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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung der
Anzahl einen Durchgang durchquerender Personen, umfassend eine Sensorzeile
aus einer Mehrzahl von quer zu einer Durchtrittsrichtung im Bereich
des Durchgangs aufgereihten Abstandssensoren, welche mit einer Auswerteeinrichtung
verbunden sind, zu welcher von den Abstandssensoren erfasste Messwerte
in regelmäßigen oder unregelmäßigen
zeitlichen Abständen gleichzeitig übertragen werden.
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Eine
derartige Vorrichtung ist bereits aus der
DE 697 31 797 T2 vorbekannt,
welche eine Zählvorrichtung für Passanten betrifft.
Eine derartige Vorrichtung weist im Bereich eines Durchgangs eine
Sensorzeile auf, welche aus verschiedenen Sensoren besteht, welche
jeweils einen streifenförmigen Bereich des Durchgangs überblicken.
Gleichzeitig sind hierbei rechts und links des Durchgangs ebenfalls entsprechende
Sensoren angeordnet, welche zusätzliche Informationen aus
den unterschiedlichen Blickwinkeln sammeln. Aus der Zusammenstellung von
Signalen wird zunächst entschieden, ob es sich bei den
passierenden Körpern um menschliche Körper handelt,
dann deren Breite und Fortbewegungsrichtung gemes sen. Aus diesen
Daten werden einer Zählung zugrundeliegende Daten ermittelt,
welche schließlich von einer Auswerteeinrichtung bewertet werden.
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Ferner
ist aus der deutschen Patentanmeldung
DE 100 34 976 A1 eine Strahlungssensoranordnung
bekannt, welche insbesondere aus Infrarotsensoren besteht. Hierbei
wird beim Durchqueren des Sichtbereichs zweier Sensoren ein Verlaufssignal
gebildet, welches dem zeitlichen Verlauf der von den Sensoren erfassten
Strahlung entspricht. Ergänzend hierzu wird eine zusätzliche
individualisierende Information gewonnen, so beispielsweise die
Haarfarbe der unterhalb des Sensors hindurchgehenden Personen, welche
mit einem hierfür besonders vorgesehenen Sensor gewonnen
wird.
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Derartige
Systeme zum Zählen von Passanten sind an verschiedenen
Stellen von Bedeutung, so um beispielsweise zu erfassen, inwieweit
ein Stadion belegt ist, oder wie viele Personen sich in einem öffentlichen
Verkehrsmittel aufhalten. Hierbei besteht stets das Problem, eine
automatische und dennoch zuverlässige Zählung
der Personen auch dann zu gewährleisten, wenn die Bewegung
nicht völlig zielgerichtet ist, sondern eher zögerlich
in Bewegungsrichtung abläuft. Gleichzeitig besteht regelmäßig
die Bestrebung, eine derartige Vorrichtung mit möglichst einfachen
Mitteln zu realisieren, so dass diese kostengünstig hergestellt
und insbesondere auch im Eingangsbereich von öffentlichen
Nahverkehrsmitteln eingesetzt werden können, so dass mit
einem eingeschränkten Platzbedarf gearbeitet werden muss.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
zur Ermittlung der Anzahl einen Durchgang durchquerender Personen
zu schaffen, welche mit einfa chen und kostengünstigen Mitteln
eine zuverlässige Zählung durchführen
kann.
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Dies
gelingt durch eine Vorrichtung zur Ermittlung der Anzahl einen Durchgang
durchquerender Personen gemäß den Merkmalen des
Hauptanspruchs. Weitere sinnvolle Ausgestaltungen dieser Vorrichtung
können den Unteransprüchen entnommen werden.
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Erfindungsgemäß ist
hierzu vorgesehen, dass im Bereich eines Durchgangs quer zu einer Durchtrittsrichtung
zumindest eine Sensorzeile aus Abstandssensoren angeordnet ist,
welche den Abstand zu einer gegenüberliegenden Fläche
kontinuierlich oder in regelmäßigen oder unregelmäßigen zeitlichen
Abständen erfassen. Hierzu generiert jeder einzelne Sensor
der Sensorzeile zu einem Abfragezeitpunkt einen Messwert, welcher
einer Auswerteeinrichtung derart zugeführt wird, dass dieser
für einen diskreten Zeitpunkt die Messwerte der gesamten Sensorzeile
zur Verfügung steht. Jeder einzelne Messwert wird farblich
kodiert und von der Auwerteeinrichtung gemeinsam mit allen anderen
Messwerten der Sensorzeile zu einer farbigen Bildzeile zusammengefügt.
Dies wird beim nächsten Messzeitpunkt wiederholt, so dass
sich über die Zeit ein Endlosbild aus jeweils einen Zeitpunkt
darstellenden Bildzeilen zusammensetzt. Bei genügend kurzen Messabständen
ergibt sich hierdurch auch bei einem schnellen Durchtritt einer
Person ein relativ hochauflösendes Bild, welches im Bereich
der jeweiligen durchtretenden Person ein Maximum der Höhe
beziehungsweise ein Minimum des Abstandes ergibt. Das Endlosbild
wird schließlich einer Bilderkennungsvorrichtung zugeführt,
welche mit an sich herkömmlichen Bilderkennungsmitteln
die Höhenmaxima in dem Endlosbild identifiziert und für
jedes aufgefundene Höhenmaximum ein Zählsignal
generiert. Ein derartiges Zählsignal kann einerseits den
Durchtritt durch den jeweiligen Durchgang zählen, kann aber
auch durch ein Vorzeichen gerichtet sein, so dass bei einer entsprechenden
Erweiterung der Anordnung ein Hoch- oder ein Herunterzählen
mit einem derartigen Zähler möglich ist.
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Es
ist hierbei darauf hinzuweisen, dass es nicht erforderlich ist,
dass die Sensorzeile eine bestimmte Form aufweist, eine derartige
Sensorzeile kann sowohl gerade als auch gebogen sein, die Sensoren
können auch in unregelmäßigen räumlichen Abständen
zueinander angeordnet sein.
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Idealerweise
wird eine Sensorzeile verwendet, die oberhalb des Durchgangs in
einer geraden oder gebogenen Anordnung vorgesehen ist, nachdem die
unter den Sensoren hindurchgehenden Personen ein räumlich
begrenztes und einigermaßen konstant zur Bewegungsrichtung
bewegtes Maximum im Kopfbereich verursachen. Auch eine seitliche
Betrachtung des Durchgangs durch eine Sensorzeile ist möglich;
hierbei ist jedoch die Ermittlung der Maxima komplizierter, weil
hierbei beispielsweise eine Betrachtung der in der Gehbewegung möglicherweise
schwingenden Arme berücksichtigt werden muss, welche von
der Bilderfassungsvorrichtung nur mit einigem zusätzlichen
Aufwand ausgewertet werden kann. Insoweit stellt es die bevorzugte
Ausführungsform dar, eine Sensorzeile im Deckenbereich
oberhalb eines Durchgangs oder beispielsweise in dem Querbalken
eines Türrahmens vorzusehen.
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Bevorzugtermaßen
handelt es sich bei den Abstandssensoren um telezentrische Sensoren,
welche parallel zueinander ausgerichtet sind. Derartige telezentrische
Abstandssensoren besitzen die Eigenschaft, dass die Sichtstrahlen
parallel zueinander angeordnet sind, sich also im Unendlichen schneiden. Dies
hat den Vorteil, dass die Sensoren sich nicht gegenseitig stören
können, so dass auf diese Weise ein möglichst
unverfälschtes Abstandsbild gewonnen werden kann.
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In
konkreter Ausgestaltung besteht ein derartiger Abstandssensor aus
einem Emitter und einem Rezeptor, wobei der Emitter ein beliebiges,
vorzugsweise allerdings ein Infrarotsignal, ausstrahlt, welches
entweder von der gegenüberliegenden Fläche oder
von der unterhalb bzw. vor dem Sensor den Sichtbereich des Sensors
durchschreitenden Person reflektiert wird. Abhängig von
der Höhe, von welcher aus das Signal reflektiert wird, ändert
sich der Auftreffpunkt des reflektierten Signals auf dem Rezeptor, welcher
hierzu bevorzugtermaßen als flächige pin-Diode
ausgestaltet ist. Abhängig von dem Auftreffpunkt des reflektierten
Signals auf dem Rezeptor wird mittels Triangulation die Höhe
bestimmt, in welcher die Reflexion stattgefunden haben muss, so dass
hierdurch auf den Höhenwert zurückgeschlossen
werden kann. Ein derartiger Sensor ist unter dem Namen PSD (position
sensitive device) bekannt.
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Um
die Funktionalität der beschriebenen Vorrichtung zu verbessern,
kann der ersten Sensorzeile eine in Durchgangsrichtung versetzte
zweite Sensorzeile zugeordnet sein, mit deren Messwerten ein zweites
Endlosbild erstellt wird. Grundsätzlich handelt es sich
hierbei um eine Verdopplung des bisherigen Aufbaus, wobei abschließend
die beiden erstellten Endlosbilder von einer Auswerteeinrichtung zusätzlich
verglichen werden, was beispielsweise mithilfe der Autokorrelationsfunktion
erfolgen kann. Durch die Verset zung der ersten Sensorzeile gegenüber
der zweiten Sensorzeile wird eine durch den Durchgang hindurchschreitende
Person zuerst den einen Sensor und dann den anderen Sensor passieren.
Es entsteht hierbei ein zeitlich versetzt auftretendes Maximum in
den beiden Endlosbildern, wobei durch die Information, auf welchem
Endlosbild das Maximum zuerst auftritt, die Information abgeleitet werden
kann, in welcher Richtung die jeweilige Person den Durchgang durchquert.
Abhängig von dieser Richtung kann, wie bereits vorstehend
erläutert, der Zähler hinauf- oder herabgesetzt
werden, also ein Betreten oder ein Verlassen registriert werden.
Darüber hinaus ist es möglich, aufgrund der Korrelation der
beiden Endlosbilder auf die Bewegungsgeschwindigkeit der Person
Rückschlüsse zu ziehen, und die Geschwindigkeit
beim Auswerten des Maximums zu berücksichtigen. Bei einem
besonders schnellen Durchtreten des Durchgangs wird nämlich ein
eher kleines Maximum entstehen, während bei einem betont
langsamen Durchtreten ein besonders großes Maximum entstehen
wird, nachdem es sich nicht um eine Fotografie handelt, sondern
vielmehr um ein sukzessive aufgebautes Sensorbild.
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Neben
der Verwendung von Infrarot-Sensoren ist auch prinzipiell jede andere
Möglichkeit der Messung beispielsweise mit Ultraschall,
Lichtschranken usw. möglich, wobei gegebenenfalls Anpassungen
erforderlich sind. So sollte beispielsweise bei einer Ultraschallmessung
kein exakt gleichzeitiges Arbeiten der einzelnen Sensoren bewirkt
werden, sondern vielmehr eine gepulste Messung durchgeführt werden,
in der die einzelnen Sensoren nacheinander arbeiten. Hierdurch wird
vermieden, dass diese stärker streuende Messmethode zu
Beeinflussungen der benachbarten Sensoren führt.
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Die
vorstehend beschriebene Erfindung wird im Folgenden anhand eines
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es
zeigen
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1 einen
Durchgang mit einer Sensorzeile in einer Frontalansicht mit Blick
in Durchgangsrichtung,
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2 eine
schematische Darstellung der Arbeitsweise der PSD-Sensoren,
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3 eine
schematische Darstellung einer Messwert-Momentaufnahme einer Sensorzeile,
und
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4 zwei
einer Auswerteeinrichtung zugeführte Endlosbilder in einem
beliebigen Zeitausschnitt.
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1 zeigt
einen Durchgang 1, welcher von einer Person 5 durchschritten
wird. Oberhalb des Durchgangs 1 ist eine Sensorzeile 3 angeordnet,
deren Sensoren auf die Bodenfläche 2 ausgerichtet sind.
Bei den Sensoren handelt es sich um telezentrische Sensoren, welche
derart parallel zueinander angeordnet sind, dass der Signalverlauf 6 der
einzelnen Sensoren ebenfalls parallel ist und somit eine gegenseitige
Störung der Sensoren vermieden wird. Es handelt sich bei
den einzelnen Sensoren um Abstandssensoren 4, welche den
Abstand zur Bodenfläche 2 messen und das Messergebnis
einer Auswerteeinrichtung zuführen.
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2 zeigt
die prinzipielle Funktionsweise eines derartigen Abstandssensors 4,
welche aus einem Emitter 7 und einem Rezeptor 8 besteht.
Der Emitter 7 emittiert Infrarotlicht in Form eines dem
Signalverlauf 6 folgenden Lichtstrahls, welcher bei einem
leeren Durchgang 1 vom Bodenniveau 9 reflektiert
und auf den Rezeptor 8 zurückgeworfen wird. In der
Darstellung der 2 sind die Winkel und Längen
lediglich zur Veranschaulichung übertrieben dargestellt.
Bei einer Reflexion des vom Emitter 7 ausgesandten Lichtstrahls
vom Bodenniveau 9 wird der reflektierte Lichtstrahl auf
dem Rezeptor 8 äußerst rechts eintreffen
und dort ein definiertes Messsignal erzeugen. Wird der vom Emitter 7 ausgesandte
Lichtstrahl jedoch bereits in einer größeren Höhe,
beispielsweise auf einem Kopfniveau 10 reflektiert, so wird
der reflektierte Lichtstrahl an einer anderen Stelle des Rezeptors 8 auftreffen,
und dort einen anderen Messwert auslösen, wobei mithilfe
der Triangulation auf die Höhe des Kopfniveaus 10 gegenüber
dem Bodenniveau 9 zurückgeschlossen werden kann.
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3 zeigt
eine Messwert-Momentaufnahme der aus mehreren Abstandssensoren 4 bestehenden
Sensorzeile 3, deren einzelne Messwerte zu jedem Messzeitpunkt
farblich codiert und zu einem Bildpunkt umgewandelt werden. Die
so entstehenden Bildpunkte werden für jeden einzelnen Abstandssensor 4 der
Sensorzeile 3 in eine Bildzeile 12 eingeordnet,
wobei in der Darstellung der 3 eine größere
Höhe eine dunkleren Farbcodierung bewirkt. In der 3 ist
insoweit der in 1 dargestellte Moment erkennbar,
in dem eine Person unterhalb der vier mittleren Sensoren hindurchgeht,
wobei die beiden mittleren Abstandsensoren 4 den größten
Höhenwert wahrnehmen, während die rechts und links von
diesen beiden mittleren Sensoren benachbarten Sensoren gering fügig
geringere Höhen messen. Die codierten Messwerte 11 werden
in der Bildzeile 12 in der Reihenfolge der Abstandssensoren 4 innerhalb der
Sensorzeile 3 zusammengesetzt.
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4 zeigt
zwei Endlosbilder 13 und 14, wobei das erste Endlosbild 13 von
einer ersten Sensorzeile, das zweite Endlosbild 14 von
einer zweiten Sensorzeile aufgenommen wurde, welche in Durchgangsrichtung
hintereinander im Durchgang 1 platziert wurden. Entlang
der Zeitachse 16 wurden bei beiden Sensorzeilen Messungen
durchgeführt, wobei die entstehenden Bildzeilen 12 aneinander
angehängt wurden. In der 4 kann hierdurch
erkannt werden, dass ein Höhenmaximum 15 zunächst
bei der zweiten Sensorzeile festgestellt, und erst im weiteren Verlauf
die erste Sensorzeile passiert wurde. Hieraus kann die Bewegungsrichtung
dahingehend abgeleitet werden, dass diese von der zweiten in Richtung
der ersten Sensorzeile erfolgt, also je nach Konfiguration entweder
in Eingangsrichtung oder Ausgangsrichtung. Die in der 4 dargestellten Endlosbilder 13 und 14 werden
von der Auswerteeinrichtung einer Bilderkennungseinrichtung zugeführt, welche
mithilfe bekannter Bildauswertungsmethoden die Höhenmaxima 15 erkennen
und mittels der Autorkorrelationsfunktion die beiden Endlosbilder 13 und 14 miteinander
vergleichen. Hieraus wird die Bildauswerteeinrichtung sowohl die
Durchgangsrichtung als auch die Bewegungsgeschwindigkeit ableiten
und für jedes in beiden Endlosbildern 13, 14 erkannte
Höhenmaximum 15 den Personenzähler um
eins herauf beziehungsweise herunter setzen. Der Personenzähler
erlaubt insoweit einen Rückschluss auf die Anzahl der in
die eine oder andere Richtung hindurchgegangenen Personen bzw. die
sich innerhalb eines überwachten Raumbereichs aufhaltenden
Personen.
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Vorstehend
beschrieben ist somit eine Vorrichtung zur Ermittlung der Anzahl
einen Durchgang durchquerender Personen, bei welcher wenigstens eine
Sensorzeile aus Abstandssensoren im Bereich eines Durchgangs vorgesehen
ist, deren Messwerte farblich codiert zu Bildzeilen und diese Bildzeile
zu Endlosbildern zusammengesetzt werden. Diese Endlosbilder werden
dann einer Bildauswerteeinrichtung zugeführt, welche darin
auftretende Höhenmaxima erkennt und für jedes
erkannte Höhemaximum einen Zähler, bedarfsweise
in Durchgangsrichtung, verändert.
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- 1
- Durchgang
- 2
- Bodenfläche
- 3
- Sensorzeile
- 4
- Abstandssensor
- 5
- Person
- 6
- Signalverlauf
- 7
- Emitter
- 8
- Rezeptor
- 9
- Bodenniveau
- 10
- Kopfniveau
- 11
- Codierter
Messwert
- 12
- Bildzeile
- 13
- erstes
Endlosbild
- 14
- zweites
Endlosbild
- 15
- Höhenmaximum
- 16
- Zeitachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 69731797
T2 [0002]
- - DE 10034976 A1 [0003]