DE19919061A1 - Traffic monitoring device with polarization filters - Google Patents
Traffic monitoring device with polarization filtersInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verkehrsüberwachungseinrichtung, welche Mittel zum Ausleuchten eines Zielobjektes und Bilderfassungsmittel aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erfassen von Zielobjekten mit einer Verkehrsüberwachungseinrichtung, welche Mittel zum Ausleuchten des Zielobjektes und Bilderfassungsmittel aufweist.The invention relates to a traffic monitoring device, which means for Illuminating a target object and image capturing means. Furthermore, the Invention a method for capturing target objects with a Traffic monitoring device, which means for illuminating the target object and Has image capturing means.
Verkehrsüberwachungseinrichtungen werden dazu eingesetzt, Verkehrsübertretungen zu kontrollieren. Solche Verkehrsübertretungen sind z. B. Geschwindigkeitsüberschreitungen oder Überfahren von Kreuzungen trotz roter Ampel. Dabei wird durch einen Sensor die jeweilige Verkehrsübertretung erfaßt. Dieser Sensor löst mit seinem Signal den Auslöser einer Fotokamera und anschließend ein Blitzgerät aus. Mit dem Blitzgerät wird der Bereich ausgeleuchtet, der fotografiert werden soll. Fotografiert wird in der Regel entweder die Front- oder Heckseite des Kraftfahrzeuges, da dort die Nummernschilder angeordnet sind. Es ist dabei bisher aus rechtlichen Gründen notwendig, nicht nur das Nummernschild, sondern auch das gesamte Fahrzeug bildlich zu erfassen, damit eine Strafverfolgung eingeleitet werden kann. Um das Nummernschild später auf der Fotografie identifizieren zu können, muß das Nummernschild trotzdem klar und deutlich erkennbar sein. Ein Kameraobjektiv wird daher auf den Bereich fokussiert, wo sich das Nummernschild zu einem Auslösezeitpunkt befinden soll.Traffic monitoring devices are used to detect traffic violations check. Such traffic violations are such. B. Speeding or crossing intersections despite the red light. A sensor detects the respective traffic violation recorded. This sensor triggers the trigger with its signal a photo camera and then a flash. With the flash unit Illuminated area to be photographed. It is usually photographed either the front or rear side of the motor vehicle, since there the number plates are arranged. So far, it has been necessary for legal reasons, not only that License plate, but also to image the entire vehicle so that a Law enforcement can be instituted. To the license plate later on the To be able to identify photography, the license plate must still be clear be recognizable. A camera lens is therefore focused on the area where that License plate should be at a trigger point.
Das Nummernschild ist mit einem hoch reflektierenden Material beschichtet, um es besonders gut erkennen zu können. Damit auch das Fahrzeug erkennbar wird, muß ein ausreichend starker Blitz installiert sein, der das Fahrzeug so ausleuchtet, daß neben dem Nummernschild auch die Front- oder Heckseite des Fahrzeugs später auf dem Bild zu erkennen ist. Leider wird dadurch bei der Aufnahme durch die erforderliche und relativ hohe Lichtintensität das Nummernschild durch die gut reflektierende Beschichtung auf dem Bild häufig nicht mehr erkennbar. Das von dem Nummernschild zurückgestrahlte Licht weist eine derartige Intensität auf, daß die Zeichen oft nicht mehr eindeutig zu erkennen sind. Eine "Überstrahlung" des Zeichens macht die Identifizierung häufig unmöglich. Zwar ist das Fahrzeug gut identifizierbar, jedoch das Nummernschild nicht.The license plate is coated with a highly reflective material around it to be able to recognize particularly well. So that the vehicle can also be recognized, a sufficiently strong flash should be installed, which illuminates the vehicle so that next to the License plate also the front or rear of the vehicle later in the picture is recognizable. Unfortunately this will make the recording necessary and relative high light intensity on the license plate due to the well reflective coating often no longer recognizable in the picture. The one reflected off the license plate Light is so intense that the signs are often no longer clearly defined are recognizable. Identification is often overexposed to the sign impossible. The vehicle is clearly identifiable, but the license plate is not.
Weiterhin wird nicht nur das von der Beschichtung reflektierte Licht aufgenommen, sondern auch Licht von allen anderen Lichtquellen. Straßenlaternen, beleuchtete Fenster oder Autobeleuchtungen etc. beeinflussen die Qualität der Bilder. Der Kontrast und die Schärfe auf dem Fotofilm wird durch die "Überstrahlung" und Fremdlichtquellen verschwommen, so daß die aufgenommenen Fotos teilweise nur unbrauchbar zur Verfügung stehen. Dies hat zur Folge, daß die Nummernschilder nicht eindeutig erkennbar sind.Furthermore, not only is the light reflected by the coating absorbed, but also light from all other light sources. Street lights, illuminated windows or car lights etc. affect the quality of the images. The contrast and the Sharpness on the photo film is due to the "overexposure" and extraneous light sources blurred, so that the photos taken are sometimes unusable To be available. As a result, the number plates are not unique are recognizable.
Für die weitere Bildverarbeitung wird häufig ein Scanner eingesetzt, um das Bild mit einer Datenverarbeitungsanlage zu verarbeiten. Der Scanner tastet dazu das Bild ab und speichert es in digitaler Form in der Datenverarbeitungsanlage. Ein Schrifterkennungsprogramm ermittelt aus dem digitalen Bild die Zeichen des Nummernschildes, die dann zur Verfolgung des Verkehrssünders weiter verwendet werden können. For further image processing, a scanner is often used to scan the image to process a data processing system. The scanner scans the image and stores it in digital form in the data processing system. On Font recognition program determines the characters of the from the digital image License plate, which is then used to track down the traffic offender can be.
Bei solchen Verkehrsüberwachungseinrichtungen macht es sich nachteilig bemerkbar, wenn eine Überstrahlung und Störlicht eine exakte Nummernschilderkennung verhindern. Diese Überstrahlung und das Störlicht wirken sich nämlich negativ auf Bild und Bildbearbeitung aus. Die Nummernschilder sind in den Bildern aufgrund der Überstrahlung und des Störlichtes nicht eindeutigen erkennbar. Wenn aber ein Nummernschild nicht eindeutig identifiziert werden kann, so kann eine Verfolgung des Verkehrssünders auch aus rechtlichen Gründen nicht erfolgen.With such traffic monitoring devices, it is disadvantageously noticeable that if overexposure and stray light an exact number plate recognition prevent. This overexposure and the stray light have a negative effect on the image and image editing. The number plates are in the pictures due to the Overexposure and the stray light not clearly recognizable. But if one License plate cannot be clearly identified, so tracking the Traffic offenders also do not take place for legal reasons.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Verkehrsüberwachungseinrichtung zu schaffen, bei der das Nummernschild scharf und deutlich auf dem Bild mit der Kamera zu erfassen ist, wobei die Überstrahlungs- und Störlichtquellenprobleme, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, weitestgehend eliminiert werden.The object of the invention is therefore to provide a traffic monitoring device, where the license plate is sharp and clear on the picture with the camera is, the overexposure and stray light source problems, as from the prior art Technology are known to be largely eliminated.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Verkehrsüberwachungseinrichtung der eingangs genannten Art, Mittel zum Polarisieren des Lichtes, welches das Zielobjekt ausleuchtet, und Mittel zum Polarisieren des vom Zielobjekt reflektierten Lichtes aufweist. Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem das Licht zum Ausleuchten mit einer definierten Polarisationsebene erzeugt wird und von der Bilderfassungseinrichtung nur Licht mit dieser entsprechenden Polarisationsebene erfaßt wird.According to the invention the object is achieved in that a Traffic monitoring device of the type mentioned, means for polarizing of light that illuminates the target and means for polarizing that of the Has target object reflected light. Furthermore, the task is marked by a Process of the type mentioned solved in which the light to illuminate with a defined plane of polarization is generated and by the image capture device only light with this corresponding polarization plane is detected.
Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß durch die Polarisation des Lichtes eine Überstrahlung des Bildes vermieden wird. Weiterhin werden störende Lichteinflüsse anderer Lichtquellen bei der Nummernschilderfassung weitestgehend als Nebeneffekt unterdrückt. Bei Polarisationsfiltern gelangt nur Licht mit einer bestimmten Polarisationsrichtung durch das Filter. Auf diesem bekannten physikalischen Phänomen baut das Prinzip der erfindungsgemäßen Verkehrsüberwachungseinrichtung auf. Es wird nämlich nur polarisiertes Licht mit einer vorgegebenen Polarisationsebene verarbeitet. The invention is based on the surprising finding that through polarization overexposure of the image is avoided. Continue to be distracting Light influences from other light sources when registering license plates as far as possible Suppressed side effect. With polarization filters only light with a certain one arrives Direction of polarization through the filter. On this known physical phenomenon builds up the principle of the traffic monitoring device according to the invention. It will namely only processed polarized light with a predetermined polarization plane.
Eine Lichtquelle erzeugt dazu zunächst polarisiertes Licht. Polarisiertes Licht erhält man z. B., indem ein Polarisationsfilter vor eine herkömmliche Lichtquelle gesetzt wird. Herkömmliche Lichtquellen erzeugen Licht mit willkürlichen und verschiedenen Polarisationsebenen, aus denen mittels Polarisationsfilter eine bevorzugte Polarisationsebene herausgefiltert wird. Bei vorliegender Einrichtung eignet sich als herkömmliche Lichtquelle insbesondere ein Blitzlichtgerät. Andere bekannte Lichtquellen, wie LASER oder andere Verfahren, beispielsweise über Reflexion mit einem "Brewsterwinkel" zur Erzeugung von polarisiertem Licht, sind für die erfindungsgemäße Einrichtung ebenfalls verwendbar.For this purpose, a light source first generates polarized light. You get polarized light e.g. B. by placing a polarization filter in front of a conventional light source. Conventional light sources produce light with arbitrary and different ones Polarization planes from which a preferred polarization filter Polarization plane is filtered out. In the present facility is suitable as conventional light source, in particular a flash device. Other known ones Light sources, such as LASER or other processes, for example using reflection a "Brewster angle" for the generation of polarized light, are for the device according to the invention can also be used.
Das vom Zielobjekt reflektierte Licht weist nun die gleiche Polarisationsebene wie das einstrahlende Licht auf. Mit einem entsprechend angeordneten Polarisationsfilter vor einer Kamera wird nur das reflektierte Licht aufgenommen, welches über die gleiche Polarisationsebene verfügt, wie das einfallende polarisierte Licht. Auf diese Art und Weise wird eine Überstrahlung des Nummernschildbereiches verhindert. Weiterhin wird damit erreicht, daß im wesentlichen nur das einfallende Blitzlicht und nicht Licht von Störquellen aufgenommen wird.The light reflected from the target object now has the same polarization plane as that incident light. With an appropriately arranged polarization filter a camera only the reflected light is recorded, which over the same Plane of polarization, like the incident polarized light. This way and Overexposure to the license plate area is prevented. Will continue thus achieved that essentially only the incident flash light and not light from Sources of interference is recorded.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus dem Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments result from the subject of Subclaims.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.An embodiment of the invention is described below with reference to FIG associated drawings explained in more detail.
Fig. 1 zeigt skizzenhaft ein Einsatzgebiet einer erfindungsgemäßen Verkehrsüberwachungseinrichtung. Fig. 1 shows a sketch of an application of a traffic monitoring device according to the invention.
Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße Verkehrsüberwachungseinrichtung in dreidimensionaler Darstellung. Fig. 2 shows a traffic monitoring device according to the invention in three-dimensional representation.
Fig. 3 zeigt beispielhaft, wie eine Überstrahlung mit einer erfindungsgemäßen Verkehrsüberwachungseinrichtung vermieden wird. Fig. 3 shows an example of how a glare is avoided with an inventive traffic-monitoring equipment.
Fig. 4 deutet an, wie sich ein Überstrahlen auf ein Bild auswirken kann. Fig. 4 indicates how overexposure can affect an image.
Fig. 5 zeigt beispielhaft ein Bild, bei dem eine Überstrahlung mit einer erfindungsgemäßen Verkehrsüberwachungseinrichtung eliminiert wurde. Fig. 5 shows an example of an image in which a flare was eliminated with an inventive traffic monitoring means.
In Fig. 1 ist mit 10 eine erfindungsgemäße Verkehrsüberwachungseinrichtung bezeichnet, die beispielhaft an einer geeigneten Stelle einer Straßenkreuzung 12 aufgestellt ist. An der Straßenkreuzung 12 ist weiterhin eine Ampel 14 zur Regelung des Verkehrs postiert. Ein Fahrzeug 16 hat bei Rot die Ampel 14 überfahren. Kontakte 18 werden bei Rotschaltung der Ampel 14 aktiviert. Die Verkehrsüberwachungseinrichtung 10 löst im aktivierten Zustand zunächst eine Kamera 28 und dann ein Blitzlicht mit einer Blitzlampe 20 aus. Vor der Blitzlampe 20 ist ein erster Polarisationsfilter 22 montiert, so daß nur Licht mit einer definierten Polarisationsrichtung das Fahrzeug 16 mit dem Nummernschild 24 des Verkehrssünders erreicht. Von dem Fahrzeug 16 wird im wesentlichen nur Blitzlicht der Blitzlampe 20, also polarisiertes Licht, reflektiert. Dieses polarisierte Blitzlicht wird nun über einen zweiten Polarisationsfilter 30, der vor einer Optik 26 der Kamera 28 angeordnet ist, herausgefiltert. Die Polarisationsfilter 22 und 30 sind so ausgerichtet, daß sie beide nur eine bestimmte Polarisationsebene des Lichtes durchlassen. Durch die Verwendung von polarisiertem Licht zur Ausleuchtung des Fahrzeugs 16 wird die Lichtintensität reduziert.In FIG. 1, 10 denotes a traffic monitoring device according to the invention, which is set up, for example, at a suitable point of an intersection 12 . At the intersection 12 there is also a traffic light 14 for regulating traffic. A vehicle 16 has passed the traffic light 14 when red. Contacts 18 are activated when the traffic light 14 turns red. In the activated state, the traffic monitoring device 10 first triggers a camera 28 and then a flash light with a flash lamp 20 . A first polarization filter 22 is mounted in front of the flash lamp 20 , so that only light with a defined polarization direction reaches the vehicle 16 with the number plate 24 of the traffic offender. Essentially, only flash of the flash lamp 20 , ie polarized light, is reflected by the vehicle 16 . This polarized flash light is now filtered out via a second polarization filter 30 , which is arranged in front of an optic 26 of the camera 28 . The polarization filters 22 and 30 are aligned so that they both only allow a certain plane of polarization of the light to pass through. The use of polarized light to illuminate the vehicle 16 reduces the light intensity.
Quasi als Nebeneffekt werden auch sämtliche in der Umgebung herrschenden störenden Lichtquellen durch die Auswahl einer Polarisatonsrichtung weitestgehend unterdrückt. As a side effect, all the disturbing ones in the area become Light sources largely suppressed by selecting a polarization direction.
Eine in dreidimensionaler Ansicht dargestellte Verkehrsüberwachungseinrichtung 10 wird in Fig. 2 dargestellt. Die Verkehrsüberwachungseinrichtung 10 ist in einem Gehäuse 32 angeordnet, welches auf einem Fuß 34 montiert ist. In dem Gehäuse 32 ist die Kamera 28 vorgesehen, die durch gestrichelte Linien angedeutet wird. Die Kamera 28 hat eine Filmbühne 36. Aus einem Filmmagazin 38 wird ein Film 40 über die Filmbühne 36 auf eine Filmrolle 42 gezogen. Vor der Kamera 28 ist ein Objektiv 44 zum Fokussieren vorgesehen. Grundsätzlich funktioniert eine solche Kamera 28 wie herkömmliche, handelsübliche Kameras, weshalb auf eine nähere Beschreibung verzichtet wird. Es sind aber auch Film-, Video- und Digitalkameras für den Einsatz in einer erfindungsgemäßen Verkehrsüberwachungseinrichtung denkbar.A traffic monitoring device 10 shown in a three-dimensional view is shown in FIG. 2. The traffic monitoring device 10 is arranged in a housing 32 which is mounted on a foot 34 . The camera 28 is provided in the housing 32 and is indicated by dashed lines. The camera 28 has a film stage 36 . A film 40 is drawn from a film magazine 38 over the film stage 36 onto a film roll 42 . A lens 44 for focusing is provided in front of the camera 28 . In principle, such a camera 28 functions like conventional, commercially available cameras, which is why a more detailed description is dispensed with. However, film, video and digital cameras are also conceivable for use in a traffic monitoring device according to the invention.
Das Objektiv 44 ist in eine erste Öffnung 46 des Gehäuses 32 verschraubt. Vor dem Objektiv 44 befindet sich der zweite Polarisationsfilter 30. In einer zweiten Öffnung ist die Blitzlampe 20 montiert. Vor der Blitzlampe 20 ist der erste Polarisationsfilter 22 angeordnet. Beide Polarisationsfilter 22 und 30 sind bezüglich ihrer Polarisationsebenen gleich ausgerichtet.The lens 44 is screwed into a first opening 46 of the housing 32 . The second polarization filter 30 is located in front of the objective 44 . The flash lamp 20 is mounted in a second opening. The first polarization filter 22 is arranged in front of the flash lamp 20 . Both polarization filters 22 and 30 are aligned with respect to their polarization planes.
In Fig. 3 wird in Form einer Prinzipskizze beispielhaft gezeigt, wie eine Überstrahlung für die Aufnahme mit der Verkehrsüberwachungseinrichtung 10 verhindert wird. Das durch den Polarisationsfilter 22 polarisierte Blitzlicht der der Blitzlampe 20 trifft auf die Heck- oder Frontseite des Fahrzeugs 16. Dabei wird sowohl das Fahrzeug 16 als auch das Nummernschild 24 ausgeleuchtet. Gestrichelten Linien 50, 52 repräsentieren die Ausleuchtung des Fahrzeugs 16 mit polarisiertem Licht. Linie 54 stellt entsprechend die Ausleuchtung des Nummernschildes dar. Analog repräsentieren Linien 56, 58 und 60 die vom Fahrzeug 16 und Nummernschild 24 reflektierten Lichtstrahlen. Die reflektierten Lichtstrahlen 56, 58 und 60 fallen u. a. in die Optik 26 der Verkehrsüberwachungseinrichtung 10, vor der der Polarisationsfilter 30 angeordnet ist. Von dort aus gelangen sie auf den Film 36 der Kamera 28, die in dem Gehäuse 32 der Verkehrsüberwachungseinrichtung angeordnet ist. In FIG. 3, in the form of a schematic diagram, it is shown, by way of example, how overexposure for recording with the traffic monitoring device 10 is prevented. The flash light polarized by the polarization filter 22 of the flash lamp 20 strikes the rear or front of the vehicle 16 . Both the vehicle 16 and the license plate 24 are illuminated. Dashed lines 50 , 52 represent the illumination of the vehicle 16 with polarized light. Line 54 accordingly represents the illumination of the license plate. Analogously, lines 56 , 58 and 60 represent the light rays reflected by the vehicle 16 and license plate 24 . The reflected light beams 56 , 58 and 60 fall, inter alia, into the optics 26 of the traffic monitoring device 10 , in front of which the polarization filter 30 is arranged. From there, they arrive at the film 36 of the camera 28 , which is arranged in the housing 32 of the traffic monitoring device.
Damit wird erreicht, daß in überraschender Weise die Überstrahlung des aufgenommenen Bildes oder Films vermieden wird. Die Schärfe bzw. der Kontrast wird erheblich bei der Bilderfassung verbessert.The result is that, surprisingly, the overexposure of the recorded Image or film is avoided. The sharpness or the contrast becomes significant with the Image capture improved.
Fig. 4 zeigt als Prinzipskizze das Bild eines Nummernschildes von einem Fahrzeug, wie es zur Auswertung zur Verfügung steht, wenn das Bild überstrahlt aufgenommen wird. Die wirklichen Konturen der Zeichen des Nummernschildes sind als durchgehende Linien eingezeichnet. Durch die Überstrahlung wird der Kontrast der Zeichen verschwommen. Der Übergang der Zeichen zum Hintergrund verläuft schließlich derart, daß sogar die Zeichen ineinander übergehen, wodurch die Zeichen des Nummernschildes nicht mehr eindeutig erkennbar sind. Fig. 4 shows a schematic diagram of the image of a license plate of a vehicle, as it is available for evaluation if the image is taken overexposed. The real contours of the signs on the license plate are drawn as continuous lines. The contrast of the characters becomes blurred due to the overexposure. The transition of the characters to the background finally proceeds in such a way that even the characters merge into one another, as a result of which the characters on the license plate are no longer clearly recognizable.
Fig. 5 zeigt als Prinzipskizze das Bild eines Nummernschildes von einem Fahrzeug, wie es zur Verfügung steht, wenn aufgrund einer Anordnung von Polarisationsfiltern 22, 30 eine Überstrahlung des Bildes vermieden bzw. unterdrückt wird. Die Konturen der einzelnen Zeichen lassen sich deutlicher erkennen. Die Auswertung auch durch elektronischen Bildverarbeitung zur Weiterverarbeitung läßt sich von solchen Nummernschildern erheblich einfacher gestalten. Fig. 5 shows a schematic diagram of the image of a license plate of a vehicle as it is available, when it is avoided due to an array of polarizing filters 22, 30 an over-radiation of the image or suppressed. The contours of the individual characters can be seen more clearly. The evaluation also by electronic image processing for further processing can be made considerably easier by such number plates.
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| 8131 | Rejection |