DE19904093A1 - Verfahren zur automatischen Erfassung von Parkplatzbelegungen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur automatischen Erfassung von Parkplatzbelegungen vorgeschlagen, DOLLAR A - bei dem zumindest die Zu- und Abfahrtsbereiche mindestens einer Zone der Parkkläche videoüberwacht werden, indem jeder Bewegungsvorgang eines Fahrzeugs in diesen Bereichen mit einer Bildsequenz aufgezeichnet wird, DOLLAR A - bei dem die Bewegungsrichtung jedes erfaßten Fahrzeugs durch Auswertung der entsprechenden Bildsequenz ermittelt wird und DOLLAR A - bei dem aus den Bewegungsrichtungen aller erfaßten Fahrzeuge der aktuelle Belegungszustand des Parkplatzes ermittelt wird.

Description

Stand der Technik

Das automatische Erfassen des Belegungszustandes eines Parkplatzes oder ei­ ner Parkzone im Freien erfolgt in der Praxis häufig mit Hilfe von mechanischen Schranken in Verbindung mit Lichtschranken, die in den Zu- und Abfahrtsberei­ chen des Parkplatzes angeordnet sind. Auf ein entsprechendes Signal hin öffnet sich die mechanische Schranke für die Durchfahrt eines Fahrzeugs. Mit Hilfe der zusätzlichen Lichtschranke wird sichergestellt, daß genau ein Fahrzeug den Zu- bzw. Abfahrtsbereich passiert. Auf dieses Weise läßt sich einfach feststellen, wann und wie viele Fahrzeuge auf den Parkplatz auffahren bzw. den Parkplatz wieder verlassen. In einer anderen aus der Praxis bekannten Variante sind im Bo­ den der Zu- und Abfahrtsbereiche eines Parkplatzes Induktionsschleifen verlegt, mit denen sich ein- und ausfahrende Fahrzeuge ebenfalls detektieren lassen. An­ hand dieser Informationen wird dann der jeweils aktuelle Belegungszustand des Parkplatzes ermittelt.

Beide voranstehend geschilderten Varianten zur automatischen Erfassung des Belegungszustandes eines Parkplatzes bzw. einer Parkfläche erfordern bauliche Maßnahmen, nämlich die Installation und Wartung einer mechanischen Schranke und gegebenenfalls einer Lichtschranke bzw. einer Induktionsschleife im Boden. Zu dem damit verbundenen Aufwand kommen in der Praxis häufig noch Repara­ turaufwendungen bedingt durch Vandalismusschäden.

Mit der vorliegenden Erfindung soll nun ein Verfahren zur automatischen Erfas­ sung von Parkplatzbelegungen zur Verfügung gestellt werden, das sich insbeson­ dere auch für Parkplätze im Freien eignet und keinerlei besonderer baulicher Maßnahmen bedarf.

Vorteile der Erfindung

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zumindest die Zu- und Abfahrtsbereiche mindestens einer Zone der Parkfläche videoüberwacht, indem jeder Bewegungsvorgang eines Fahrzeugs in diesen Bereichen mit einer Bildse­ quenz aufgezeichnet wird. Danach wird die Bewegungsrichtung jedes so erfaßten Fahrzeugs durch Auswertung der entsprechenden Bildsequenz ermittelt und aus den Bewegungsrichtungen aller erfaßten Fahrzeuge der aktuelle Belegungszu­ stand des Parkplatzes ermittelt.

Eine Videoüberwachung, wie sie voranstehend beschrieben ist, läßt sich einfach mit Hilfe mindestens einer Videokamera realisieren, die beispielsweise an einem bereits vorhandenen Laternenpfahl oder Mast installiert ist, so daß sie einen Zu- und/oder Abfahrtsbereich des Parkplatzes aufzeichnen kann. Da der Standort der Videokamera relativ variabel ist, kann bei der Installation in der Regel die vorhan­ dene Infrastruktur ausgenutzt werden, so daß keine besonderen baulichen Maß­ nahmen erforderlich sind, selbst wenn die Videokamera außerhalb des Zugriffs von Parkplatzbenutzern und Passanten angeordnet wird, um etwaigen Vandalis­ musschäden vorzubeugen. Aufgrund des relativ geringen Installations- und War­ tungsaufwandes kann das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Überwachung von dezentralen Parkplätzen in peripheren Lagen eingesetzt werden. Die Fest­ stellung der Bewegungsrichtung der erfaßten Fahrzeuge durch Auswertung der aufgezeichneten Bildsequenzen ist relativ fehlerunanfällig auch bei Störeinflüsse, wie Umweltveränderungen, Baumbewegungen und Personenverkehr. Bei der Er­ mittlung des aktuellen Belegungszustandes kann das erfindungsgemäße Verfah­ ren auf bekannte Auswertealgorithmen zurückgreifen. Insgesamt stellt es so eine kostengünstige Möglichkeit zur automatischen Erfassung von Parkplatzbelegun­ gen dar.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus jeder Bildsequenz ein das betreffende Fahrzeug wiedergebendes Einzelbild aus­ gewählt und zusammen mit Informationen über die Bewegungsrichtung des Fahr­ zeugs und/oder den Zeitpunkt der Bildaufzeichnung abgespeichert. Diese Einzel­ bildarchivierung mit Bewegungsrichtung und Zeitpunkt dient in erster Linie der Do­ kumentation, so daß sich die Zu- und Abgänge im Bestand der geparkten Fahr­ zeuge auch noch nachträglich einfach und zuverlässig überprüfen lassen. In die­ sem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn sich die einzelnen Fahr­ zeuge anhand der abgespeicherten Einzelbilder identifizieren lassen. Es wird da­ her vorgeschlagen, aus jeder Bildsequenz dasjenige Einzelbild auszuwählen, des­ sen Bildgrenzen die Kontur des betreffenden Fahrzeugs optimal umranden (Prin­ zip: "optimal object fit"), und zwar so, daß beispielsweise das Nummernschild des Fahrzeugs gut erkennbar ist. Die Identifikation eines Fahrzeugs kann nun entwe­ der durch Ansicht des entsprechenden Einzelbildes erfolgen oder auch automa­ tisch mit Hilfe von geeigneten Mustererkennungsalgorithmen, die auf die Bildin­ formation des abgespeicherten Einzelbildes angewandt werden. Insgesamt läßt sich auf diese Weise also dokumentieren, wann und insbesondere wie lange sich ein bestimmtes Fahrzeug auf dem überwachten Parkplatz befunden hat. Diese Informationen können beispielsweise zur Aufklärung von Autodiebstählen beitra­ gen oder auch die Grundlage für eine automatische Parkgebührenerhebung bil­ den.

In einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wer­ den nicht nur die Zu- und Abfahrtsbereiche des Parkplatzes videoüberwacht son­ dern die gesamte Parkfläche, um den Belegungszustand in einer Gesamtübersicht zu erfassen. Die jeweils aktuelle Gesamtübersicht des Parkplatzareals kann dann beispielsweise per Internet abgerufen werden, so daß ein potentieller Benutzer schon vor Reiseantritt Informationen über den Belegungsgrad des Parkplatzes erhält. Außerdem können - bei regelmäßiger Abspeicherung - die Gesamtüber­ sichten des Parkplatzes zur Aufklärung von Diebstählen und Vandalismus heran­ gezogen werden.

Zur Realisierung einer derartigen ganzheitlichen Videoüberwachung von großen Parkplätzen kann es von Vorteil sein, die Parkfläche in detektionsempfindliche Zonen entsprechend der Stellplatzverteilung einzuteilen und für jede dieser Zonen eine gesonderte Videoüberwachung vorzusehen. In diesem Falle kann die aktuelle Belegungssituation durch Erfassen der Fahrzeugbewegungen in und aus den de­ tektionsempflindlichen Zonen ermittelt werden.

Wie bereits erwähnt, werden die Fahrzeugbewegungen vorteilhafterweise mit Hilfe mindestens einer Videokamera aufgezeichnet. Die Anzahl der erforderlichen Vi­ deokameras richtet sich in erster Linier danach, ob lediglich die Zu- und Abfahrts­ bereiche oder die gesamte Parkfläche videoüberwacht werden sollen und natürlich nach der Anzahl der Zu- und Abfahrtsbereiche und der Größe der zu überwa­ chenden Parkfläche. Zur automatischen Auswertung der einzelnen, jeweils einen Bewegungsvorgang eines Fahrzeugs wiedergebenden Bildsequenzen werden Mittel zur Bildanalyse verwendet, die vorzugsweise jeweils einer Videokamera zu­ geordnet sind, nämlich beispielsweise ein intelligenter Videosensor. Der aktuelle Belegungszustand des Parkplatzes wird dann mit Hilfe einer zentralen Auswerte­ einheit bestimmt, der die ermittelten Bewegungsrichtungen aller erfaßten Fahr­ zeuge zugeleitet werden.

Die für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen Videokameras sind, wie bereits erwähnt - im Bereich der zu überwachenden Parkfläche angeordnet. Als vorteilhaft erweist es sich dabei, jeder Videokamera eigene Mittel zur Bildanalyse und gegebenenfalls auch einen Coder für die Übertragung der ermittelten Bewe­ gungsrichtungsdaten räumlich zuzuordnen und die zentrale Auswerteeinheit ge­ gebenenfalls in Verbindung mit einem Decoder für die übertragenen Daten abge­ setzt von den Videokameras und den Mitteln zur Bildanalyse zu betreiben. In die­ sem Falle muß ein Datenkanal zur Übertragung der ermittelten Bewegungsrich­ tungsdaten an die Auswerteeinheit vorgesehen sein. Dabei kann es sich um eine Wählleitung, vorzugsweise eine ISDN-Leitung, oder auch ein lokales Netz han­ deln.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Anhand der einzigen Figur, die in schematischer Darstellung den Aufbau einer Anlage zeigt, mit der das erfindungsgemäße Verfahren zur automatischen Erfas­ sung von Parkplatzbelegungen durchgeführt werden kann, werden nachfolgend verschiedene Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens näher beschrieben.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zur automatischen Erfassung von Parkplatzbelegungen werden zumindest die Zu- und Abfahrtsbereiche minde­ stens einer Zone der Parkfläche videoüberwacht. Dazu ist mindestens eine Video­ kamera 1 vorgesehen, die in der Umgebung des zu überwachenden Bereichs an­ geordnet ist. Die Videokamera 1 muß so positioniert werden, daß sie von jedem Bewegungsvorgang eines Fahrzeugs in dem überwachten Bereich eine Bildse­ quenz aufzeichnen kann. Sollen mehrere Zu- und Abfahrtsbereiche oder auch mehrere Zonen einer Parkfläche insgesamt videoüberwacht werden, so sind dafür dementsprechend auch mehrere in geeigneten Positionen angeordnete Videoka­ meras erforderlich.

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird dann anhand der aufge­ zeichneten Bildsequenzen die Bewegungsrichtung jedes erfaßten Fahrzeugs er­ mittelt. Die Auswertung der einzelnen Bildsequenzen erfolgt hier mit Hilfe eines intelligenten Videosensors 2, der in dem in der einzigen Figur dargestellten Aus­ führungsbeispiel Mittel zur Bildanalyse 3 und einen Coder 4 umfaßt.

Erfindungsgemäß wird der aktuelle Belegungszustand des Parkplatzes dann an­ hand der Bewegungsrichtungen aller erfaßten Fahrzeuge ermittelt. Dazu ist in dem in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiel eine Auswerteeinheit 5 in Form eines PC's vorgesehen, der abgesetzt von der Videokamera 1 und dem intelligenten Videosensor 2 betrieben wird, also nicht in der Umgebung des zu überwachenden Bereichs angeordnet sein muß. Dem entsprechend findet eine Datenübertragung zwischen dem intelligenten Videosensor 2 und dem PC 5 statt, wozu dem PC 5 ein Decoder 6 vorgeschaltet ist. Der Decoder 6 und der PC 5 bil­ den die Empfangsstation, die über einen Datenkanal 7 mit dem intelligenten Vi­ deosensor 2 verbunden ist. Die Informationsübertragung über den Datenkanal 7 erfolgt vorteilhafterweise über eine Wählleitung. Diese Variante stellt eine preis­ werte Übertragungsstrecke dar und ist mit relativ niedrigen Installationskosten verbunden. Außerdem ermöglicht sie eine Mehrfachnutzung des Datenkanals.

Die Überwachung einer Parkplatzzu- bzw. abfahrt mit Hilfe eines Videosensors ermöglicht nicht nur die Bildaufzeichnung und -übertragung der Fahrzeugbewe­ gungen, sondern auch deren statistische Auswertung. Durch eine exakt funktionie­ rende objektorientierte Fahrzeugerfassung lassen sich die Anzahl der Fahrzeug­ bewegungen und deren Richtungen bestimmen, was einer Erfassung der Fahr­ zeugzu- und abgänge in dem überwachten Bereich gleich kommt. Die Bestim­ mung des aktuellen Belegungszustands erfolgt durch ein übergeordnetes System bzw. eine übergeordnete Auswerteeinheit, an die die ermittelten Bewegungsrich­ tungen aller erfaßten Fahrzeuge weitergeleitet werden. Neben der voranstehend erwähnten Wählleitung kommen dafür auch Übertragungswege in Form von loka­ len Netzen oder ISDN-Übertragung in Frage.

Das voranstehend beschriebene System eignet sich besonders zur Überwachung von dezentralen Parkplätzen in peripheren Lagen. Es kann zur Überwachung von Parkplätzen beliebiger Größe verwendet werden und insbesondere auch zur Über­ wachung von Parkplätzen mit mehreren Ein- und Ausfahrten. Die Anordnung der Videokameras ist vergleichsweise variabel, so lange sich auswertbare Bildse­ quenzen aufzeichnen lassen. Deshalb können in der Regel bereits vorhandene Laternenpfähle oder Masten für die Montage der Videokameras verwendet wer­ den. Zusätzliche Infrastrukturmaßnahmen sind in der Regel nicht erforderlich. Ins­ gesamt ist das voranstehend beschriebene System robust gegen Störeinflüsse, wie Umweltveränderungen, Baumbewegungen und auch Personenverkehr.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus jeder aufgezeichneten Bildsequenz ein Einzelbild ausgewählt, das das betreffende Fahrzeug besonders gut wiedergibt bzw. Identifikationsmerkmale dieses Fahr­ zeugs, wie z. B. das Nummernschild. Dieses Einzelbild wird dann zusammen mit Informationen über die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs und gegebenenfalls auch dem Zeitpunkt der Bildaufzeichnung abgespeichert. Das Abspeichern der Einzelbilder und vorgenannten Zusatzinformationen erfolgt in der Regel durch die Auswerteeinheit - im in der einzigen Figur dargestellten Ausführungsbeispiel durch den PC 5. Diese Einzelbildarchivierung stellt eine speicherplatzsparende Dokumentation der Einzelfahrzeuge zusammen mit der Bewegungsrichtung und dem Zeitpunkt dar. Die Zu- und Abgänge im überwachten Bereich lassen sich auf diese Weise einfach sowohl live als auch nachträglich überprüfen.

Die Auswahl eines Videobildes für die Einzelbildarchivierung erfolgt vorteilhafter­ weise nach dem Verfahren des "optimal fit". Mit Hilfe der Videokamera 1 wird ein bestimmter Bewegungsvorgang z. B. mit 40 Bildern aufgezeichnet. Der Videosen­ sor 2 wählt dasjenige Einzelbild für Archivierungszwecke aus, das die Fahrzeug­ kontur optimal mit den Bildgrenzen umrandet. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß das Fahrzeug gegebenenfalls mit Fahrer und Nummernschild gut erkennbar und identifizierbar ist. Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn die voranstehend beschriebene Überwachung nicht nur zur Erfassung von Park­ platzbelegungen dienen soll, sondern beispielsweise auch als Maßnahme zum Schutz gegen Diebstahl und Vandalismus. Dazu könnten die Einzelbilder aller Fahrzeuge, die auf den Parkplatz fahren und diesen wieder verlassen eine be­ stimmte Zeitdauer gespeichert werden. Die Speicherung der Bilder könnte bei­ spielsweise nur in bestimmten Zeitabschnitten erfolgen. Daraus ließen sich zu­ sätzliche Fahndungsdaten im Falle von Vandalismus oder Diebstahl ableiten. Die voranstehend beschriebene Parkplatzüberwachung könnte aber auch im Rahmen einer automatischen Parkgebührenerhebung genutzt werden. Dazu könnten die abgespeicherten Einzelbilder mit Mitteln der automatischen Mustererkennung ausgewertet werden und auf diese Weise die erfaßten Fahrzeuge identifiziert wer­ den. Zusammen mit der Bewegungsrichtung und der Uhrzeit ließe sich so eine zeitabhängige Gebührenerhebung für die Nutzung der Parkfläche realisieren.

Wie bereits erwähnt, kann mit dem voranstehend beschriebenen System auch eine Gesamtübersicht der Parkfläche erfaßt werden. Ist nicht nur eine differentielle Betrachtung der Parkplatzbelegungen erforderlich, sondern eine Betrachtung im Gesamtüberblick, so sollte der Videosensor mit einer an exponierter Position be­ findlichen Kamera betrieben werden. Je nach Detektionsempflindlichkeit des Vi­ deosensors ist dabei eine Überwachung von bis zu 600 Stellplätzen möglich. Bei größeren Parkplätzen ist es zweckmäßig, die Parkfläche in detektionsempflindli­ che Zonen entsprechend der Stellplatzverteilung einzuteilen. Die Stellplatzstatistik und somit auch die Anzahl der freien Stellplätze kann dann anhand der Fahrzeug­ bewegungen in oder aus diesen Zonen analog dem voranstehenden Verfahren ermittelt werden.

Insgesamt kann also auch durch die Überwachung der Gesamtübersicht der Parkfläche mit Hilfe von Videokameras und Videosensoren die Parkplatzbelegung automatisch erfaßt werden. Die Gesamtübersicht der Parkfläche kann außerdem auch durch einen Beobachter, also nicht automatisch, ausgewertet werden.

Die Gesamtübersicht des Parkplatzareals läßt sich auch aus der Ferne betrach­ ten. So können die Bilder der Gesamtübersicht des Parkplatzareals für Abrufe bei­ spielsweise per Internet verfügbar gemacht werden. Daraus ergeben sich folgende Nutzungsmöglichkeiten:

• - Der Nutzer erhält vor Reiseantritt eine Information über den Belegungsgrad des Parkplatzes (z. B. P+R-Platz).
• - Die Bilder können für die manuelle Erfassung der Parkplatzbelegung durch Zentralen herangezogen werden.
• - Eine Überwachungsfunktion wird durch regelmäßiges Abspeichern der Video­ bilder, z. B. alle 5 Minuten, erreicht.
• - Der Nutzer kann sich während einer Reise weltweit per Internet ein Bild über sein abgestelltes Auto machen.
• - Ein Diebstahlschutz durch Bewegungsdetektion während bestimmter Zeiten, z. B. in der Nacht, wird möglich.
• - Die gleichzeitige Ansicht mehrerer Parkflächen ermöglicht einen Vergleich der Parkplatzbelegung.
• - Der Kunde kann eine stellplatzorientierte Bewachung seines Autos über einen festen Zeitraum veranlassen.

Claims (8)

1. Verfahren zur automatischen Erfassung von Parkplatzbelegungen,

• - bei dem zumindest die Zu- und Abfahrtsbereiche mindestens einer Zone der Parkfläche videoüberwacht werden, indem jeder Bewegungsvorgang eines Fahrzeugs in diesen Bereichen mit einer Bildsequenz aufgezeichnet wird,
• - bei dem die Bewegungsrichtung jedes erfaßten Fahrzeugs durch Auswertung der entsprechenden Bildsequenz ermittelt wird und
• - bei dem aus den Bewegungsrichtungen aller erfaßten Fahrzeuge der aktuelle Belegungszustand des Parkplatzes ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus jeder Bild­ sequenz ein das betreffende Fahrzeug wiedergebendes Einzelbild ausgewählt wird und zusammen mit Informationen über die Bewegungsrichtung des Fahr­ zeugs und/oder den Zeitpunkt der Bildaufzeichnung abgespeichert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus jeder Bild­ sequenz dasjenige Einzelbild ausgewählt wird, dessen Bildgrenzen die Kontur des betreffenden Fahrzeugs optimal umranden (optimal fit).

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildinformationen des ausgewählten und abgespeicherten Einzelbildes zur Identifikation des betreffenden Fahrzeugs ausgewertet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Parkfläche videoüberwacht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugbewegungen mit Hilfe mindestens einer Videokamera (1) aufge­ zeichnet werden, daß die jeweilige Bewegungsrichtung der erfaßten Fahrzeuge mit Mitteln zur Bildanalyse (3) ermittelt wird und daß die Auswertung der Bewe­ gungsrichtungen aller erfaßten Fahrzeuge mit Hilfe einer Auswerteeinheit (5) er­ folgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Videoka­ mera (1) und die Mittel zur Bildanalyse (3) im Bereich der Parkfläche angeordnet sind und daß die Auswerteeinheit (5) über einen Datenkanal (7) mit den Mitteln zur Bildanalyse (3) verbunden ist und abgesetzt von diesen betrieben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenüber­ tragung über den Datenkanal (7) über eine Wählleitung, vorzugsweise eine ISDN- Leitung, oder ein lokales Netz erfolgt.