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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Identifikation eines
Fahrzeugs, das sich auf einer Straße oder Ähnlichem bewegt.
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Diese
Identifikation wird insbesondere im Bereich der Verkehrsüberwachung
und hauptsächlich
der Geschwindigkeitskontrolle von Kraftfahrzeugen eingesetzt.
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Die
Identifikation eines Fahrzeugs umfasst im Allgemeinen wenigstens
die Identifikation des amtlichen Kennzeichens des Fahrzeugs. Je
nach Art der durchgeführten
Kontrolle kann sie außerdem eine
bestimmte Anzahl weiterer Elemente umfassen, die sich auf die Identifikation
basonderer Merkmale des Fahrzeugs oder seiner Insassen beziehen,
die im Allgemeinen Ordnungswidrigkeiten betreffen, die vom Fahrer
oder den Mitfahrern verübt
werden, wie zum Beispiel Geschwindigkeitsüberschreitungen, Fahren ohne
Sicherheitsgurt, Benutzung eines Mobiltelefons durch den Fahrer
usw.
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Der
Nachweis von Ordnungswidrigkeiten kann mit Hilfe von Vorrichtungen
wie einem Radargerät,
Laser oder einem Paar pneumatischer Sensoren im Fall einer Geschwindigkeits- oder Abstandskontrolle
erfolgen.
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Nach
Erfassung der Ordnungswidrigkeit wird außerdem im Allgemeinen ein Fotoapparat
ausgelöst,
um eine Abbildung des Fahrzeugs zu erhalten, anhand der das Nummernschild
abgelesen werden kann und im Allgemeinen das Gesicht des Fahrers (oder
auch ein für
eine eventuelle Ordnungswidrigkeit repräsentativer Tatbestand in der
Fahrgastrelle: ein Mobiltelefon am Ohr des Fahrers, ein nicht angelegter
Sicherheitsgurt usw.) erkennbar ist.
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Die
gebräuchlichste
Praxis besteht darin, dass das Fahrzeug von einer Person, zum Beispiel einem
Polizisten, praktisch von vorn oder mit einem geringen Einfallswinkel
fotografiert wird.
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Nach
dem bisherigen Stand der Technik sind Lösungen bekannt, gemäß denen
das Fahrzeug mit Hilfe eines einzigen Blitzes eines Blitzgeräts beleuchtet
wird und das Gesicht des Fahrers und das Nummernschild auf einer
einzigen Fotografie abgebildet werden.
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Diese
Technik ist heute nicht mehr zufriedenstellend, zum einen, weil
die Fahrzeuge mit retroreflektierenden Nummernschildern ausgerüstet sind, und
zum andern, weil digitale Aufnahmegeräte (und nicht mehr Geräte mit silberhaltigen
Filmen) verwendet werden. Um eine zufriedenstellende Abbildung des
Gesichts des Fahrers (oder allgemeiner eines beliebi gen ausgewählten Elements
in der Fahrgastrelle) zu erhalten, ist nämlich ein starker Lichtblitz
erforderlich, der die Windschutzscheibe zu "durchdringen" vermag. Mit einem derartigen Lichtblitz
erscheint ein retroreflektierendes Nummernschild, dessen Reflexionsgrad
deutlich höher
als der Reflexionsgrad der Elemente in der Fahrgastrelle ist, jedoch unleserlich
auf dem digitalen Foto. Das amtliche Kennzeichen kann somit nicht
abgelesen werden.
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Die
Diskrepanz zwischen den optischen Eigenschaften der beiden besonders
interessanten Bereiche (Nummernschild und ein hinter der Windschutzscheibe
in der Fahrgastzelle befindliches Element) wird sich mit der Entwicklung
behandelter Windschutzscheiben, die insbesondere die Reflexion der
Signale im nahen Infrarotbereich verhindern, noch verstärken.
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Das
Dokument
FR 2 797 081 beschreibt
ein Verfahren und ein Gerät
zur Identifikation eines zugelassen Kraftfahrzeugs, die die Identifikation
von Fahrzeugen ermöglichen.
Das beschriebene Verfahren eignet sich insbesondere zur Identifikation
von Fahrzeugen, die mit retroreflektierenden Nummernschildern ausgerüstet sind.
Gemäß diesem
Dokument werden nacheinander zwei Fotos aufgenommen, ein Foto mit
einem starken Lichtblitz, um eine gute Abbildung des Gesichts des
Fahrers durch die Windschutzscheibe zu erzielen, und das andere
mit einem schwächeren
Lichtblitz, um eine gute Abbildung des Nummernschilds zu erzielen.
Die Identifikation des Kennzeichens erfolgt auf diese Weise mit
Hilfe eines spezifischen Fotos, während ein anderes Foto die Identifikation
des Gesichts des Fahrers ermöglicht.
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Diese
Technik erfordert zwei Aufnahmen, bedeutet gegenüber der Identifikation mit
Hilfe einer einzigen Aufnahme also eine Erhöhung der zu verarbeitenden
Datenmenge sowie eine Halbierung des Umfangs der zu verarbeitenden
Fahrzeuge innerhalb einer gegebenen Zeit.
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Darüber hinaus
muss bei der Aufnahme von zwei Abbildungen ein und desselben Fahrzeugs überprüft werden,
ob sich die beiden Aufnahmen tatsächlich auf dasselbe Fahrzeug
beziehen, was also zusätzlichen
Verarbeitungsaufwand zur Folge hat.
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Dieser
Aufwand lässt
sich mit der gegenwärtigen
Politik der Systematisierung von Kontrollen nicht vereinbaren, die
mit einer allgemeinen Automatisierung der Kontroll- und Identifikationssysteme ohne
Mitwirkung von ausführenden
Personen sowie beträchtlichen
Vorgaben hinsichtlich der Anzahl der bearbeiteten Fahrzeuge einhergeht.
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Das
Dokument
US 6 650 766 beschreibt
ein zur Aufnahme einer Abbildung eines Fahrzeugs und seines Nummernschilds
geeignetes System, das sich die Tatsache zu nutze macht, dass die
retroreflektierenden Nummernschilder die Polarisierung eines polarisierten
Lichts nicht verändern,
wenn sie dieses reflektieren. Diese Lösung ermöglicht es, eine verwertbare
Abbildung zu erzielen, hat indessen zur Folge, dass eine gewisse
Lichtenergiemenge abgegeben, jedoch nicht verwendet, also vergeudet
wird (da diese anschließend
in Abhängigkeit
von ihrer Polarisierung gefiltert wird).
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Aufgabe
dar vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Identifikation eines Fahrzeugs, das sich auf einer vorbestimmten Bahn
bewegt, vorzuschlagen, die in Anbetracht der oben genannten Vorgaben
zufriedenstellende Ergebnisse zu liefern vermögen. So schlägt die Erfindung gemäß einem
ersten Merkmal ein Verfahren zur Identifikation von Fahrzeugen vor,
die sich auf einer bestimmten Bahn bewegen und einen Fahrer in einer Fahrgastzelle
und ein Nummernschild umfassen. Dieses Verfahren setzt Mittel zur
Beleuchtung dieses Fahrzeugs ein, die eine Vorrichtung zur Bildprojektion
und eine Lichtquelle mit wenigstens einem ersten und einem zweiten
Teil umfassen, und Bildaufnahmemittel, die von diesen Beleuchtungsmitteln
erzeugte und durch Reflexion an dem Fahrzeug empfangene Lichtsignale
zu verarbeiten vermögen
und wenigstens eine optische Vorrichtung und einen Sensor umfassen.
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Das
Verfahren umfasst in einer Vorbereitungsphase die folgenden Schritte:
- – Festlegen
einer vorbestimmten Position der Fahrzeuge, die zur Aufnahme dieser
Fahrzeuge geeignet ist;
- – in
einer in der vorbestimmten Position gelegenen Projektionsebene Bestimmen
eines ersten Abschnitts, der dem ausgewählten Teil eines jeden sich
in der Aufnahmeposition befindlichen Fahrzeugs entspricht, und eines
zweiten Abschnitts, der dem Nummernschild eines jeden sich in der
oben genannten vorbestimmten Position befindlichen Fahrzeugs entspricht;
- – Bilden
der Beleuchtungsmittel in der Weise, dass die Bildprojektionsvorrichtung
die Abbildung des ersten Lichtquellenteils auf die Projektionsebene
projiziert und dabei den ersten Abschnitt verdeckt, und die Abbildung
des zweiten Lichtquellenteils auf die Projektionsebene projiziert und
dabei den zweiten Abschnitt verdeckt;
- – Einstellen
der Bildaufnahmemittel in der Weise, dass sowohl das in der Fahrgastzelle
des Fahrzeugs befindliche ausgewählte
Element als auch das Nummernschild des Fahrzeugs in einer einzigen
Aufnahme eines jeden sich in der vorbestimmten Position befindlichen
Fahrzeugs beinhaltet ist.
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Das
Verfahren umfasst in einer Ausführungsphase
die Schritte, gemäß denen:
- – ein
sich in der vorbestimmten Position befindliches Fahrzeug erfasst
wird;
- – die
Beleuchtungsmittel und die Bildaufnahmemittel nahezu gleichzeitig
ausgelöst
werden;
- – eine
Aufnahme des Fahrzeugs erzielt wird, die eine Wiedergabe des ausgewählten Elements und
eine Wiedergabe des Kennzeichens beinhaltet.
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So
schlägt
das erfindungsgemäße Verfahren eine
Technik zur Identifikation des amtlichen Kennzeichens eines Fahrzeugs
vor, die unabhängig
von der Ordnungswidrigkeit automatisch durchgeführt werden kann und es ermöglicht,
die zur Identifikation erforderlichen Schritte und Verarbeitungszeit
zu verringern. Mit dieser Technik ist es nämlich möglich, mit einem einzigen Foto
und einem einzigen Lichtblitz eine Wiedergabe des Nummernschilds
und jedes hinter der Windschutzscheibe befindlichen vorbestimmten
Elements der Fahrgastzelle zu erzielen. Eine erfindungsgemäße Identifikation
kann ohne Mitwirkung einer ausführenden
Person erfolgen, die das Foto des Nummernschilds, das eines der
Beweisstücke
zur Feststellung einer Ordnungswidrigkeit darstellt, einstellen
müsste.
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Die
Erfindung ermöglicht
es, die Energievergeudung zu senken, da die Abbildung der Lichtquellenteile
selektiv auf Bereiche projiziert wird, die jeweils von Interesse
sind. Sie ermöglicht
es ferner, die Beleuchtung in der Weise anzupassen, dass eine verwertbare
Abbildung des ausgewählten
Elements und des Nummernschilds erzielt wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
ermöglicht
es ferner, Fahrzeuge zu identifizieren, die behandelte Windschutzscheiben
umfassen, welche insbesondere die Reflexion der Signale im nahen
Infrarotbereich verhindern.
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Vorteilhafterweise
handelt es sich bei der Lichtquelle um eine räumlich verschiedene Lichtquelle,
das heißt,
die beiden Lichtquellenteile überlagern sich
nicht, wobei einer dieser Teile Lichtsignale mit Merkmalen aussendet,
die sich von den Merkmalen der von dem anderen Teil ausgesandten
Signale unterscheiden.
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Erfindungsgemäß werden
die Beleuchtungsmittel in der Weise gebildet, dass die Abbildung
der Lichtquelle auf die Projektionsebene projiziert wird. Die gebildete
Abbildung ist eine Abbildung im optischen Sinn, das heißt, die
erzielte Abbildung ist eine Wiedergabe der Lichtquelle auf der Projektionsebene mit
einem Vergrößerungsfaktor.
Dies bedeutet insbesondere, dass die von ein und demselben Punkt
der Lichtquelle ausgesandten und durch die Bildprojektionsvorrichtung
verlaufenden Lichtsignale in ein und demselben Punkt der Projektionsebene
fokussiert werden (dies ist eine theoretische Betrachtungsweise,
bei der unter anderem die Fehler der Projektionsvorrichtung nicht
berücksichtigt
sind. In Wirklichkeit wird dieser Abbildungsprozess durch die Qualität der ausgeführten Optik
bestimmt und kann, zum Beispiel, durch die Modulationsübertragungsfunktion dieser
Optik bewertet werden. Die praktische Durchführung dieser Projektion in
Abhängigkeit
von den Anwendungsbedingungen ist ein Problem der optischen Optimierung,
das dem Fachmann hinreichend bekannt ist).
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Diese
Beleuchtungsmittel sind ferner derart definiert, dass die Abbildung
des ersten Lichtquellenteils den ersten Abschnitt der Projektionsebene
verdeckt und die Abbildung des zweiten Lichtquellenteils den zweiten
Abschnitt dieser Ebene verdeckt.
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Die
Projektionsebene ist vorteilhafterweise als eine Mittelebene zu
der Ebene gewählt,
in der sich das ausgewählte
Element erstreckt, und zu der Ebene, in der sich das Nummernschild
erstreckt.
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Der
erste Abschnitt entspricht dem ausgewählten Element eines jeden sich
in der Aufnahmeposition befindlichen Fahrzeugs, und der zweite Abschnitt
entspricht dem Nummernschild eines jeden sich in der oben genannten
vorbestimmten Position befindlichen Fahrzeugs. Diese Übereinstimmung zwischen
dem ersten Abschnitt und dem ausgewählten Element (bzw. dem zweiten
Abschnitt und dem Nummernschild) bedeutet, dass die Projektion des ausgewählten Elements
(bzw. des Nummernschilds) entlang der optischen Achse der Projektionsvorrichtung
auf die Projektionsebene in dem ersten Abschnitt (bzw. dem zweiten
Abschnitt) enthalten ist.
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Handelt
es sich bei dem ausgewählten
Element um das Gesicht des Fahrers, wird es auf diese Weise von
der Abbildung des ersten Lichtquellenteils verdeckt. Und das Nummernschild
wird von der Abbildung des zweiten Lichtquellenteils verdeckt.
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Diese
Vorkehrungen ermöglichen
es somit, einerseits das ausgewählte
Element (zum Beispiel das Gesicht des Fahrers) und andererseits
das Nummernschild differenziert zu beleuchten.
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Ein
Vorteil der Erfindung besteht darin, dass sie eine kompakte Lichtquellengröße zulässt. Wenn sich
die beiden Lichtquellenteile räumlich
unterscheiden, werden sich ihre Abbildungen auf der Projektionsebene
ebenfalls räumlich
unterscheiden. Und wenn die beiden Teile der Lichtquelle aneinander grenzen,
werden die Abbildungen jedes Teils auf der Projektionsebene ebenfalls
aneinander grenzen, sich jedoch nicht überlagern. Auf dem Nummernschild
findet also keine Überlagerung
von Lichtsignalen, die von dem zweiten Lichtquellenteil stammen,
und von Lichtsignalen, die von dem ersten Lichtquellenteil stammen
und zur Beleuchtung des ausgewählten Elements
bestimmt sind, statt (und umgekehrt).
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Die
aus den beiden Lichtquellenteilen hervorgehenden Signale überlagern
sich auf dem Weg zwischen der Lichtquelle und der Aufnahmeebene. Die
Erfindung ermöglicht
es nämlich,
dass die von einem Lichtquellenteil stammenden Lichtsignale auf dem
gesamten Weg von der Lichtquelle bis zur Projektionsebene nicht
von den Lichtsignalen getrennt werden müssen, die von dem anderen Lichtquellenteil
stammen. Dies hätte
nämlich
den Nachteil, dass eine Lichtquelle mit großen Abmessungen erforderlich
wäre, was
mit einer tragbaren, diskreten Anwendung eines Systems zur Identifikation
von Fahrzeugen nicht vereinbar ist (da in diesem Fall die Lichtquellenteile,
zum Beispiel durch Mittel in der Art von Reflektoren, deutlich getrennt
werden müssten,
um die ausgesandten Signale zu kanalisieren).
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Darüber hinaus
würde eine
solche Trennung der Signale der Lichtquelle problematisch, wenn
das Austrittsfenster der Beleuchtungsmittel, das die von der Lichtquelle
stammenden Lichtsignale in Richtung der Projektionsebene passieren
lässt,
wenigstens teilweise verdeckt wäre
(zum Beispiel durch Schmutz, was relativ häufig vorkommt, wenn sich das System
zur Identifikation von Fahrzeugen im Freien befindet). Diese Verdeckung
könnte
nämlich
in diesem Fall das Verhältnis
zwischen den einerseits vom ersten Lichtquellenteil stammenden und
andererseits vom zweiten Lichtquellenteil stammenden Lichtströmen auf
Höhe der
Bildaufnahmeebene stark verändern,
was ein nicht verwertbares Foto zur Folge haben könnte. Da
die Pupille des Projektionssystems bei der Erfindung im Wesentlichen
auf Höhe
dieses Austrittsfensters angeordnet ist, sind die von den beiden
Lichtquellenteilen stammen den Signale im Fall einer partiellen
Verdeckung dieses Fensters gleichermaßen betroffen. Dies führt lediglich
zu einer homogenen Veränderung
des von den Bildaufnahmemitteln empfangenen Lichtstroms (die Veränderung
ist in jedem Abschnitt proportional identisch). Das automatische
Lichtstärkeregelungssystem
dieser Bildaufnahmemittel ist so ausgeführt, das eine derartige Veränderung
verarbeitet werden kann.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es dadurch möglich ist,
die sichtbare Beleuchtung (so wie sie von der Bildaufnahmevorrichtung
gesehen wird) des ausgewählten
Elements der Fahrgastrelle und die des Nummernschilds differenziert
einzustellen und auszugleichen. Diese Einstellung kann durch die
Auswahl der Merkmale der verwendeten Lichtquellenelemente, aber
auch durch die ihrer Funktionsbedingungen (beispielsweise Einstellung
der Versorgungsspannung) erfolgen.
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Bei
bestimmten Anwendungsformen des Vefahrens umfasst die Lichtquelle
der Beleuchtungsmittel einen ersten Lichtquellenteil, der Signale
im sichtbaren Spektralbereich abgibt (typische Wellenlängen zwischen
0,4 und 0,75 μm),
und einen zweiten Lichtquellenteil, der Signale im nahen Infrarotbereich
abgibt (Wellenlängen
zwischen 0,75 μm
und 1,5 μm).
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Bei
einer speziellen Ausführungsform
erfolgt die räumliche
Trennung der Lichtquelle in zwei Teile nicht bei der Lichtquelle,
sondern über
die Projektionsoptik. Durch Verwendung von zwei unterschiedlichen
Optiken mit nicht fluchtenden optischen Achsen, kann dieselbe Lichtquellentrennung
erzielt werden, aus der zwei gesonderte, jeweils einem der beiden
Abschnitte entsprechende Abbildungen auf Höhe der Fokussierungsebene resultieren.
In diesem Fall ist die Projektionsebene der ersten Optik bezüglich der
Projektionsebene der zweiten Optik leicht geneigt. In Anbetracht
der Geometrie des Ganzen (bestehend aus den Beleuchtungsmitteln
den Bildaufnahmemitteln und dem Fahrzeug) ist jedoch davon auszugehen,
dass sie zusammenfallen, wobei diese Annäherung die Wirkung der Erfindung
nicht beeinträchtigt.
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Gemäß einem
zweiten Merkmal schlägt
die Erfindung ein System zur Identifikation von Fahrzeugen vor,
die sich auf einer bestimmten Bahn bewegen und einen Fahrer in einer
Fahrgastrelle und ein Nummernschild umfassen. Dieses System umfasst
Mittel zum Durchführen
eines Verfahrens gemäß dem ersten
Merkmal der Erfindung.
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Das
System zur Identifikation von Fahrzeugen kann ferner Mittel umfassen,
um aus der erfolgten Aufnahme wenigstens einen Aufnahmeteil oder auch
mehrere Aufnahmeteile zu extrahieren, der bzw. die für relevante
Informationen bezüglich
der Ordnungswidrigkeit repräsentativ
ist bzw. sind. Bestimmte andere Teile der Aufnahme sind nämlich nicht
zweckdienlich und stellen ein Volumen zusätzlicher, unerwünschter
Daten dar. Ferner können
bestimmte andere sich nicht auf die Ordnungswidrigkeit beziehende
Teile bewusst, insbesondere im Rahmen des Schutzes der Privatsphäre, entfernt
werden (insbesondere kann die Wiedergabe des Beifahrers aus dem
ausgewählten
Aufnahmeteil entfernt werden).
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Um
die Bearbeitung im Fall einer festgestellten Ordnungswidrigkeit
zu beschleunigen, kann das erfindungsgemäße System zur Identifikation
von Fahrzeugen außerdem Übertragungsmittel
umfassen, die einem Übertragungsweg
für digitale
Daten funktionell zugeordnet sind und im Fall einer im Zusammenhang
mit einem Fahrzeug festgestellten Ordnungswidrigkeit repräsentative
digitale Daten der erfolgten Aufnahme des Fahrzeugs zu übertragen vermögen.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden
Beschreibung hervor. Diese dient ausschließlich zur Veranschaulichung und
nimmt Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen, wobei:
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1 ein
Grundschema eines Systems in einer Ausführungsform der Erfindung ist;
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2 eine
Lichtquelle in einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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3 eine
perspektivische Darstellung der Beleuchtungsmittel und der definierten
Abschnitte der Projektionsebene in einer Ausführungsform der Erfindung ist;
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4 die
Abschnitte aus 3 in einer Ebene zeigt;
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4bis
die Beleuchtungsmittel in einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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5 die
Bildaufnahmebereiche in einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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6 die
Beleuchtungsmittel, den Weg der von den Beleuchtungsmitteln ausgehenden
Lichtsignale und ihre Projektion auf die Projektionsebene in einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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In 1 ist
in einer Draufsicht, das heißt
in der Ebene (X, Y), ein Radargerät 1 dargestellt, das eine
am Rand einer Straße 3 installierte
Radarantenne 2 umfasst und von einer Radarsteuereinheit 4 gesteuert
wird. Das Radargerät 1 ist
beispielsweise ein für
die Durchführung
von Geschwindigkeitskontrollen geeignetes Radargerät.
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Das
Radargerät
ist einem Erfassungsfeld zugeordnet, das einem von der Antenne 2 ausgesandten
Wellenstrahl entspricht.
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Das
Radargerät 1 ist
durch eine Verbindung 7 mit einer erfindungsgemäß aufgebauten
Vorrichtung 8 zur Identifikation von sich fortbewegenden Fahrzeugen
verbunden. Die Steuereinheit 4 des Radargeräts 1 gibt über diese
Verbindung Signale an einen Steuerkasten 9 der Vorrichtung 8 ab.
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Die
Vorrichtung 8 ist durch eine Verbindung 19 mit
einem digitalen Bildaufnahmesystem 10, etwa einem Fotoapparat
oder einer Kamera in der Art einer Videokamera, verbunden. Dieses
System 10 umfasst eine optische Vorrichtung 10a und
einen Sensor 10b vom Typ CCD ("Charge-Coupled Device") oder CMOS ("Complementary Metal-Oxyde
Semiconductor")
oder jeden anderen Sensor, der für
die Aufnahme digitaler Bilder im sichtbaren Spektrum und nahen Infrarotspektrum
geeignet ist.
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Das
Bildaufnahmesystem 10 vermag im vorliegenden Fall nach
Empfang eines vom Steuerkasten 9 stammenden Bildaufnahmebefehls
Abbildungen des Zielfelds zu erfassen. Bei einer anderen Ausführungsform
wird die Bildaufnahme nach Empfang eines Befehls einer Bedienungskraft
ausgelöst.
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Die
Vorrichtung 8 ist durch eine Verbindung 20 mit
einem Blitzgerät 17 verbunden,
das eine Lichtquelle 17a umfasst. Die Lichtquelle 17a ist
in 2 dargestellt. Sie umfasst vier Röhren t1,
t2, t3 und t4, die in der Ebene (Y, Z) übereinander in der Richtung Z
angeordnet sind. Die Röhren
t1, t2, t3 bilden einen ersten Teil S1 der Lichtquelle 17a,
während
die Röhre t4
einen zweiten Teil S2 der Lichtquelle 17a bildet.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
hat jede Röhre
eine Breite y (im Grunde genommen eine Länge) gleich 50 mm und eine
Höhe z
gleich 10 min (in Wirklichkeit einen Durchmesser).
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Der
Lichtquellenteil S1 hat also eine Breite y gleich 50 mm und eine
Höhe z1
gleich 30 mm. Der Lichtquellenteil S2 hat also eine Breite y gleich
50 mm und eine Höhe
z2 gleich z = 10 mm. Die Lichtquellenteile S1 und S2 werden gemeinsam
von dem Steuerlasten 9 gesteuert.
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Das
Blitzgerät 17 umfasst
ferner eine optische Projektionsvorrichtung 17b mit der
Achse X. Die Vorrichtung 8 weist ein Bildverarbeitungsmodul 11 auf,
das von dem Bildaufnahmesystem 10 erfasste Abbildungen
bearbeitet.
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Die
Vorrichtung 8 umfasst ferner einen Speicher 12,
der ein Speichern der Abbildungen ermöglicht.
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Die
Vorrichtung 8 umfasst außerdem einen Übertragungsblock 13,
der Daten auf einem Übertragungsweg
für digitale
Daten 14 an ein nationales Zentrum 15 zur Auswertung
dieser Daten überträgt.
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Die Übertragungsverbindung 14 kann
eine spezifische Verbindung mittels Lichtwellenleiter, elektrischem
Drahtleiter (Verbindung vom Typ Modem, ADSL oder Ethernet), Richtfunk
oder einer öffentliche Funkverbindung
vom Typ GPRS oder GSM sein, die an die erforderliche Übertragungskapazität angepasst
ist und eine Senkung der Übertragungs-
und Installationskosten ermöglicht.
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In
einer Vorbereitungsphase wird ein vorbestimmter dreidimensionaler
Bereich für
die Aufnahme eines sich auf der Straße 3 bewegenden Fahrzeugs, bei
dem eine Ordnungswidrigkeit festgestellt wurde, definiert und werden
die Parameter für
die Einstellung des Bildaufnahmesystems 10 (Visierachse, Zoom
etc.) in der Weise festgelegt, dass jede Aufnahme, die anhand des
Bildaufnahmesystems 10 erzielt wird, gleichzeitig die Windschutzscheibe
und das Nummernschild eines in dem vorbestimmten Bereich erfassten
Fahrzeugs zeigt.
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Dieser
vorbestimmte dreidimensionale Bereich V, der in 1 und 3 schematisch
dargestellt ist, entspricht dem Teil des von dem Radargerät 2 abgegebenen
Strahls, der sich lotrecht zur Straße erstreckt und dessen ebene
Projektion auf der Straße der
schraffierte Bereich 5 aus 1 ist.
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Im
betreffenden Fall werden, wie in 5 dargestellt,
zwei Bereiche Z1 und Z2 auf jeder Aufnahme Ph festgelegt, die mit
dem auf diese Weise eingestellten Bildaufnahmesystem 10 erzielt
wird. Die Bereiche Z1 und Z2 sind derart definiert, dass der Bereich
Z1, der einem oberen Teil V1 des oben genannten
Volumens entspricht, der den oberen Teil des Fahrzeugs enthält, die
Wiedergabe der Windschutzscheibe eines jeden in dem bestimmten Bereich
befindlichen Standardfahrzeugs enthält, von dem eine Aufnahme erstellt
werden muss, und dass der Bereich Z2, der einem unteren Teil V2 des oben genannten Volumens entspricht,
der den unteren Teil des Fahrzeugs enthält, die Wiedergabe des Nummernschilds
eines solchen Standardfahrzeugs enthält. Z1 entspricht zum Beispiel
den oberen beiden Dritteln der Aufnahme und Z2 dem unteren Drittel.
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In
der Vorbereitungsphase wird ferner eine in dem vorbestimmten dreidimensionalen
Bereich V befindliche Projektionsebene P festgelegt. Diese in 3 und 4 dargestellte
Ebene ist derart ausgewählt,
dass sie bezüglich
eines in der Aufnahmeposition V befindlichen Fahrzeugs quer angeordnet
ist. Im betreffenden Fall ist die Ebene P die Ebene (X, Z) und wird
der Abschnitt P1 betrachtet, der die Schnittfläche der Ebene P mit dem oberen
Teil V1 des Volumens ist, der die Windschutzscheibe
eines jeden in dem bestimmten Bereich befindlichen Standardfahrzeugs,
von dem eine Aufnahme angefertigt werden muss, enthält, und
wird ferner der Teil P2 betrachtet, der die Schnittfläche der
Ebene P mit dem unteren Teil V2 des Volumens
ist, der das Nummernschild eines solchen Standardfahrzeugs enthält.
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So
sind die Abschnitte P1 und P2 derart ausgelegt, dass der Abschnitt
P1 die geometrische Projektion der Windschutzscheibe auf der Ebene
P enthält
und P2 die geometrische Projektion des Nummernschilds auf der Ebene
P enthält.
Im Idealfall ist diese Ebene die Mittelebene, die sich im gleichen
Abstand zwischen der Ebene, die das Nummernschild enthält, und
der Ebene, die durch das Gesicht des Fahrers verläuft, befindet.
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Wenn
die Projektionsachse der Projektionsvorrichtung einen großen Winkel
mit der Bahn des Fahrzeugs bildet, kann die Ebene der Lichtquelle
vorteilhafterweise bezüglich
der Projektionsachse derart geneigt werden, dass man eine zu der
Bahn im Wesentlichen senkrechte Projektionsebene erhält.
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Anschließend wird
die optische Projektionsvorrichtung 17b und der Ort, an
dem sie angeordnet wird, in der Weise ausgewählt, dass die Abbildung der
Lichtquelle 17a auf die Projektionsebene P projiziert wird
und außerdem
die Abbildung des ersten Lichtquellenteils S1 den Abschnitt P1 verdeckt
und die Abbildung des zweiten Lichtquellenteils S2 den Abschnitt
P2 verdeckt.
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Ist
zum Beispiel, unter Bezug auf 4, der Abschnitt
P1 ein Rechteck mit der Höhe
Zp1 = 3 m und der Breite Yp = 5 m und ist der zweite Abschnitt P2
unter dem Abschnitt P1 angeordnet und ein Rechteck mit der Höhe Zp2 =
1 m und der Breite Yp = 5 m, und umfasst die Lichtquelle 17a die
beiden in 2 dargestellten Lichtquellenteile
S1 und S2, so folgt daraus, dass man eine optische Projektion mit einer
100fachen Vergrößerung erzielen
muss, wobei sich die Ebene P in einem Abstand von 25,25 m von der
Projektionsoptik befindet. Geht man davon aus, dass eine Fokussieroptik 17b mit
einer Brennweite f gleich 250 mm verwendet wird, so lässt sich
daraus ableiten, dass die Lichtquelle in einem Abstand D von 2,5
mm jenseits des Objektbrennpunkts F der Projektionsvorrichtung angeordnet
werden muss, und dass eine Abbildung der Lichtquelle 17a in
einem Abstand von 25 in vom Bildbrennpunkt der Projektionsoptik, das
heißt
in einem Abstand D' von
der Optik gebildet wird, wobei D' gleich
25,25 m ist, wie in 6 dargestellt.
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Der
Durchmesser der Projektionsoptik wird in Abhängigkeit vom Emissionskegel
der Lichtquellenteile, vom verfügbaren
Raum und den Möglichkeiten,
die die Ausführungstechnik
der ausgewählten Projektionsoptik
bietet, in der Weise ausgewählt, dass
ein maximaler Lichtstrom gesammelt und auf die Ebene P projiziert
wird.
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Wie
in 6 dargestellt, wird die Abbildung der Lichtquelle 17a in
der Projektionsebene P gebildet. Und genau in dieser Ebene (weder
davor noch dahinter) werden die von dem ersten Lichtquellenteil S1
ausgehenden Signale von den von dem zweiten Lichtquellenteil S2
ausgehenden Signalen getrennt.
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Die
Projektionsvorrichtung 17b wird also hier in Abhängigkeit
der Abmessungen der Abschnitte P1 und P2 der Projektionsebene P
und der Abmessungen der Lichtquelle 17a ausgewählt (bei
einer anderen Anwendungsform der Erfindung ist es die Lichtquelle,
die in Abhängigkeit
von den Abschnitten P1, P2 und den Merkmalen einer vorbestimmten
optischen Projektionsvorrichtung ausgewählt wird.)
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Aus
Gründen
der Darstellung und zur Vereinfachung gehen die obigen Berechnungen
von einer flachen Lichtquelle aus und wurden nach den Gesetzen der
geometrischen Optik durchgeführt.
In Wirklichkeit muss die unebene Fläche der Röhren und ihr Emissionskegel
berücksichtigt
werden, wobei die hier dargestellten Grundsätze der Erfindung jedoch ihre
Gültigkeit
behalten und die Anpassung dieser Grundsätze an einen realen Fall ein
dem Fachmann hinreichend bekannter Prozess ist.
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Damit
die von dem Sensor 10 gelieferte Abbildung verwendet werden
kann, muss das Verhältnis zwischen
einem von einer Empfangseinheit des Sensors empfangenen Signal mit maximaler
Stärke
und einem von einer anderen Empfangseinheit des Sensors empfangenen
Signal mit minimaler Stärke
(wobei sich die beiden Signale auf dieselbe Aufnahme beziehen) kleiner
als ein Wert E sein, der als dynamischer Auslenkungsfaktor des Sensors
bezeichnet wird und dem linearen Funktionsbereich des Sensors entspricht
(das heißt,
jede Sättigung
verhindert und verhindert, dass eine nützliche Information im Rauschen
untergeht).
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Bei
einer speziellen Ausführungsform
gibt der Lichtquellenteil S1 hauptsächlich Signale des sichtbaren
Spektrums und der Lichtquellenteil S2 hauptsächlich Signale des Infrarotspektrums
ab. Die optische Vorrichtung 17b projiziert nun die Abbildung des
Lichtquellenteils S1 auf den ersten Abschnitt P1, der das Gesicht
des Fahrers beinhaltet, und die Abbildung des Lichtquellenteils
S2 auf den zweiten Abschnitt P2, der das Nummernschild beinhaltet.
Auf diese Weise werden die Infrarotsignale selektiv auf den Abschnitt
P2, der das Nummernschild beinhaltet, und die Signale des sichtbaren
Spektrums auf den Abschnitt P1, der das Gesicht des Fahrers oder
das ausgewählte
Element im Innern der Fahrgastzelle beinhaltet, projiziert.
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Bei
einer Ausführungsform
wird jeder Lichtquellenteil S1, S2 derart eingestellt, dass bei
den Bildaufnahmemitteln 10 ein von dem ausgewählten Element
stammender Lichtstrom und ein von dem Nummernschild stammender Lichtstrom
erzeugt wird, so dass die Abweichung zwischen den Lichtströmen mit
der Dynamik der Bildaufnahmemittel kompatibel ist.
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Bei
einer speziellen Ausführungsform
gibt der Lichtquellenteil S1 einen Lichtstrom mit einer Stärke ab,
die um einen Faktor L größer als
die Stärke
des von dem Lichtquellenteil S2 abgegebenen Lichtstroms ist, wobei
die Aufgabe darin besteht, eine homogene Abbildung auf dem Sensor
zu erzielen. Man nimmt einen Wert L gleich 10, da das Nummernschild
ungefähr
10-mal reflektierender als das Gesicht des Fahrers ist. In diesem
Fall können
die Lichtquellenteile ferner Signale aussenden, deren Wellenlänge unterschiedlich
ist oder nicht. Vorzugsweise wählt
man einen Teil S2, der Signale im Infrarotbereich abgibt, und einen
Teil S1, der Signale im sichtbaren Spektralbereich abgibt.
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Im
Fall der optischen Vorrichtung 17b kann beispielsweise
eine Fresnel-Linse verwendet werden (so erhält man eine Linse mit großen Abmessungen und
kurzer Brennweite bei niedrigen Kosten), wobei die angestrebte optische
Qualität
der Abbildung der Lichtquelle absolut nicht kritisch ist.
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Man
kann auch eine herkömmliche
dioptrische Optik oder sogar eine katadioptrische Optik (mit Spiegel)
verwenden. Letztendlich ist diese Auswahl nicht kritisch und kann
in Abhängigkeit
von den Anordnungsbedingungen erfolgen.
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Man
kann ferner eine zylindrische Optik verwenden (um die Höhe und Breite
der Abbildung der Lichtquelle in Abhängigkeit von dem zu beleuchtenden
Bereich unterschiedlich anpassen zu können).
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Die
von dem Nummernschild reflektierten Strahlen beschränken sich
demnach auf die von dem zweiten Lichtquellenteil stammenden Strahlen,
und die von dem Gesicht des Fahrers durch die Windschutzscheibe
reflektierten Strahlen beschränken sich
somit auf die von dem ersten Lichtquellenteil stammenden Strahlen.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
ermöglicht
es auf diese Weise, mit einem einzigen Lichtblitz und einer einzigen
Fotografie eine verwertbare Identifikation des Fahrzeugs mit Wiedergabe
des Nummernschilds und Wiedergabe des Gesichts des Fahrers zu erzielen,
und hierbei gleichzeitig eine kompakte Lichtquelle und die selektive
Projektion der Signale des ersten oder des zweiten Lichtquellenteils
in Abhängigkeit
von dem betreffenden Abschnitt auf der Projektionsebene zu verwenden.
Je nach Ausführungsform
wird nicht das Gesicht des Fahrers, sondern ein anderes hinter der
Windschutzscheibe in der Fahrgastrelle angeordnetes Element ausgewählt.
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Bei
einer speziellen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ferner vor der optischen Vorrichtung 10a (das
heißt
zwischen dem Bildaufnahmesystem 10a und dem Ausschnitt,
von dem eine Aufnahme erzielt werden soll) ein Lichtfilter 18 angeordnet,
der die einfallenden Signale in Abhängigkeit von ihrem Spektralbereich
filtert, wobei der Filter 18 die Stärke der Signale des Infrarotbereichs um
einen Faktor K abschwächt,
der dem Verhältnis der
Filterdichten zwischen dem Infrarotspektrum und dem sichtbaren Spektrum
entspricht.
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Bei
einer vorteilhaften Anwendungsform der Erfindung wird K derart gewählt, dass
das Verhältnis zwischen
der Stärke
der für
den Bereich Z1 repräsentativen
Lichtsignale und der Stärke
der für
den Bereich Z2 repräsentativen
Lichtsignale im Durchschnitt kleiner als E am Ausgang des Filters 18 ist.
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Bei
einer Ausführungsform
wird K derart gewählt,
dass die Stärke
der für
den ersten Abschnitt repräsentativen
Lichtsignale am Ausgang des Filters 18 und die Stärke der
für den
zweiten Abschnitt der Aufnahme repräsentativen Lichtsignale am
Ausgang des Filters 18 im Wesentlichen ausgeglichen wird.
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Bei
einer andern Ausführungsform
wird K derart gewählt,
dass die von dem Sensor 10b erzeugten und für den Bereich
Z1 repräsentativen
Signale und die von dem Sensor 10b erzeugten und für den Bereich
Z2 der Aufnahme repräsentativen
Signale im Wesentlichen ausgeglichen werden.
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Herkömmlicherweise
kann ein Filter 18 gewählt
werden, der eine Dichte von annähernd
0 im sichtbaren Bereich und zwischen 0,5 und 1,5 im Infrarotbereich
besitzt, so dass die aus dem Infrarot-Spektralbereich stammenden
Signale in einem Verhältnis
zwischen 5 und 15 abgeschwächt
werden.
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Die
von einem auf der Straße 3 fahrenden und
im Erfassungsfeld des Radargeräts
befindlichen Fahrzeug 16 reflektierten Wellen werden von
der Antenne 2 erfasst und in der Steuereinheit 4 analysiert, welche
die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 16 berechnet und diese
berechnete Geschwindigkeit mit einer vorbestimmten zulässigen Höchstgeschwindigkeit
vergleicht.
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Wird
eine Geschwindigkeitsüberschreitung festgestellt,
sendet die Steuereinheit 4 ein Signal an den Steuerkasten 9 der
Vorrichtung 8, welches bewirkt, dass ein Beleuchtungsbefehl
vom Steuerkasten 9 zum Blitzgerät 17 und nahezu gleichzeitig
ein Befehl zur Bildaufnahme vom Steuerkasten 9 zum Bildaufnahmesystem 10 gesendet
wird, und zwar in dem Augenblick, in dem sich das Fahrzeug in der vorher
bestimmten Bildaufnahmeposition befindet (dieser Augenblick wird
vom Steuerkasten 9 in Abhängigkeit von der geschätzten Geschwindigkeit
des Fahrzeugs bestimmt).
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Nach
Empfang dieser Befehle wird ein Blitz ausgesendet, und das Bildaufnahmesystem 10 nimmt
eine Abbildung des Fahrzeugs auf. Diese Abbildung wird in dem Speicher 12 gespeichert.
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Je
nach Ausführungsform
kann der Filter 18 durch einen Filter ersetzt werden, der
auch eine Filterung der Signale in Abhängigkeit ihrer Wellenlänge ausführt und
zwischen der Bildaufnahmevorrichtung 10a und dem Sensor 10b angeordnet
ist.
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Bei
einer in 4bis dargestellten speziellen Ausführungsform
ist die Lichtquelle 17a dagegen einheitlich und gibt Signale
des sichtbaren Spektrums und Infrarotspektrums ab. Die optische
Vorrichtung 17b vermag in diesem Fall den sichtbaren Teil
der Lichtquelle auf den ersten Abschnitt P1 der Projektionsebene
P zu projizieren und den Infrarot-Teil der Lichtquelle auf den zweiten
Abschnitt P2 der Projektionsebene zu projizieren (wie oben erläutert, geht man
in Anbetracht der geringen Neigung der von den beiden Optiken eingeführten Abbildungsebenen
und des Abstands zwischen der optischen Vorrichtung 17b und
den Abbildungen davon aus, dass die beiden Abbildungen der Lichtquelle
komplanar sind). Die optische Vorrichtung 17b kann dazu
zum Beispiel wenigstens ein Fokussiermodul F1 für die zum sichtbaren Spektrum
gehörenden
Signale der Lichtquelle 17a und ein Fokussiermodul F2 für die zum
Infrarotspektrum gehörenden
Signale der Lichtquelle 17a umfassen, wobei ein Filter,
der die Signale des sichtbaren Spektrums abschwächt, in Verbindung mit dem
Modul F2 (das heißt
vor oder nach diesem) angeordnet ist.
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Vorteilhafterweise
ist ein Filter r2, der die Signale des sichtbaren Spektrums abschwächt, in
Verbindung mit dem Fokussiermodul F2 angeordnet. Bei einer speziellen
Ausführungsform
ist ein Filter r1, der die Infrarotsignale abschwächt, in
Verbindung mit dem Modul F1 angeordnet. Die Module F1 und F2 haben
winkelversetzte Achsen, so dass die optische Vorrichtung 17b die
Abbildung der Lichtquelle auf Höhe
des Aufnahmeausschnitts aufspaltet und den ersten Abschnitt des
Ausschnitts im sichtbaren Bereich und den zweiten Abschnitt des
Ausschnitts im Infrarotbereich beleuchtet. Vorteilhafterweise handelt es
sich bei den beiden Fokussiermodulen F1 und F2 um zwei Optiken vom
Typ einer Fresnel-Linse.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung vermag das Bildverarbeitungsmodul eine digitale Verarbeitung
der in dem Speicher 12 gespeicherten Abbildungen vorzunehmen.
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Diese
Verarbeitung ermöglicht
es zum Beispiel, den Abbildungsteil FSchild,
der dem Nummernschild auf jeder I entspricht,
zu isolieren, wobei auf eine Basis von Standardmodellen von Nummernschildern
Bezug genommen wird, die ebenfalls in dem Speicher 12 gespeichert
ist.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung kann anschließend
ein Zeichenerkennungsprogramm auf den Abbildungsteil FSchild angewandt
werden. Dieses Zeichenerkennungsprogramm liefert eine Kennzeichen-Nummer
N, die anhand des Abbildungsteils FSchild mit
einer dazugehörigen
Konfidenznote PN abgeschätzt wird.
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Parallel
zu der Verarbeitung bezüglich
des Nummernschilds führt
das Modul zum Beispiel eine digitale Verarbeitung der I aus, die es ermöglicht, das Gesicht des Fahrers
des Fahrzeugs 16 zu isolieren (bei einer anderen Ausführungsform
kann das Modul die Wiedergabe der Windschutzscheibe des Fahrzeugs
und des durch sie zu erkennenden Bereichs oder den Sicherheitsgurt
oder das Mobiltelefon in der Hand des Fahrers isolieren).
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Auf
diese Weise extrahiert es aus der betreffenden Abbildung einen zweiten
Abbildungsteil FGesicht, der das Gesicht
des Fahrers wiedergibt.
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Alle
digitalen Daten, die der I und/oder dem
mit der dazugehörigen
Konfidenznote PN abgeschätzten Kennzeichen N und/oder
den Abbildungsteilen FSchild oder FGesicht und der Überschreitung der Geschwindigkeit
V entsprechen, werden anschließend
ausgewählt
und zusammengestellt. und dann von dem Steuerkasten 9 an
den Übertragungsblock 13 weitergeleitet.
Bei einer Ausführungsform
der Erfindung kann die I nur mit den
sichtbaren Teilen FSchild und FGesicht gesendet
werden (während
die übrigen
Teile der Abbildung I verdeckt sind), um private Informationen zu
schützen
(insbesondere können der
bzw. die Mitfahrer so nicht identifiziert werden).
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Der Übertragungsblock 13 komprimiert
und formatiert diese Daten und sendet sie anschließend über die
Verbindungsleitung 14 an das Auswertungszentrum 15.
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In
diesem Auswertungszentrum 15 werden beispielsweise die
folgenden administrativen Schritte ausgeführt: Editieren und Speichern
des Protokolls der Ordnungswidrigkeit mit den vom Übertragungsblock 13 gesendeten
Daten, Berechnen der Höhe
der Geldbuße,
die der von dem Fahrer des Fahrzeugs 16 verübten Ordnungswidrigkeit
entspricht, Bestimmen der Adresse des Fahrers anhand des ermittelten Kennzeichens
und Zusenden des Bescheids über
die Ordnungswidrigkeit.
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Die
Anzahl der auf dem Übertragungsweg übermittelten
Daten kann auf diese Weise begrenzt und durch Komprimierverfahren
noch weiter reduziert werden. Aufgrund der erfindungsgemäß angewandten
Bildverarbeitung ist das Volumen der auf dem oder den Übertragungswegen
gesendeten digitalen Daten sehr begrenzt, und diese Daten sind sachdienlich
und von guter Qualität.
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Ein
Verfahren und ein System gemäß dieser Erfindung
ermöglichen
eine Anpassung der verwendeten Mittel, um zu verhindern, dass eine
Abbildung erzielt wird, die aufgrund der sehr unterschiedlichen Reflexionsmerkmale
der verschiedenen Elemente, die in die Abbildung einbezogen werden
sollen, nicht verwertbar ist. Sie nutzen die starke Infrarotreflexion des
Nummernschilds und die geringe Übertragung der
neuen, behandelten Windschutzscheiben aus, die verhindern, dass
durch sie Infrarotstrahlen in die Fahrgastzelle dringen und diese
dadurch mit Blick auf den Komfort der Insassen überhitzt werden.