Datum festgehal­ ten und dann aufgrund von vorgeschriebenen Geschwindigkeits­ begrenzungen oder der momentanen Durchschnittsgeschwindkeit der Fahrzeuge an der Meßstelle S1 ein Zeitfenster berechnet werden, innerhalb dessen das detektierte Fahrzeug an der Ausgangsmeßstelle S2 von einem der Detektoren 3 wiedererwar­ tet wird. Es genügt dann, nur die Fahrzeuge innerhalb des Zeitfensters zu überprüfen, da für diese Fahrzeuge die größ­ te Wahrscheinlichkeit der Wiedererkennung besteht. Auf diese Weise muß nur eine Fahrzeugteilmenge überprüft werden, nicht sämtliche Fahrzeuge. Dadurch ergibt sich eine größere Genau­ igkeit bei der Wiedererkennung der Einzelfahrzeuge, da ande­ re Fahrzeuge mit ähnlichem Spannungsverlauf außerhalb des Zeitfensters nicht zu berücksichtigen sind.

Besonders geeignete Fahrzeuge zur Detektion und Wiedererkennung sind beispielsweise PKWs mit Anhänger oder Wohnanhän­ ger, bestimmte kommunale Fahrzeuge mit besonderen Fahrzeug­ aufbauten, Omnibusse, wobei deren Aufbauten typspezifische Merkmale ergeben können oder Motorräder. Typspezifische Merkmale können aber auch nach Gewichtsklassen aufgeteilt sein. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese­ hen, den gefundenen Algorithmus zur Detektion eines Einzel­ fahrzeugs auf dem Streckenabschnitt 1 mittels Aufnahmen von einer oder mehrerer Videokameras 8 zu kontrollieren. Über­ fährt ein Fahrzeug die Eingangsmeßstelle S1 oder die Aus­ gangsmeßstelle S2, dann nimmt die Videokamera 8 das Einzel­ fahrzeug auf und liefert die Bildinformationen mit einer zu­ geordneten Bildnummer an die Auswertevorrichtung 7. In dem Speicher 6 werden dann neben den Detektionsdaten des Fahr­ zeuges auch die aktuellen Bildnummern abgelegt. Durch Ver­ gleich der Bildnummern der Eingangsmeßstelle S1 und der Aus­ gangsmeßstelle S2 für ein spezielles Fahrzeug kann im Ver­ gleicher 12 überprüft werden, ob der verwendete Algorithmus zur Wiedererkennung der Fahrzeuge richtig war. Stellt sich durch Bildvergleich der Kamerabilder jedoch heraus, daß der Algorithmus zur Zuordnung unterschiedlicher Fahrzeuge ge­ führt hat, dann liegt ein offensichtlicher Fehler vor. Die Auswertevorrichtung 7 kann dann ein entsprechendes Fehlersi­ gnal ausgeben. Als Fehler kann in Frage kommen, daß einer der Detektoren 2, 3 oder deren Übertragungsstrecke fehler­ haft ist. Andererseits kann sein, daß der Algorithmus nicht empfindlich genug reagiert. In diesem Fall ist der Algorith­ mus zu überprüfen. Hierzu werden Versuchsmessungen mit den Detektoren 2, 3 der Meßstellen S1, S2 durchgeführt und die gemessenen Detektionsdaten und die daraus ermittelten fahr­ zeugspezifischen Merkmale abgespeichert. Durch Simulation des Algorithmus mit den Daten der Versuchsmessungen unter Echtzeitbedingen kann der Wiedererkennungs-Algorithmus je­ derzeit einfach überprüft werden.

Die Erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß sie un­ abhängig ist von welchem Sensor ein Fahrzeug detektiert und klassifiziert wurde, sofern aussagekräftige fahrzeugtypische Merkmale ermittelbar sind.

Claims (9)

1. Anordnung zur Verkehrerfassung auf einem Streckenab­ schnitt einer Straße, wobei am Anfang und am Ende des Strecken­ abschnitts eine Eingangs- und Ausgangsmeßstelle mit we­ nigstens einem Detektor zur Erfassung einzelner Fahrzeuge angeordnet sind und mit einer Auswertevorrichtung, die mit­ tels einem in der Auswertevorrichtung verwendeten Algorith­ mus aus den Detektionsdaten aktuelle Verkehrsdaten für den Streckenabschnitt ermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (7) derart ausgebildet ist, daß sie aus den von den Detektoren (2) an der Eingangsmeßstelle (S1) ge­ lieferten Informationen fahrzeugtypische Merkmale eines Ein­ zelfahrzeuges ermittelt und diese mit denen der an der Aus­ gangsmeßstelle (S2) vorbeifahrenden Fahrzeugen vergleicht, daß die Auswertevorrichtung (7) nach dem Passieren der Fahr­ zeuge an der Ausgangsmeßstelle (S2) das Fahrzeug bestimmt, das die größte Übereinstimmung mit den fahrzeugtypischen Merkmalen an der Eingangsmeßstelle (S1) aufweist, und daß, wenn dieses Fahrzeug gefunden wurde, die Auswertevorrichtung (7) aus der Fahrzeit des gefundenen Fahrzeugs zwischen den beiden Meßstellen (S1, S2) wenigstens eine der folgenden Verkehrsdaten bestimmt: Durchschnittsgeschwindigkeit des er­ kannten Fahrzeugs, schnellstes Fahrzeug, langsamstes Fahr­ zeug, und mittlere Fahrtzeit pro Fahrzeugklasse, beispiels­ weise für einen PKW, LKW (mit oder ohne Anhänger), Bus, Mo­ torrad.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (7) mit einer Signalsteuerung (10) zur Steuerung einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit auf dem Streckenabschnitt verbunden ist.

3. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (7) ausgebildet ist, den Zeitpunkt eines Fahrzeugs an der Eingangsmeßstelle (S1) zu erfassen und ein Zeitfenster zu bestimmen, innerhalb dessen das Passieren des Fahrzeugs an der Ausgangsmeßstelle (S2) erwartet wird.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (7) eine Einzelfahrzeugerkennung nur in­ nerhalb des Zeitfensters durchführt.

5. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (7) ausgebildet ist, fahrzeugtypische Merkmale nur an Fahrzeuge auszuwerten, die eine hohe Wahrscheinlichkeit der Wiedererkennung aufwei­ sen.

6. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Eingangs- und der Ausgangsmeß­ stelle (S1, S2) vorzugsweise für jede Fahrspur eine Videoka­ mera (8) zur Erfassung eines Einzelfahrzeugs angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den fahrzeugtypischen Merkmalen des detektier­ ten Fahrzeugs die entsprechende Bildnummer der Videoaufnahme speicherbar ist.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (7) ausgebildet ist, die Video­ daten zur Überprüfung der Wirksamkeit des Algorithmus zu verwenden.

9. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Detektoren (2, 3) induktive, elek­ tromagnetische und akustische Sensoren und/oder Gewichtssen­ soren und/oder optische Sensoren, wie Lichtschranken oder Videokameras oder Mikrowellensensoren verwendbar sind.