DE60034555T2

DE60034555T2 - System zur objekterkennung und -verfolgung

Info

Publication number: DE60034555T2
Application number: DE60034555T
Authority: DE
Inventors: Peter Geoffrey Rose Park COHEN
Original assignee: Beonic Corp Pty Ltd
Current assignee: Beonic Corp Pty Ltd
Priority date: 1999-02-01
Filing date: 2000-02-01
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: EP1157355B1; EP1157355A4; NO20013726D0; HK1042152A1; WO2000046743A1; BR0007899A; ATE360858T1; ZA200106386B; NZ513232A; RU2251739C2; IL144588A0; JP2002536646A; AUPP839199A0; TR200102222T2; IL144588A; CA2361486A1; EP1157355A1; NO20013726L; KR20010113663A; DE60034555D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Objekterkennungs- und -verfolgungssystem.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Systeme zum Zählen von Objekten wie Menschen, die einen Gang beispielsweise in einem Shopping-Center entlang gehen, wurden bereits vorgeschlagen, doch eignen sich solche Systeme nicht zur Erkennung oder Unterscheidung von bestimmten oder verschiedenen Arten von Objekten und ihrer Position und zur Verfolgung solcher Objekte über die Zeit.
Die veröffentlichte Internationale Patentanmeldung Nr. WO 98/08208 offenbart ein System zur Überwachung des Verkehrsflusses, insbesondere des Fußgängerverkehrs, durch einen Bereich mit einer einzigen Überkopf-Videokamera.
Die US-PS 5,809,161 offenbart ein System zur Überwachung des Fortkommens von Fahrzeugen auf Fahrbahnen. Dieses System sieht mehrere Kameras an verschiedenen Stellen vor, die durch Fernmeldeleitungen derart miteinander verbunden sind, dass sie einen Austausch von gesammelten Informationen (einschließlich Fahrzeugidentifikationsinformationen, Datum, Zeit und Ort, an dem ein Bild gemacht wurde) gestatten.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Objekterkennungs- und -verfolgungssystems.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist ein Objekterkennungs- und -verfolgungssystem mit mehreren Detektoranordnungen, wobei die oder jede Detektoranordnung einen ersten Detektortyp und einen zweiten Detektortyp aufweist, der erste Detektortyp zum Nachweis der Anwesenheit eines Objekts in einem von mehreren Überwachungsräumen und zur Bestimmung der Position des Objekts angepasst ist, der zweite Detektortyp zur Verwendung der bestimmten Objektposition zur Identifizierung oder Erkennung des Objekts oder zur Zählung oder zur Aufzeichnung der Anwesenheit des Objekts angepasst ist, wenn dieses von einem ausgewählten Typ ist, und mit Mitteln zum Verfolgen des bestimmten Objekts im Überwachungsraum, wobei das Objekterkennungs- und -verfolgungssystem Mittel zur Kommunikation zwischen benachbarten Detektoranordnungen zur Übergabe der Verfolgung eines bestimmten Objekts von einem Überwachungsraum zu einem benachbarten Überwachungsraum aufweist, wobei der eine Überwachungsraum dem anderen Überwachungsraum Informationen darüber liefert, dass ein Objekt an einer bestimmten Stelle eintritt.
Durch diese Kommunikationsmittel kann das System sich bewegende Objekte eines bestimmten Typs innerhalb eines viel größeren Bereichs als in einem Raum mit einem einzigen Detektor verfolgen. Das könnte beispielsweise dann von Nutzen sein, wenn der Bedarf besteht, Objekte überall in einem Shopping-Center sowie in einzelnen Überwachungsräumen wie einem Ausstellungsbereich zu verfolgen.
Die Anwesenheit eines Objekts wie durch den ersten Detektor bestimmt kann durch eine Veränderung der Kontrastgrenzen oder durch eine Veränderung des Musters oder durch eine Bewegung und somit zum Nachweis von sich innerhalb des Überwachungsraums bewegenden Objekten festgestellt werden.
Die Detektoren können zur Verwendung eines Teils des elektromagnetischen Spektrums, ausgewählt aus Radar, Mikrowelle, Hochfrequenz, Infrarot, Mikrowelle, Millimeterwelle, Licht oder einem anderen Teil des elektromagnetischen Spektrums, oder zur Verwendung eines Sonar- oder irgendeines anderen Detektionssystems geeignet sein.
Der erste und der zweite Detektortyp können vom selben Typ oder von unterschiedlichen Typen sein. So kann der erste Detektortyp ein Videosystem mit niedriger Auflösung und der zweite Detektortyp ein Hochfrequenzüberwachungssystem sein.
Sind der erste Detektor und der zweite Detektor tatsächlich gleiche Detektoren, kann der zweite Detektor mit einer höheren Auflösung als der erste Detektor arbeiten oder von einem bestimmten Identifikationstyp sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der erste Detektortyp vom Typ Insektenauge sein. Das heißt, ein Detektor, der Kontrastveränderungen zwischen benachbarten Pixels in einem Verkaufsraum feststellen kann und nicht die Gegenstände absolut identifiziert. In einer solchen Ausführungsform der Erfindung kann der zweite Detektortyp ein Digitalsignalprozessor-Detektor wie ein digitaler Videodetektor sein. Dann liegt die Funktion des ersten Detektortyps darin, einen bestimmten interessierenden Bereich innerhalb eines Überwachungsraums zu identifizieren, und der Digitalsignalprozessor-Detektor braucht dann nur das Objekt zu identifizieren, indem er den bestimmten Bereich des Raums betrachtet und nicht ein komplettes Videobild des Überwachungsraums verarbeitet. Dadurch wird erheblich weniger Verarbeitungsenergie benötigt, und es kann eine bessere Leistung erzielt werden.
Der erste und der zweite Detektor könnten eine einzige Vorrichtung sein, wobei der zweite Detektor als zweite Stufe des Prozesses fungiert.
Somit können in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung der erste und der zweite Detektortyp durch einen einzigen Videodetektor gebildet sind, dessen Beobachtungsbild auf zwei verschiedene Arten verarbeitet wird. Auf eine erste Art kann das Beobachtungsbild digitalisiert und in aufeinanderfolgenden Speicherplätzen abgespeichert werden, und dann können sequenzielle Bilder gescannt werden, um Veränderungen des digitalisierten Bilds über aufeinanderfolgende Rahmen nachzuweisen, die eine sich bewegende Kontrastgrenze anzeigen würden. Dadurch wird ein sich bewegendes Objekt im Überwachungsraum definiert, und dasselbe digitale Bild kann dann in diesem speziellen Bereich des Überwachungsraums vom zweiten Detektortyp analysiert werden. Der zweite Detektortyp könnte die nachfolgenden oder vorhergehenden Rahmen verwenden, um die Erkennung oder das Ergebnis in Bezug auf das interessierende Objekt zu verbessern.
Wenn der Erkennungsprozess keine vorherbestimmten oder künstlich erlernten Zuverlässigkeitsschwellenwerte erreicht, dann könnten weiters gespeicherte oder heruntergeladene Algorithmen in einem interaktiven Prozess so lange verwendet werden, bis bessere Ergebnisse erzielt werden.
Während der erste Detektortyp zur Identifikation eines interessierenden Objekts verwendet wird, wird der zweite Detektortyp für Erkennungszwecke eingesetzt. Jedes Objekt besitzt eine Anzahl von Merkmalen wie Masse, Höhe, Form, Kontrast, Helligkeit, Farbe, Muster, Geschwindigkeit, Wärme, Reflektivität, Signatur und viele andere. Jedes Merkmal eignet sich nicht unbedingt für sich allein als Merkmal zur Verwendung für die Erkennung eines Objekts an sich, und manche Merkmale sind leichter zu identifizieren als andere. Ein bevorzugter Teil der vorliegenden Erfindung ist die Analyse der am einfachsten erkennbaren Merkmale als erstes, dann verbessert das System durch die rechtzeitige Verwendung anderer Merkmale und aufeinanderfolgender Rahmen in jedem Schritt des iterativen Analyseprozesses die Wahrscheinlichkeit der Erkennung eines Objekts mit höherer Genauigkeit. Die Bestimmung, welche Merkmale zuerst analysiert werden und die Reihenfolge, in welcher sie analysiert werden, ist ein sehr bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das System mit einer künstlichen Intelligenz konstruiert sein, um diese Entscheidungen ohne Eingriff von außen zu treffen. Dabei bestimmt das System, welche Merkmale zuerst analysiert würden. Mit fortschreitender Dauer kann das System neue Merkmale oder eine neue Abfolge von Merkmalen, die ein interessierendes Objekt besser identifizieren können, festlegen und sich somit selbst verbessern. Dabei werden selbstverbesserte Verfahren oder Algorithmen in einer bestehenden, speichereigenen Bibliothek für künftige Bezugnahme gespeichert. Das System würde eine künstliche Intelligenzanalyse verwenden, um unter Einsatz einer Wahrscheinlichkeitsanalyse zu entscheiden, welcher Algorithmus sich aufgrund seines Erfolgs und der Erkennungsgeschwindigkeit besser eignet.
Im Allgemeinen offenbart die Erfindung daher ein System, das sich in eine Anzahl von Stufen unterteilen lässt. Die erste Stufe des Prozesses enthält eine Objektdetektionsmaschine zur Erfassung und Ladung der digitalisierten Bildsequenzen von der Hardware in einem entsprechenden digitalen Format für die Objekterkennungsmaschine. Der erste Detektortyp kann die Begrenzung eines Objekts, wie es über aufeinanderfolgende Rahmen ermittelt wurde, identifizieren, wenn sich das Objekt durch den Überwachungsraum bewegt. Der zweite Detektortyp, der eine zweite Stufe des Systems bilden könnte, wäre eine Objekterkennungsmaschine, die erstens zur Umwandlung bestimmter Merkmale in nützliche mathematische Bilder oder Algorithmen verwendet würde und zweitens zur Erbringung und Aufzeichnung von Resultaten über die Zeit eingesetzt werden kann, um bestimmte Merkmale der betreffenden Objekte zu analysieren. Die Merkmale, die analysiert werden, können unter anderem ein oder mehr Elemente wie Masse, Höhe, Form, Farbe, Muster, Kontrast, Textur, Wärme, Reflektivität, Häufigkeit, Geschwindigkeit, Signalstrahlung, Signatur etc. umfassen. jedem Merkmal des detektierten Objekts wird eine Wahrscheinlichkeitschance eingeräumt, ein interessierendes Objekt zu sein. Um höhere Genauigkeitsgrade zu erhalten, können aufeinanderfolgende digitalisierte Bilder unter Verwendung von gespeicherten Verfahren, gespeicherten Bibliotheken, Analysealgorithmen und einem iterativen Analyseprozess, der die Beobachtung mehrerer Merkmale von mehreren Objekten in Echtzeit besorgen kann, über die Zeit analysiert werden.
Jede Analyseiteration erhöht (oder senkt gegebenenfalls) die Chance, dass ein detektiertes Objekt ein interessierendes Objekt ist. Erreicht das Wahrscheinlichkeitsniveau ein vorherbestimmtes Akzeptanz- oder Schwellenwertniveau, wird das Objekt als interessierendes Objekt erkannt. Zur Verbesserung der Wahrscheinlichkeitsanalyse können weitere Arten des zweiten Detektortyps innerhalb eines einzigen Überwachungsraums aufgenommen werden, um verschiedene Merkmale eines interessierenden Objekts zu beobachten, damit die Erkennungswahrscheinlichkeit eines Objekts verbessert wird.
Zusätzliche Detektorentypen können an verschiedenen Stellen unter verschiedenen Blickwinkeln, aber zur Beobachtung ein- und desselben Überwachungsraums positioniert sein, um die Chance zu erhöhen, Objekte zu differenzieren, Objekte in einem dreidimensionalen Raum anzuordnen oder zu positionieren, oder ein Objekt zu lokalisieren, das andernfalls bei Verwendung nur eines einzigen Detektortyps verdeckt wäre.
Der zweite Detektortyp kann zum Abfragen einer dem Objekt zugeordneten abfragbaren Einrichtung angepasst sein. In einer solchen Ausführungsform kann der erste Detektor so ausgebildet sein, dass er ein sich innerhalb eines Überwachungsraums bewegendes Objekts beobach tet, und dann ist die Abfrageeinrichtung des zweiten Detektors eingerichtet, einen HF-Signarur-Chip wie einen Smartcard-Chip oder einen Transponder abzufragen, um eine positive Identifikation des Objekts und seiner Durchquerung des Überwachungsraums zu liefern.
Die Detektoranordnung ist zur Kommunikation mit benachbarten Detektoranordnungen in einem Raum mit mehreren Detektoren angeordnet, um Informationen weiterzuleiten oder zu empfangen, die sie empfangen bzw. gelernt hat. Diese Übertragung von Informationen könnte über ein geschlossenes Netz wie ein Intranet oder über ein offenes Netz wie das Internet erfolgen. Entscheidungen oder Informationen würden an aufeinanderfolgende Detektoren oder andere Dritteinrichtungen geleitet, die solche Informationen benötigen, um programmierte Aktionen nach Bedarf zu aktivieren. Die Detektoren können Entscheidungen fällen, Instruktionen erteilen oder andere Arten von Tätigkeiten ohne menschlichen Eingriffinitiieren.
Eine dritte Stufe des Systems kann von der Nachführmaschine ausgeführt werden. Nach Erkennen eines interessierenden Objekts kann die Nachführmaschine Aufgaben wie Gitterinitialisierung, 2D- oder 3D Abbildung, Markierungszuordnung, Markierungsnachführung und Markierungsübergabe in aufeinanderfolgenden Überwachungsräumen durchführen. Dies beansprucht wesentlich weniger Verarbeitungsenergie als die Objekterkennungsmaschine, da sich das identifizierte und markierte Objekt durch einen Überwachungsraum in einen anderen bewegt. Erscheint ein Objekt in einem nachfolgenden Überwachungsraum, das, weil durch ein anderes Objekt verdeckt, zuvor nicht detektiert wurde, dann kann der Prozess durch alle möglichen aufgezeichneten Bildrahmen zurückverfolgt und können die Aufzeichnungen entsprechend justiert werden. Das ganze System wird anhand dieser neuen Informationen aktualisiert. Das bedeutet eine wesentliche Steigerung der Genauigkeit des Systems. Ab diesem Zeitpunkt kann das Objekt so lange verfolgt werden, bis es sämtliche Überwachungsräume verlässt. Nach Erkennen des Typs des zu verfolgenden Objekts wird in der Folge die Position jedes interessierenden Objekts im Wesentlichen auf ein Universalgitter über die Zeit abgebildet. Da die zum Nachführen erforderliche Verarbeitungsenergie in aufeinanderfolgenden Überwachungsräumen wesentlich reduziert ist, können mehrere Objekte mit einem hohen Grad an Genauigkeit und Verlässlichkeit verfolgt werden.
Es ist zu bemerken, dass Objekte, die sich im Überwachungsraum nicht bewegen, wie Möbelstücke oder andere feststehende Objekte, vom ersten Detektortyp nicht beobachtet werden, der nur sich bewegende Kontrastgrenzen oder Veränderungen, beispielsweise zwischen benachbarten Rahmen eines Videobilds, sieht, und daher auch nicht vom zweiten Detektor verfolgt oder beobachtet werden. Dadurch wird erhebliche Verarbeitungsenergie eingespart.
Es ist zu erkennen, dass bei Vorsehen der Detektoranordnung in der Decke eines Gebäudes im wesentlichen nach unten gerichtet in einem Gang beispielsweise ein Objekt, wenn es sich direkt unterhalb des Detektors befindet, ein bestimmtes Profil hat, aber wenn sich das Objekt durch den Überwachungsraum bewegt, das beobachtete Profil von einer fixen Detektoranordnung je nach Beobachtungswinkel variieren wird, und daher kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Verarbeitungsvorrichtung zur Identifizierung eines sich bewegenden Objekts im Überwachungsraum Mittel zur Berücksichtigung des Winkels des Objekts von der Detektoranordnung oder der Bewegung von Objekten außerhalb der Mitte im Raum enthalten.
Das Objekterkennungs- und -verfolgungssystem kann seine oder manche Detektoranordnungen auf einer Seite des jeweiligen Überwachungsraums wie z.B. an einer eine Grenze eines Überwachungsraums definierenden Wand oder in einer Ecke eines Überwachungsraums angeordnet haben.
Das erfindungsgemäße Objekterkennungs- und -verfolgungssystem kann zur Zählung von Menschen in Supermärkten od. dgl. oder für den sich entlang einer Straße fortbewegenden Verkehr, zur Sicherheitsüberwachung und für Überwachungsanwendungen sowie zur Bestimmung von menschlichen Präferenzen beim Durchgehen durch ein Geschäft oder einen Ausstellungsbereich oder auch zur Bestimmung der Anzahl von Menschen verwendet werden, die sich innerhalb eines dreidimensionalen Raums wie eines Saals oder eines Bereichs aufhalten.
Das erfindungsgemäße Objekterkennungs- und -verfolgungssystem kann zur Verfolgung von scheinbar willkürlichen Bewegungen zur Bestimmung von Mustern oder Trends über die Zeit verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Detektorsystem kann als Überwachungssystem mit einer menschlichen Schnittstelle verwendet werden, um ein lesbares Bild dessen zu erzeugen, was der Detektor wie eine Videokamera sieht.
Es sei bemerkt, dass die Detektoranordnung auf einer sich bewegenden Vorrichtung wie einem Kraftfahrzeug montiert sein kann und ihre Beobachtungen stationäre Objekte wie Straßenschilder oder Ampellichter betreffen. Sie kann zum Nachweis der Anwesenheit von Fußgängern verwendet werden.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die angeschlossenen Zeichnungen allgemein beschrieben, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen.
In den Zeichnungen zeigt:
1 einen Überwachungsraum mit einigen Objekten innerhalb des Überwachungsraums;
2 die Objekte und Bereiche, die vom ersten Detektortyp beobachtet werden;
3 den Detektorbereich und die vom zweiten Detektortyp durchgeführte Detektion;
4 einen vergrößerten Überwachungsraum mit mehreren Detektoranordnungen und sich durch den Überwachungsraum bewegenden Objekten;
5 eine realistischere Position von Objekten, die vom ersten Detektortyp in einem Überwachungsraum beobachtet werden;
6 die Objekte der 5, beobachtet vom zweiten Detektortyp;
7 eine schematische schaubildliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Erkennungs- und Verfolgungssystems;
8 eine schematische schaubildliche Darstellung eines Überwachungssystems gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 eine schematische schaubildliche Darstellung eines Überwachungssystems gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
10 eine schematische schaubildliche Darstellung eines Überwachungssystems gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
11 eine schematische schaubildliche Darstellung eines Überwachungssystems gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt eine schematische schaubildliche Darstellung eines Überwachungssystems gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Transpondersignatur-Identifikationssystems.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Bei näherer Betrachtung der Zeichnungen und der in den 1 bis 3 gezeigten Anordnungen ist zu sehen, dass sich eine Reihe von Objekten im Überwachungsraum 1 befindet. Ein erstes Objekt ist eine Person 2, die einen Einkaufswagen 3 schiebt, und weitere Objekte sind zwei Personen 4 und 5, die sich eng nebeneinander bewegen.
Wie aus 2 ersichtlich, sind die einzigen Teile der vom ersten Detektortyp 7 erfassten Objekte die Begrenzung 8 der Person 2, die Begrenzung 9 des Einkaufswagens 3 und die Begrenzungen 10 und 11 der Personen 4 und 5.
Die Information über diese Begrenzungen, die im Detail zu beobachtende Bereiche definieren, wird an den zweiten Detektortyp 15 gesendet, und das beobachtete Bild, z.B. ein digitalisiertes Videobild, wird nur in dem durch punktierte Linien gezeigten Bereich beobachtet. Der Bereich 1G wird zur Identifizierung des Objekts 2 beobachtet, der Bereich 17 wird zur Identifizierung des Einkaufswagens 3 beobachtet, da der Einkaufswagen aber kein zu zählendes Objekt ist, zieht die Verarbeitungsvorrichtung für das Nachführsystem den Einkaufswagen 3 ab und zählt ihn nicht. Die beiden Personen 4 und 5 werden durch Beobachtung der Bereiche 18 und 19 beobachtet und als zwei miteinander gehende Personen identifiziert.
Die vorliegende Erfindung zählt daher in diesem beobachteten Raum drei Personen; die sich innerhalb des Raums bewegen, und ignoriert das vierte Objekt, nämlich den Einkaufswagen.
In 4 sind sechs Überwachungsräume 20, 21, 22, 23, 24 und 25 zu sehen. Eine Person 28 betritt den Überwachungsraum 21, geht durch diesen Raum in den Überwachungsraum 23 und verlässt dann den Überwachungsraum 23 an der Ecke des Überwachungsraums 23 zum Überwachungsraum 25. Eine einen Einkaufswagen 30 schiebende Person 29 betritt den Überwachungsraum 20 und bewegt sich diagonal durch diesen in den Überwachungsraum 22 und dann in den Überwachungsraum 24.
Die Detektoranordnung 31 im Überwachungsraum 21 beobachtet die den Überwachungsraum betretende Person, markiert sie fiktiv und verfolgt sie über ihren Überwachungsraum, dann liefert sie eine Information an die Detektoranordnung 32 im Überwachungsraum 23, dass eine Person an einer bestimmten Stelle eintritt, und die Detektoranordnung 32 übernimmt die Verfolgung der markierten Person, bis diese den Überwachungsraum verlässt. Es wird die kontinuierliche Bewegung dieser Person beobachtet, so dass anhand eines Protokolls festgestellt werden kann, warum sich diese Person im Überwachungsraum 23 eventuell umgedreht hat und nicht geradewegs weiter gegangen ist. Durch die Beobachtung einer Anzahl von Menschen, die sich in den verschiedenen Überwachungsräumen fortbewegen, können bestimmte Trends beobachtet werden, die einen Hinweis darauf geben können, warum eine solche Aktion stattfindet. Die den Einkaufswagen 30 schiebende Person 29 hat sich jedoch in gerader Linie von einem Überwachungsraum zum nächsten bewegt. Die Übergabeanordnung ist jedoch so, dass die Person 28 nur einmal gezählt wird, auch wenn sie sich in zwei Überwachungsräumen aufgehalten hat, und die Person 29 wird nur einmal gezählt, auch wenn sie sich in drei Überwachungsräumen aufgehalten hat. Der Einkaufswagen 30 wird überhaupt nicht gezählt, weil die Detektorvorrichtungen nur zur Beobachtung von sich bewegenden Personen ausgelegt sind.
Klarerweise können es natürlich für anderen Detektoranordnungen sich bewegende Wägen oder Fahrzeuge sein, die zu beobachten sind, und Personen können ignoriert werden.
Die 5 und 6 zeigen eine realistischere Anordnung, wobei innerhalb eines Überwachungsraums 40 ein erster Typ von Detektoranordnung 41 ein unregelmäßig geformtes Objekt 42 und ein anderes unregelmäßig geformtes Objekt 43 beobachtet. Dies deswegen, weil sich die unter Beobachtung stehenden Objekte nicht direkt unterhalb der Detektoranordnung 41 aufhalten, und da nur in Bewegung befindliche Kontrastgrenzen beobachtet werden, wird in jedem Fall nur eine ziemlich unregelmäßige Kontrastgrenze definiert. Details dieser Objektbegrenzung werden an die zweite Anordnung 44 wie in 6 gezeigt übermittelt, und es wird nur ein beschränkter Bereich beobachtet, wobei festgestellt wird, dass es sich angesichts des Beobachtungswinkels beim sich bewegenden Objekt 42 tatsächlich um eine Person handelt und das Objekt 43 ein Einkaufswagen ist. Von ähnlich unregelmäßiger Gestalt sind die beiden Objekte 47 und 48 in 5, doch aufgrund ihres Winkels vom Detektor 41 werden sie als Personen 49 und 50 identifiziert.
Wie in 7 zu sehen, umfasst eine Detektoranordnung 60 einen ersten Detektortyp 61 und einen zweiten Detektortyp 62 zur Beobachtung eines Überwachungsraums 63. Ein der Detektoranordnung zugeordneter Primärsignalprozessor 64 empfängt die Signale vom ersten Detektortyp 61, verarbeitet sie und sendet Instruktionen, was im Raum zu beobachten ist, an den zweiten Detektortyp 62. Details zu den entsprechenden Beobachtungen werden an eine zentrale Stelle 65 übermittelt, die auch Informationen von benachbarten Detektoranordnungen auf Leitungen 66 und 67 empfängt und die Verfolgung von Objekten zwischen benachbarten Überwachungsräumen ermöglicht. Die entsprechenden Informationen wie Zählungen werden an eine weitere Detektoranordnung oder Vorrichtung im Netz oder an eine Zählvorrichtung 68 geliefert.
Gemäß 8 ist eine Detektoranordnung 70 auf einer Seite eines Überwachungsraums angeordnet, und sie hat eine Ausleuchtzone 71 umfassend einen Überwachungsraum mit vier Sektoren 72, 73, 74 und 75. In dieser Ausführungsform enthält die Detektoranordnung 70 sowohl den ersten Detektortyp als auch den zweiten Detektortyp und kann in mehreren Detektionsräumen beobachten, die durch die vier Sektoren 72, 73, 74 und 75 veranschaulicht sind.
In 9 weist eine Detektoranordnung 76 im Wesentlichen dieselbe Ausgestaltung wie in 8 auf, mit einer Ausleuchtzone 71, die einen Überwachungsraum mit vier Sektoren 72, 73, 74 und 75 umschließt. In dieser Ausführungsform weist die Detektoranordnung 70 einen ersten Detektortyp 77 und einen separaten zweiten Detektortyp 78 auf. So kann der erste Detektortyp 77 die Bewegung von Objekten in mehreren, durch die vier Sektoren 72, 73, 74 und 75 veranschaulichten Überwachungsräumen detektieren und der zweite Detektortyp 78 das oder jedes Objekt identifizieren.
10 zeigt eine Detektoranordnungsausgestalrung, bei der zwei Detektoranordnungen 80 und 81, u.zw. je eine auf einer Seite eines Überwachungsraums mit vier Sektoren 72, 73, 74 und 75, angeordnet sind. Die Detektoranordnung 80 hat eine Ausleuchtzone 83, die die Detektion und Identifikation von Objekten innerhalb der Sektoren 72 und 73 des Überwachungsraums gestattet. Die Detektoranordnung 81 hat eine Ausleuchtzone 84, die die Detektion und Identifikation von Objekten innerhalb der Sektoren 74 und 75 des Überwachungsraums gestattet.
In 11 haben die Detektoranordnungen 80 und 81 im Wesenttichen dieselbe Ausgestaltung wie in 10 mit den entsprechenden Ausleuchtzonen 85 und 86, doch ermöglichen diese nur die Detektion in den Sektoren 73 bzw. 75, wogegen die Detektion in den Sektoren 72 und 74 von entsprechenden Überkopf-Detektoranordnungen 87 und 88 vorgenommen wird.
12 zeigt eine Straße 90, entlang welcher Autos 91 und 92 fahren. Die Autos 91 und 92 fahren in verschiedenen Richtungen entlang der Straße. Das Auto 91 hat einen Transponder-Chip 93 und das Auto 92 einen Transponder-Chip 94 eingebaut. Auf einer Seite der Straße 90 befindet sich eine Detektoranordnung mit einem ersten Detektor, wie einem Videodetektor 95, der im Infrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums arbeitet, und einem zweiten, einem Mikrowellendetektor 97, der zur Abfrage der Transponder 93 und 94 angepasst ist. Die Ausleuchtzone 96 des Videodetektors 95 deckt beide Seiten der Straße ab und kann somit die fahrenden Autos 91 und 92 detektieren. Da jedes Auto detektiert wird, wird der zweite, d.h. der Mikrowellendetektor 97, aktiviert, um die Transponder 93 bzw. 94 mit fokussierten Strahlen 99 bzw. 98 abzufragen. Dadurch wird nicht nur die Tatsache, dass ein bestimmtes Auto eine bestimmte Stelle passiert hat, aufgezeichnet, sondern es kann auch die Fahrtrichtung aufgenommen werden. Ohne erste Detektionsstufe könnte die Detektoranordnung zwar feststellen, dass ein Transponder eine bestimmte Stelle passiert hat, die Fahrrichtung würde aber nicht aufgezeichnet.
In der vorliegenden Beschreibung wurden verschiedene Angaben zum Umfang der vorliegenden Erfindung gemacht, doch ist die Erfindung keineswegs auf diese beschränkt, sondern kann auch aus einer Kombination von zwei oder mehreren davon bestehen. Die Beispiele sind nur zur Illustration und nicht zur Einschränkung angeführt.
Wenn vom Kontext nicht anders verlangt, sind die Wörter „umfassen" und „enthalten" und Abwandlungen davon wie „umfassend" und „enthaltend" so zu verstehen, dass sie die Einbeziehung eines genannten Elements oder einer Gruppe von Elementen, nicht aber den Ausschluss irgendeines anderen Elements oder einer Gruppe von Elementen implizieren.

Claims

Objekterkennungs- und -verfolgungssystem mit mehreren Detektoranordnungen, wobei jede Detektoranordnung einen ersten Detektortyp (7) und einen zweiten Detektortyp (15) aufweist, der erste Detektortyp (7) zum Nachweis der Anwesenheit eines Objekts in einem von mehreren Überwachungsräumen (20–25) und zur Bestimmung der Position des Objekts angepasst ist, der zweite Detektortyp (15) zur Verwendung der bestimmten Objektposition zur Identifizierung oder Erkennung des Objekts oder zur Zählung oder zur Aufzeichnung der Anwesenheit des Objekts angepasst ist, wenn dieses von einem ausgewählten Typ ist, und mit Mitteln zum Verfolgen des bestimmten Objekts im Überwachungsraum, wobei das Objekterkennungs- und -verfolgungssystem Mittel zur Kommunikation zwischen benachbarten Detektoranordnungen zur Übergabe der Verfolgung eines bestimmten Objekts von einem Überwachungsraum zu einem benachbarten Überwachungsraum aufweist, wobei der eine Überwachungsraum dem anderen Überwachungsraum Informationen darüber liefert, dass ein Objekt an einer bestimmten Stelle eintritt.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, wobei die Anwesenheit eines Objekts wie durch den ersten Detektor bestimmt durch eine Veränderung der Kontrastgrenzen oder durch eine Veränderung des Musters oder durch eine Bewegung und somit zum Nachweis von sich innerhalb des Überwachungsraums bewegenden Objekten nachgewiesen werden kann.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, wobei die Detektoren zur Verwendung eines Teils des aus Radar, Mikrowelle, Hochfrequenz, Infrarot, Mikrowelle, Millimeterwelle oder Licht ausgewählten elektromagnetischen Spektrums oder zur Verwendung eines Sonar- oder irgendeines anderen Detektionssystems geeignet sind.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, wobei der erste Detektortyp vom Typ Insektenauge ist und der zweite Detektortyp einen Digitalsignalprozessor aufweist.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Detektor der gleiche Detektor sind und der zweite Detektor mit einer höheren Auflösung als der erste Detektor fokussiert oder arbeitet.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Detektortyp durch einen einzigen Videodetektor gebildet sind, dessen Beobachtungsbild auf zwei verschiedene Arten verarbeitet wird, wobei auf eine erste Art das Beobachtungsbild digitalisiert und die sequenziellen Bilder gescannt werden können, um Veränderungen des digitalisierten Bilds über aufeinanderfolgende Rahmen nachzuweisen, die die Anwesenheit eines Objekts anzeigen würden, und auf eine zweite Art dasselbe digitale Bild dann genauer in einem speziellen Bereich des Überwachungsraums analysiert werden kann.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, wobei der zweite Detektortyp zur Verwendung von nachfolgenden oder vorhergehenden Rahmen geeignet ist, um die Erkennung oder das Ergebnis bezüglich des interessierenden Objekts zu verbessern.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, wobei ein oder mehr Merkmale wie Masse, Höhe, Gestalt, Kontrast, Helligkeit, Farbe, Muster, Geschwindigkeit, Wärme, Reflektivität, Signatur zur Bestimmung und Identifizierung eines Objekts verwendet werden.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, wobei der zweite Detektortyp zum Abfragen einer zum Objekt gehörenden abfragbaren Einrichtung geeignet ist.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, weiters mit einer künstlichen Intelligenz zur Unterstützung der Bestimmung bzw. Identifizierung eines Objekts.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Verfolgen des bestimmten Objekts eine Nachführmaschine aufweisen.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, wobei die Mittel zur Kommunikation zwischen benachbarten Detektoranordnungen Mittel zur Weitergabe von Informationen an nachfolgende Detektoren oder Dritteinrichtungen enthalten, die solche Informationen benötigen, um je nach Erfordernis programmierte Aktionen ohne menschliche Intervention auszulösen.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, weiters mit Mitteln zur Berücksichtigung des Winkels des Objekts von der Detektoranordnung aus oder der Bewegung von Objekten außerhalb der Mitte im zwei- oder dreidimensionalen Raum.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, wobei die oder jede Detektoranordnung im Wesentlichen über ihrem jeweiligen Überwachungsraum angeordnet ist.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach Anspruch 1, wobei die oder jede Detektoranordnung auf einer Seite des jeweiligen Überwachungsraums angeordnet ist.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung zum Zählen von Menschen in Supermärkten od. dgl. oder für den sich entlang einer Straße fortbewegenden Verkehr, zur Sicherheitsüberwachung und für Überwachungsanwendungen sowie zur Bestimmung von Mustern oder Trends aus scheinbar willkürlichen Bewegungen über die Zeit, wie beim Durchgehen durch ein Geschäft oder einen Ausstellungsbereich.
Objekterkennungs- und -verfolgungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Verwendung auf einem sich bewegenden Fahrzeug zum Nachweis von Objekten, die in Bezug auf das Fahrzeug relativ stationär sind.