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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Überwachung von Fahrzeugen (Mobileinheiten),
wie beispielsweise zum Kassieren von Straßengebühren oder zur Verkehrssteuerung,
und das Ausgeben von Warnungen an Fahrer.
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Mit
einem System zum elektronischen Kassieren von Straßengebühren [electronic
toll collection (ETC) system], bei dem automatisch ein durchgehendes
Kassieren einer Durchfahrtsgebühr
für ein Fahrzeug
erfolgt, das eine Gebührenerhebungs- oder
Mautstelle auf einer gebührenpflichtigen
Straße durchfährt, ist
es möglich,
Informationen darüber
zu erhalten, daß ein
Fahrzeug von einer gegebenen Mautstelle zu einer anderen gefahren
ist.
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Obwohl
auf einer ETC-Karte persönliche
Informationen aufgezeichnet sind, kann solch ein System diese auf
Grund des Schutzes der Privatsphäre nur
zum Kassieren von Straßengebühren verwenden.
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Andererseits
ist es unmöglich,
auch wenn ein anomales Verhalten eines Fahrzeugs automatisch detektiert
wird (wenn zum Beispiel eine Videokamera an einer Straßenkreuzung
installiert ist und das Bild verarbeitet wird), Warninformationen
zu der Kommunikationsvorrichtung in dem spezifizierten Fahrzeug zu übertragen.
Somit wird unter den obigen Umständen
eine Möglichkeit
zum Senden von Warnungen zu Fahrzeugen (unten als "Mobileinheiten" bezeichnet) benötigt.
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Demzufolge
ist es wünschenswert,
eine Mobileinheit-Identifikationsvorrichtung
und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Warnen einer Mobileinheit
vorzusehen, wodurch Informationen, wie beispielsweise eine Warnung,
zu einer spezifizierten Mobileinheit übertragen werden können, die
ein anomales Verhalten oder dergleichen an den Tag gelegt hat.
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Es
ist auch wünschenswert,
eine Mobileinheit-Identifikationsvorrichtung und ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Ausgeben einer Warnung an eine Mobileinheit vorzusehen,
wodurch eine Mobileinheit ohne Verletzung der Privatsphäre verfolgt werden
kann.
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Unter
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ausgeben
von Warnungen an Mobileinheiten (Fahrzeuge) vorgesehen, das die
Schritte umfaßt:
- (a) Ausführen
einer Schmalregionkommunikation mit einer Kommunikationsvorrichtung
auf seiten einer Mobileinheit, die ein reales Gate für Straßenfahrzeuge
durchfährt,
um entweder einen realen Identifikationscode der Kommunikationsvorrichtung
auf seiten der Mobileinheit zuzuteilen oder einen realen Identifikationscode
zu empfangen, der der Kommunikationsvorrichtung auf seiten der Mobileinheit
bereits zugeteilt ist;
- (b) Aufnehmen von zeitlich seriellen Bildern mit einer elektronischen
Kamera, die straßenseitig
installiert ist und an einer Region trainiert wurde, die das reale
Gate enthält;
- (c) Verarbeiten der zeitlich seriellen Bilder, um eine Mobileinheit,
die einen Spalt in einzelnen der Bilder durchfährt, mit dem realen Identifikationscode
in Entsprechung zu bringen, wobei der Spalt dem realen Gate entspricht;
- (d) Verarbeiten der zeitlich seriellen Bilder, um die Mobileinheit
zu verfolgen, die in Entsprechung gebracht wurde, um ein anomales
Verhalten derselben zu detektieren; und
- (e) Übertragen
von Warninformationen zu der Kommunikationsvorrichtung auf seiten
der Mobileinheit mit dem realen Identifikationscode der Mobileinheit,
die das anomale Verhalten gezeigt hat, oder einer anderen Mobileinheit,
die dem zugeordnet ist.
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Bei
dieser Konfiguration ist der reale Identifikationscode (der ein
persönlicher
Identifikationscode sein kann) einer mobilen Kommunikationsvorrichtung mit
der Mobileinheit (Fahrzeug) verbunden, die die Vorrichtung enthält und durch
die elektronische Kamera erfaßt
wurde, wird die Mobileinheit in den Bildern verfolgt und wird ein
anomales Verhalten von ihr detektiert. Deshalb können Warninformationen zu der
Mobileinheit, die das anomale Verhalten an den Tag gelegt hat, oder
zu einer anderen Mobileinheit, die dem zugeordnet ist (wie etwa
ein Fahrzeug in der Nähe),
gesendet werden. In dem Fall, wenn ein temporärer realer Identifikationscode
der mobilen Kommunikationsvorrichtung zugeteilt ist, kann die Verletzung
der Privatsphäre
verhindert werden, auch wenn die Verwendung des realen Identifikationscodes
gesetzlich verboten ist.
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Falls
die Schritte (a) bis (e) an jeder der Kreuzungen ausgeführt werden,
wobei bei Schritt (a), hinsichtlich jeder Kreuzung, der reale Identifikationscode
einen Kreuzungsidentifikationscode enthält und der reale Identifikationscode
der Kommunikationsvorrichtung auf seiten der Mobileinheit zugeteilt
wird, nachdem ein anderer realer Identifikationscode, der zugeteilt
worden ist, von der Kommunikation von seiten der Mobileinheit empfangen
ist, indem Sätze
gesammelt werden, die jeweils die zugeteilten und empfangenen realen
Identifikationscodes haben, welche Sätze unter der Vielzahl von
Kreuzungen einander zugeordnet werden, ist es möglich, die Mobileinheit zu
verfolgen, die ein anomales Verhalten an den Tag gelegt hat, ohne
die Privatsphäre
zu verletzen.
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In
dieser Beschreibung bezeichnet der Ausdruck "reales Gate" einen vorbestimmten Bereich der Straße, durch
den ein Fahrzeug fahren kann; er hat nicht die Bedeutung irgendeiner
physischen Barriere oder Abwandlung der Straße.
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Zusätzlich bezeichnet
der Ausdruck "Spalt" eine räumliche
Zone oder ein Fenster, worin die Präsenz eines Fahrzeugs (Mobileinheit)
detektiert werden kann. Solch ein "Spalt" kann ein vordefinierter Bereich eines
Videorahmens sein.
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Nur
beispielhaft wird nun Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen,
in denen:
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1 ein
schematisches Diagramm ist, das eine Konfiguration einer automatischen
Warnvorrichtung für
Mobileinheiten, die an einer Kreuzung installiert ist, einer Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 ein
schematisches Diagramm ist, das ein vernetztes System zeigt, das
eine automatische Warnvorrichtung, die an einer Vielzahl von jeweiligen Kreuzungen
installiert ist, und einen Zentralcomputer umfaßt;
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3 eine
Darstellung von Bereichen auf der Straße, in denen eine Kommunikation
möglich
ist, von gateseitigen Antennen ist, die auf einem Teil der Kreuzung
von 1 installiert sind;
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4 ein
schematisches Blockdiagramm der gateseitigen Kommunikationsvorrichtung
von 1 ist;
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5 eine
Tabelle ist, die eine Konfiguration und ein konkretes Beispiel für einen
realen Identifikationscode ID1 zeigt, der in der gateseitigen Kommunikationsvorrichtung
zugeteilt wird;
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6 ein
Flußdiagramm
ist, das eine Unterbrechungsroutine zeigt, die durch die CPU von 4 ausgeführt wird;
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7 ein
Funktionsblockdiagramm der automatischen Warnvorrichtung 14 von 1 ist;
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8 eine
Darstellung einer Konfiguration der ID-Entsprechungstabelle in 1 ist;
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9 eine
Darstellung von Eintrittsspalten EN1 bis EN4 und Austrittsspalten
EX1 bis EX4 ist, die im voraus in einem Bild entsprechend realen
Gates festgelegt wurden;
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10 eine
Darstellung einer Beziehung zwischen festgelegten Spalten und Mobileinheiten ist;
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11 eine
Darstellung der Zuteilung von virtuellen Identifikationscodes ID2
zu zwei Mobileinheiten ist, die in einen Eingangsspalt gelangt sind, ohne
voneinander trennbar zu sein;
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12 eine
Darstellung eines Zustands ist, wenn die zwei Mobileinheiten getrennt
sind, nachdem seit dem Zustand von 11 Zeit
verstrichen ist;
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13 eine
Darstellung eines anomalen Verhaltens ist, wie es durch einen Videorahmen
erfaßt
wird, der sich an jenen anschließt, der 12 entspricht;
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14(A) und 14(B) Darstellungen
von nichtgetrennten und getrennten Mobileinheiten zu jeweiligen
Zeiten (t – 1)
und t sind; und
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15(A) und 15(B) Darstellungen sind,
bei denen Blöcke
BL1 bis BL3 auf denselben Bildern wie in 14(A) und 14(B) festgelegt werden, um zu bestimmen, zu welcher
der getrennten Mobileinheiten der Block der nichtgetrennten Mobileinheiten
gehört.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche
oder entsprechende Teile über
mehrere Ansichten hinweg bezeichnen, werden nun im folgenden bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Konfiguration einer automatischen Warnvorrichtung,
die an einer Kreuzung (Straßeneinmündung) installiert
ist.
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Straßen 101 bis 104,
die einander kreuzen, sind in einen Satz von Fahrbahnen L0 bis L7
geteilt, über
die Fahrzeuge in die Kreuzung einfahren, und in einen Satz von Fahrbahnen
L8, L9 und LA bis LF, über
die Fahrzeuge die Kreuzung verlassen. Gateseitige Antennen 110 bis 117 zum
Kommunizieren mit jeweiligen Kommunikationsvorrichtungen im Fahrzeug
sind über
den jeweiligen Fahrbahnen L0 bis L7 nahe der Kreuzung installiert.
Die Antennen 110 bis 117 sind zur Verwendung bei
der Schmalregion-(Kurzstrecken-)-Kommunikation bestimmt, und 3 zeigt
Bereiche auf der Straße 120 und 121 von jeweiligen
Antennen 110 und 111, in denen eine Kommunikation
möglich
ist. Bereiche, in denen eine Kommunikation zwischen den gateseitigen
Antennen 110 bis 117 und jeweiligen Kommunikationsvorrichtungen
im Fahrzeug möglich
ist, werden im folgenden als Gates bezeichnet, die voneinander mit
jeweiligen Gatenummern 0 bis 7 unterschieden werden. Die Antennen
haben untereinander dieselbe Konfiguration und sind solche, die
zur Verwendung bei der optischen oder Funkkommunikation bestimmt
sind. Die gateseitigen Antennen 110 bis 117 sind
mit einer gateseitigen Kommunikationsvorrichtung 13 verbunden.
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4 ist
ein schematisches Blockdiagramm der gateseitigen Kommunikationsvorrichtung 13.
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Sender-Empfänger 1310 bis 1317,
die mit den jeweiligen Antennen 110 bis 117 verbunden
sind, sind mit einer E/A-Schnittstelle 132 verbunden.
Die E/A-Schnittstelle 132 ist durch einen Bus 133 mit
einer CPU 134 verbunden. Die CPU 134 ist durch
den Bus 133 mit einem ROM 135 und einem RAM 136 verbunden.
Der ROM 135 wird zum Speichern von Programmen und feststehenden
Daten verwendet, und der RAM 136 wird als Arbeitsbereich
verwendet. In dem ROM 135 ist eine zugeteilte Kreuzungsnummer
gespeichert. Die Sender-Empfänger 1310 bis 1317 empfangen
jeweilig die Zählerstände der
Zähler 1370 bis 1377.
Bei der Initialisierung beim Zurücksetzen
der gateseitigen Kommunikationsvorrichtung 13 werden die
Zähler 1370 bis 1377 auf
Null gelöscht (zurückgesetzt),
und die Kreuzungsnummer und entsprechende Gatenummern werden in
Register der Sender-Empfänger 1310 bis 1317 durch
die CPU 134 geschrieben. Die CPU 134 ist dazu
in der Lage, einen Takt impuls für
irgendeinen der Zähler 1370 bis 1377 durch
die E/A-Schnittstelle 132 selektiv vorzusehen, um den Zählerstand
des jeweiligen Zählers
zu inkrementieren.
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5 zeigt
die Entsprechung zwischen den Zählerständen der
Zähler 1370 bis 1377 von 4 und
den Gatenummern zu einer gewissen Zeit. Zahlenwerte von 5 sind
hexadezimal dargestellt. In 5 bildet
eine Kombination aus einer Kreuzungsnummer, einer Gatenummer und
einem Zählerstand einen
realen Identifikationscode ID1, der einem vorbeifahrenden Fahrzeug
temporär
zugeteilt wird und keinen Bezug zu persönlichen Informationen hat. Zum
Beispiel lautet der ID1 in dem Fall, wenn der Zählerstand des Zählers 1371 000125
ist, wobei die Kreuzungsnummer die 3 und eine Gatenummer die 2 ist,
32000125.
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Wenn
die oben beschriebene Initialisierung vollendet worden ist, gibt
die CPU 134 einen Operationsstartbefehl an die Sender-Empfänger 1310 bis 1317 durch
die E/A-Schnittstelle 132 aus. Nach dieser Ausgabe gibt
jeder der Sender-Empfänger 1310 bis 1317 zyklisch
ein Signal zum Starten der Kommunikation mit dem Fahrzeug aus. Wenn
eine Kommunikationsvorrichtung im Fahrzeug auf dieses Signal geantwortet
hat, kommuniziert ein Sender-Empfänger mit der Kommunikationsvorrichtung
im Fahrzeug, um einen Identifikationscode, der der Kommunikationsvorrichtung
im Fahrzeug als realer Identifikationscode ID0 temporär zugeteilt
ist, zum Verfolgen einer Mobileinheit zwischen Kreuzungen zu empfangen und
um einen realen Identifikationscode ID1 zu der Kommunikationsvorrichtung
im Fahrzeug zu senden. Die Kommunikationsvorrichtung im Fahrzeug
sendet den empfangenen realen Identifikationscode ID1 zur Bestätigung zurück zu dem
Sender-Empfänger.
Falls der empfangene reale Identifikationscode ID1 mit dem gesendeten
realen Identifikationscode koinzidiert, bewirkt der Sender-Empfänger, daß die CPU 134 über die
E/A- Schnittstelle 132 die
Unterbrechungsroutine von 6 ausführt.
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(S1)
Die CPU 134 empfängt
den realen Identifikationscode ID0 von dem Sender-Empfänger, der die
Unterbrechung bewirkt hat, und liest eine Gatenummer, die dem Sender-Empfänger entspricht,
und einen Zählerstand,
um den realen Identifikationscode ID1 zu erzeugen, der derselbe
wie derjenige ist, den der Sender-Empfänger der Kommunikationsvorrichtung
im Fahrzeug zugeteilt hat. Der reale Identifikationscode ID0 ist
der, der an einer anderen Kreuzung zugeteilt worden ist, und die
Konfiguration desselben ist dieselbe wie jene des realen Identifikationscodes ID1.
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(S2)
Die CPU 134 sieht die realen Identifikationscodes ID0 und
ID1 durch die E/A-Schnittstelle 132 für außen vor, um sie zu der automatischen Warnvorrichtung 14 von 1 zu
senden.
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(S3)
Ein Taktimpuls wird dem Zähler
von Schritt S1 zugeführt,
um ihn zu inkrementieren. Auf diese Weise wird ein Unterbrechungsdurchlauf
vollendet.
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Indem
einer Kommunikationsvorrichtung im Fahrzeug ein temporärer realer
Identifikationscode ID1 auf solch eine Weise zugeordnet wird, wird
verhindert, daß die
Privatsphäre
eines Fahrers verletzt wird. Es ist jedoch nicht möglich, das
Fahrzeug zu verfolgen, dem ein realer Identifikationscode ID1 an einer
Kreuzung zugeteilt worden ist, wo eine Tendenz zu häufigen Verkehrsstaus
zu verzeichnen ist. Daher wird eine Bildverarbeitung ausgeführt, um
diese Verfolgung zu realisieren.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 1 ist eine elektronische Kamera
(Videokamera) 15 zur Aufnahme von Bildern von einer Region,
die alle Gates enthält, über der
Kreuzung installiert. Eine Zeitfolge von Bildern, die mit der elektronischen
Kamera 15 aufgenommen wird, wird in einem Bild speicher 16 der
automatischen Warnvorrichtung 14 mit einer Rate von zum
Beispiel 12 Rahmen/s gespeichert. Ein Bildprozessor 17 der
automatischen Warnvorrichtung 14 verarbeitet die Bilder,
um einer Mobileinheit einen virtuellen Identifikationscode ID2 unabhängig von
der Gate-Kommunikationsvorrichtung 13 zuzuordnen. Der Bildprozessor 17 verfolgt
eine Mobileinheit, um zu bestimmen, ob das Verhalten der Mobileinheit
anomal ist oder nicht.
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Die
Vorrichtung von 1 ist, wie in 2 gezeigt,
an jeder der Kreuzungen 20 bis 23 installiert, deren
automatische Warnvorrichtungen 14A bis 14D durch
das Übertragungsleitungsnetz 24 mit
einem Zentralcomputer 25 verbunden sind. Kreuzungsnummern
0 bis 3 sind den jeweiligen Kreuzungen 20 bis 23 zugeteilt.
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7 ist
ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der automatischen Warnvorrichtung 14 zeigt.
In der automatischen Warnvorrichtung 14 können alle
oder ein Teil ihrer Bildungselemente durch einen Computer vorgesehen
sein, und eine zweckmäßige Hardwarekonfiguration
wird gemäß einer
erforderlichen Betriebsgeschwindigkeit eingesetzt.
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Nun
folgt eine detaillierte Beschreibung des Bildprozessors 17.
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Eine
Hintergrundbilderzeugungssektion 30 greift auf den Bildspeicher 16 zu,
um Histogramme der Werte von Pixels an derselben Position in allen Rahmen
zum Beispiel für
die vorherigen 10 Minuten zu erzeugen und ein Bild, in dem jeder
Pixelwert einem Modus eines entsprechenden Histogramms gleich ist,
als Hintergrundbild zu erzeugen. Diese Verarbeitung wird regelmäßig wiederholt,
um das Hintergrundbild zu aktualisieren.
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Um
einen virtuellen Identifikationscode ID2, der in einer ID2-Erzeugungs-/Löschsektion 31 zugeteilt
wird, mit einem realen Identifikationscode ID1 in Entsprechung zu bringen,
der in der Gate-Identifikationsvorrichtung 13 zugeteilt
wird, wie in 9 gezeigt, werden Eintrittsspalte
EN1 bis EN4, die den realen Gates entsprechen, im voraus in einem
Bild festgelegt. Zum Beispiel entspricht der Eintrittsspalt EN1 den
Gatenummern 0 und 1, und der Eintrittsspalt EN2 entspricht den Gatenummern
2 und 3. Jede Position der Eintrittspalte EN1 bis EN4 wird so festgelegt,
daß ein
realer Identifikationscode ID1 zugeteilt wird, nachdem ein virtueller
Identifikationscode ID2 zugeteilt ist, wie es beschrieben wird.
Um ferner an einer spezifizierten Position einen virtuellen Identifikationscode
ID2, der zugeteilt worden ist, freizugeben, werden die Austrittsspalte
EX1 bis EX4 im voraus in einem Bild (das innerhalb eines Rahmens
angeordnet ist) festgelegt. Die ID2-Erzeugungs-/Löschsektion 31 hat
Daten über
die Positionen im Bild und Größen der
Eintrittsspalte EN1 bis EN4 und der Austrittsspalte EX1 bis EX4
und schneidet auf der Basis der Daten Bilder in den Bereichen der
Eintrittsspalte EN1 bis EN4 und der Austrittsspalte EX1 bis EX4
aus einem gegenwärtigen
Bild in dem Bildspeicher 16 und einem Hintergrundbild in
der Hintergrundbilderzeugungssektion 30 aus, um entsprechende
zu vergleichen, um Mobileinheiten zu detektieren.
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Eine
ID-Entsprechungstabelle 32 hat solch eine Konfiguration,
wie in 8 gezeigt, wobei reale Identifikationscodes ID1
und virtuelle Identifikationscodes ID2 hexadezimal sind. Gruppen
von ID2 = 0 bis F, 10 bis 1F, 20 bis 2F und 30 bis 3F sind jeweilig zur
Zuteilung zu Mobileinheiten bestimmt, die in die Eintrittsspalte
EN1 bis EN4 eintreten. Das Flag F = '1' gibt
an, daß ein
entsprechender virtueller Identifikationscode ID2 zugeteilt worden
ist, und das Flag F = '0' gibt an, daß der entsprechende
virtuelle Identifikationscode ID2 bei der Zuteilung verwendet werden kann.
Die ID-Entsprechungstabelle 32 hat
ferner eine ID0/ID1-Entspre chungstabelle (nicht gezeigt), in der die
Paarung zwischen den realen Identifikationscodes ID0 und ID1 erfolgt.
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Die
ID2-Erzeugungs-/Löschsektion 31 nimmt Bezug
auf die ID-Entsprechungstabelle 32, um eine virtuelle Identifikation
ID2 mit F = '0' der Mobileinheit zuzuteilen,
wenn sie bestimmt hat, daß ein
Teil eines Fahrzeugs in einen Eintrittsspalt eingetreten ist, schreibt
eine Zeit T2 in die ID-Entsprechungstabelle und
setzt F = '1'. Zum Beispiel ist
einer Mobileinheit M1 in 10 eine
virtuelle Identifikation ID2 zugeteilt worden. Die ID2-Erzeugungs-/Löschsektion 31 setzt ein
entsprechendes L/S in der ID-Entsprechungstabelle 32 auf '1' oder '0',
je nachdem, ob der Schwerpunkt (z. B. der Hauptteil) der Mobileinheit
in dem Eintrittsspalt auf der Seite der größeren Gatenummer oder der Seite
der kleineren Gatenummer des Eintrittsspaltes angeordnet ist, wenn
eine ID-Empfangssektion 33 reale Identifikationscodes ID0
und ID1 empfangen hat. Falls der Schwerpunkt einer Mobileinheit
(der größte Teil
eines Fahrzeugs) in dem Eintrittsspalt EN1 zum Beispiel auf der
Seite der oberen Hälfte
(auf der Seite mit einer kleineren Gatenummer) des EN1 angeordnet
ist, wird L/S auf '0' gesetzt, während dann,
falls er auf der Seite der unteren Hälfte (auf der Seite mit einer
größeren Gatenummer) desselben
angeordnet ist, L/5 auf '1' gesetzt wird. Die Eintrittsspalte
EN1 bis EN4 werden so festgelegt, daß diese Bestimmung so genau
wie möglich
erfolgen kann.
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Wenn
eine Mobileinheit mit einem virtuellen Identifikationscode ID2 durch
einen Austrittsspalt vollständig
hindurchgefahren ist, gibt dann die ID2-Erzeugungs-/Löschsektion 31 den
virtuellen Identifikationscode ID2 frei, der zugeteilt worden ist, indem
ein entsprechendes Flag F in der ID-Entsprechungstabelle 32 auf '0' gesetzt wird. Da zum Beispiel eine
Mobileinheit M2 in 10 den Eintrittsspalt EX1 vollständig durchfahren
hat, ist der virtuelle Identifikationscode ID2 bereits frei. Die
ID2-Erzeugungs-/Löschsektion 31 löscht die
realen Identifikationscodes ID1(0) und ID1(2) auf Null, wenn F = '0' gesetzt wird.
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Wenn
sie reale Identifikationscodes ID0 und ID1 von der gateseitigen
Kommunikationsvorrichtung 13 empfangen hat, speichert die
ID-Empfangssektion 33 temporär die Zeit T1 des Empfangs,
um nicht nur die Zeit T1 in die obige ID0/ID1-Tabelle der ID-Entsprechungstabelle 32 zu
schreiben, sondern auch den realen Identifikationscode ID1 in das
entsprechende Feld ID1(1) der ID-Entsprechungstabelle 32 zu
schreiben. Zum Beispiel wird im Falle von ID1 = 32000125 eine Reihe
gesucht, wo ID2 im Bereich zwischen 10 und 1F liegt, F = '1', L/5 = '0',
T1 > T2 ist und (T1 – T2) kleiner
als ein vorbestimmter Wert ist, und dann wird, falls ID1(1) = 0
ist, der reale Identifikationscode ID1 in das Feld ID1(1) geschrieben.
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Zum
Beispiel bestimmt in dem Fall, wie in 11 gezeigt,
wenn zwei Mobileinheiten in den Eintrittsspalt EN1 eingetreten sind,
ohne unterschieden werden zu können,
die ID2-Erzeugungs-/Löschsektion 31 diese
beiden als eine Mobileinheit, um ihr einen virtuellen Identifikationscode
ID2 zuzuteilen. Da in diesem Fall nur ein virtueller Identifikationscode
ID2, der zwei realen Identifikationscodes ID1 entspricht, in der
ID-Entsprechungstabelle 32 ist, schreibt die ID-Empfangssektion 32 die
zwei realen Identifikationen ID1 in jeweilige Felder ID1(1) und
ID1(2), die jeweils 0 enthalten, in die Reihe dieses virtuellen
Identifikationscodes ID2.
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Eine
Verfolgungssektion 34 erhält Geschwindigkeitsvektoren
zu der Zeit (t – 1)
der Mobileinheiten, die den virtuellen Identifikationscode ID2 haben,
der durch die ID2-Erzeugungs-/Löschsektion 31 zugeteilt worden
ist, von Posi tionen der Mobileinheiten zu den Zeiten (t – 2) und
(t – 1),
als die Detektion der Mobileinheiten vollendet worden ist. Dann
sagt die Verfolgungssektion 34 die Bereiche (Positionen
innerhalb eines Rahmens) zu einer gegenwärtigen Zeit t vorher, wo die
Mobileinheiten angeordnet sein würden, falls
sie sich auf ihren jeweiligen Vektoren ab der Zeit (t – 1) bewegen
würden,
erweitert sie jeden der vorhergesagten Bereiche von da aus nach
links, rechts, oben und unten um eine gegebene Anzahl von Pixels,
schneidet Bilder aus den erweiterten Bereichen in dem gegenwärtigen Bild
und dem Hintergrundbild aus und vergleicht die beiden, um die Positionen
der Mobileinheiten zu der gegenwärtigen
Zeit t zu bestimmen. Durch solch eine Prozedur wird die Verfolgung von
jeder Mobileinheit mit guter Effektivität ausgeführt. Die Verfolgungssektion 34 stellt
die Verfolgung von jeder Mobileinheit graphisch dar, indem die Position
der Mobileinheit zu der gegenwärtigen
Zeit t in einen Verfolgungsspeicher 35 geschrieben wird.
Jeder Verfolgung wird ein virtueller Identifikationscode ID2 zugeteilt.
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Auch
wenn eine Mobileinheit keine Kommunikationsvorrichtung hat, kann
ein Verkehrsunfall, falls durch die Bildverarbeitung ein solcher
festgestellt wird, unmittelbar bearbeitet werden, indem dem Zentralcomputer 25 eine
Mitteilung über
den Verkehrsunfall erteilt wird; deshalb erfolgen die Zuteilung eines
virtuellen Identifikationscodes ID2 durch die ID2-Erzeugungs-/Löschsektion 31 und
die Verfolgung durch die Verfolgungssektion 34 unabhängig von
der Zuteilung eines realen Identifikationscodes ID1.
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Indessen
können
sich, auch wenn zwei Mobileinheiten in den Eintrittsspalt EN1 eingefahren sind,
wie in 11 gezeigt, wobei sie sich in
dem Rahmen überlappen,
die zwei Mobileinheiten, nachdem eine Zeit abgelaufen ist, auf Grund
von unterschiedlichen Geschwindigkeiten oder Bewegungsrich tungen
trennen, wie in 12 gezeigt. Indem in diesem
Zustand ein Teil der Mobileinheit M5 in Entsprechung zu einem Teil
von 11 gebracht wird, kann die Mobileinheit M5 von 11 abgeteilt
und von der Mobileinheit M4 unterschieden werden.
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Zum
Beispiel wird angenommen, wie in 14(A) gezeigt,
daß Mobileinheiten
M6 und M7 (in diesem Fall zwei Autos) in einem Bild zu einer Zeit
(t – 1) überlappt
sind, während
die Einheiten, wie in 14(B) gezeigt,
zu einer Zeit t getrennt sind. 15(A) und 15(B) zeigen Bilder mit Blöcken BL1 bis BL3, die in denselben
Bildern wie jenen von 14(A) bzw. 14(B) festgelegt wurden. Die Größe von jedem
Block beträgt
zum Beispiel 8 × 8
Pixels. Ob in 15(A) der Block BL1 zu der Zeit
(t – 1)
Teil der Mobileinheit M6 oder M7 ist, wird auf folgende Weise bestimmt.
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Das
heißt,
die Geschwindigkeitsvektoren V1 und V2 der Mobileinheiten M6 und
M7 in dem Bild zu der Zeit t werden aus 15(B) detektiert,
und ein Bild, das nicht gezeigt ist, beim nächsten Mal von Block BL2 auf 15(B) wird erhalten, indem der Block BL1 um den
Vektor V1 bewegt wird, und der Block BL3 auf 15(B) wird
erhalten, indem der Block BL1 um den Vektor V2 bewegt wird. Falls
dann (Unähnlichkeit
zwischen Block BL1 und Block BL2) > (Unähnlichkeit
zwischen Block BL1 und Block BL3) ist, wird bestimmt, daß der Block
BL1 zu der Mobileinheit M7 gehört.
Die Unähnlichkeit
NS12 zwischen den Blöcken
BL1 und BL2 wird zum Beispiel durch folgende Gleichung berechnet: NS12 = Σ|Y1(i,
j) – Y2(i,
j)|wobei Y1(i, j) und Y2(i, j) Pixelwerte in der i-ten Reihe und
der j-ten Spalte in dem Block BL1 bzw. dem Block BL2 sind und F
eine Gesamtsumme von Pixelwerten in dem Bereich von i = 1 bis 8
und j = 1 bis 8 (eine Gesamtsumme aller Pixels in einem Block) angibt.
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Um
eine korrektere Bestimmung auszuführen, wie bei dem Verfahren
zum Bestimmen eines Bewegungsvektors mit dem MPEG, werden eine Ähnlichkeit
(oder Unähnlichkeit)
zwischen den Blöcken
BL1 und BL2 und zwischen den Blöcken
BL1 und BL3 immer dann berechnet, wenn die Blöcke BL2 und BL3 von da aus
um ein Pixel nach links, rechts, oben oder unten innerhalb vorbestimmter
Bereiche bewegt werden, deren Zentren mit den jeweiligen Zentren
des Blocks BL2 und BL3 koinzidieren, und das Maximum (oder das Minimum)
der Ähnlichkeit
(oder der Unähnlichkeit)
zwischen den Blöcken BL1
und BL2 wird mit jenem der Ähnlichkeit
(Unähnlichkeit)
zwischen den Blöcken
BL1 und BL3 verglichen, um zu bestimmen, zu welcher der Mobileinheiten
M6 und M7 der Block BL1 gehört.
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Durch
Ausführen
solch einer Verarbeitung an jedem Block in 15(A) können die
nichtgetrennten Mobileinheiten M6 und M7 geteilt und voneinander
unterschieden werden. Falls die zwei zu der Zeit (t – 1) geteilt
und unterschieden werden können,
können
die nichtgetrennten Mobileinheiten M6 und M7 zu einer Zeit (t – 2) gemäß den Bildern
zu den Zeiten (t – 1)
und (t – 2)
auf ähnliche
Weise geteilt und unterschieden werden, und somit kann die Verfolgung
in umgekehrter chronologischer Ordnung ausgeführt werden (Zurückverfolgung).
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Eine
Teilungssektion von nichtgetrennten Einheiten 36 führt eine
Verarbeitung auf der Basis einer Blockkorrelation zwischen Mobileinheiten
in solch einem Zeitraum (Zeitfolgenbilder) aus, um nichtgetrennte
Mobileinheiten mit ID1(1) ≠ 0
und ID1(2) ≠ 0
in der ID-Entsprechungstabelle 32 zu teilen und zu unterscheiden,
und teilt danach einen anderen virtuellen Identifikationscode ID2
zu, um die Identifikations- codes
ID1 und ID2 in eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zu bringen. Die Geschwindigkeitsvektoren
V1 und V2, die oben beschrieben sind, können erhalten werden, indem
Daten in dem Verfolgungsspeicher 35 verwendet werden. Ferner
wird die Verfolgung in umgekehrter chronologischer Ordnung unter
Verwendung eines Programms in der Verfolgungssektion 34 ausgeführt.
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Typen
des anomalen Verhaltens, Identifikationscodes desselben und Warncodes
für jeweiliges anomales
Verhalten werden in einer Registriersektion der anomalen Verhaltenstypen 37 im
voraus entsprechend registriert. Das anomale Verhalten enthält den Verstoß gegen
Verkehrsvorschriften und den Verkehrsunfall. 13 zeigt
ein anomales Verhalten, bei dem ein Fahrzeug 5 von der
linken Fahrspur, wie in 12 gezeigt,
nach rechts abbiegt. Eine Bestimmungssektion des anomalen Verhaltens 38 berechnet
eine Ähnlichkeit
zwischen einer Verfolgung, die in dem Verfolgungsspeicher 35 aufgezeichnet
ist, und jedem Typ des anomalen Verhaltens, um die Verfolgung als
anomales Verhalten zu bestimmen, falls die Ähnlichkeit über einem vorbestimmten Wert
liegt, und sendet dann den anomalen Identifikationscode davon zu
einer Anomalieausgabesektion 39 und einer Warncodeausgabesektion 40.
Als Antwort darauf durchsucht die Anomalieausgabesektion 39 die ID-Entsprechungstabelle 32 nach
einem realen Identifikationscode ID1 mit einem Schlüssel des
virtuellen Identifikationscodes ID2, der der Verfolgung des anomalen
Verhaltens zugeteilt worden ist, und falls der entsprechende reale
Identifikationscode ID1 existiert, durchsucht die Anomalieausgabesektion 39 des
weiteren die ID0/ID1-Tabelle nach einem realen Identifikationscode
ID0 mit einem Schlüssel
des realen Identifikationscodes ID1. Dann sendet die Anomalieausgabesektion 39 die
realen Identifikationscodes ID0 und ID1 zusammen mit dem anomalen
Identifikationscode zu dem Zentralcomputer 25. Die Anomalieausgabesektion 39 sendet
den anomalen Identifikationscode auch dann zum Zentralcomputer 25,
wenn keine ID-Entsprechung gefunden worden ist.
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In
dem Fall, wenn zum Beispiel ID0 = 23000153 und ID1 = 3400007B ist,
bewirkt der Zentralcomputer 25 automatisch, daß die automatische Warnvorrichtung 14C mit
der Kreuzungsnummer 2 in 2 die ID0/ID1-Tabelle nach ID1
= 23000153 durchsucht, um zum Beispiel ID0 = 1500031A zu erhalten.
Dadurch wird ohne Verletzung der Privatsphäre festgestellt, daß sich das
Fahrzeug, das sich zum Beispiel an der Kreuzung Nummer 3 durchschlängelt, vom
Gate 5 der Kreuzung Nummer 1 durch das Gate 3 der Kreuzung 2 zum
Gate 4 der Kreuzung Nummer 3 bewegte. Der Zentralcomputer 25 präsentiert
das anomale Verhalten entsprechend dem anomalen Identifikationscode
und der Verfolgungsroute der Mobileinheit automatisch auf einer nichtgezeigten
Anzeigevorrichtung, die mit ihm verbunden ist.
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Eine
Referenzpegeleinstellsektion 41 hat einen im voraus eingestellten
Referenzpegel. Mit jedem anomalen Identifikationscode ist ein Warnpegel verbunden.
Falls der Warnpegel gleich dem Referenzpegel oder höher als
dieser ist und eine Mobileinheit, die ein anomales Verhalten an
den Tag gelegt hat, eine Entsprechung mit einem realen Identifikationscode
ID1 hat, durchsucht die Warncodeausgabesektion 40 die Registriersektion
der anomalen Verhaltenstypen 37 nach einem Warncode unter
Verwendung des anomalen Identifikationscodes als Schlüssel und
sendet den Warncode und den realen Identifikationscode ID1 zu einer
straßenseitigen Kommunikationsvorrichtung 18 von 1.
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Die
straßenseitige
Kommunikationsvorrichtung 18 verfügt über Warninformationen in Form
von Sprache, Ton, Licht, Bild oder Schrift entsprechend jedem Warncode,
die im voraus registriert sind. Die straßenseitige Kommunikationsvorrich tung 18 sendet
die Warninformationen über
eine straßenseitige Antenne 19 zu
der Kommunikationsvorrichtung im Fahrzeug, die den realen Identifikationscode
ID1 hat. Die Kommunikationsvorrichtung im Fahrzeug gibt eine Warnung
gemäß den Informationen
an den Fahrer aus, falls der empfangene reale Identifikationscode
ID1 mit dem zugeteilten realen Identifikationscode ID1 koinzidiert.
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Obwohl
eine bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, versteht sich, daß die Erfindung
nicht darauf begrenzt ist und daß verschiedene Veränderungen
und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung
abzuweichen.
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Zum
Beispiel kann anstelle der Zuteilung des realen Identifikationscodes
zu der Kommunikationsvorrichtung im Fahrzeug von seiten eines Gates
ein realer Identifikationscode, der zum Beispiel durch eine ETC-Karte
(IC-Karte) zugeteilt wird, von einer Kommunikationsvorrichtung im
Fahrzeug empfangen werden, um den Code der Mobileinheit in einem
Bild zuzuordnen.
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Die
Vorrichtung von 1 kann an anderen Stellen als
an Kreuzungen installiert werden, wie zum Beispiel an Kurzzeit-Parkplätzen oder
an Unfallschwerpunktbereichen.
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Anstelle
des Vorsehens des Zentralcomputers 25 von 2 als
Kommunikationsvorrichtung kann die Kommunikation unter einer Vielzahl
von automatischen Warnvorrichtungen zum Verfolgen von Mobileinheiten
ausgeführt
werden, indem die ID0/ID1-Tabellen durchsucht werden oder Daten über Paare
von ID0 und ID1 ausgetauscht werden.
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Das
Verschwinden von Mobileinheiten aus dem Bild kann detektiert werden,
um virtuelle Identifikationscodes ID2 freizugeben, ohne die Austrittsspalte
EX1 bis EX4 in einem Bild festzulegen. Falls ferner die Anzahl von
Stellen des virtuellen Identifikationscodes so erhöht wird,
daß ein Wiederverwenden des
virtuellen Identifikationscodes nicht erforderlich ist, ist keine
Freigabeoperation für
den virtuellen Identifikationscode erforderlich. Ein virtueller
Identifikationscode ID2 kann einem realen Identifikationscode ID1
nach einer ID-Entsprechung zwischen ihnen gleichgestellt werden.
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Des
weiteren kann die Position jedes Eintrittsspaltes so bestimmt werden,
daß ein
realer Identifikationscode zugeteilt oder empfangen wird, bevor eine
Mobileinheit in den Eintrittspalt in einem Bild gelangt. In diesem
Fall wird als Antwort auf die Zuteilung oder den Empfang des realen
Identifikationscodes dieser Code mit einer Endseite oder der anderen
Endseite, die der Gatenummer entspricht, die durch den realen Identifikationscode
identifiziert wurde, in der Längsrichtung
des Eintrittsspaltes in Entsprechung gebracht. Falls die Mobileinheit
in dem Eintrittsspalt innerhalb einer vorbestimmten Zeit danach
detektiert worden ist, kann der reale Identifikationscode der Mobileinheit
zugeteilt werden. In diesem Fall wird der Mobileinheit, der kein
realer Identifikationscode zugeteilt worden ist und an der deshalb
keine ID-Entsprechung ausgeführt
werden könnte,
ein virtueller Identifikationscode zugeteilt. Ferner kann die Position
jedes Eintrittsspaltes so bestimmt werden, daß eine Mobileinheit in einen
Eintrittsspalt in einem Bild gelangt, wenn ein realer Identifikationscode zugeteilt
oder empfangen ist. In diesem Fall kann die Mobileinheit in dem
Eintrittsspalt als Antwort auf die Zuteilung oder den Empfang des
realen Identifikationscodes detektiert werden.
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Ferner
können
in dem Fall, wenn einer Mobileinheit unmittelbare Gefahr auf Grund
eines anomalen Verhaltens einer anderen Mobileinheit droht (eine Mobileinheit,
der eine andere Mobileinheit zugeordnet ist, die ein anomales Verhalten
an den Tag legt), wie zum Beispiel in dem Fall, wenn sich ein nachfolgendes
Fahrzeug dem vorausfahrenden Fahrzeug schnell nähert, solche Sprachinformationen
wie beispielsweise "ein
nachfolgendes Fahrzeug nähert
sich schnell" als
Informationen, die einem anomalen Verhalten zugeordnet sind, zu
dem vorausfahrenden Fahrzeug gesendet werden.
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Die
Verfolgungssektion 34 und die Teilungssektion von nichtgetrennten
Einheiten 36 sind nicht auf die oben beschriebenen beschränkt, sondern können andere
sein, solange sie ihren Zweck erfüllen.
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Ferner
kann die vorliegende Erfindung nur die Konfiguration von 1 oder
die Konfiguration von 1 ohne die straßenseitige
Kommunikationsvorrichtung 18 haben, wobei eine Person (z.
B. ein Polizist) eine Warnung ausgibt, wenn die automatische Warnvorrichtung 14 die
Warnung ausgibt. Alternativ kann anstelle des Sendens der Warninformationen über eine
Antenne zu der Kommunikationsvorrichtung im Fahrzeug ein straßenseitiges
oder ein an ein Portal montiertes Warnzeichen aufleuchten.
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Die
vorliegende Erfindung kann ferner eine Vorrichtung nur zum Ausführen der
Verfolgung von Mobileinheiten ohne Detektion des anomalen Verhaltens
sein.
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Somit
betrifft die vorliegende Erfindung eine Mobileinheit-Identifikationsvorrichtung,
die eine Entsprechung zwischen einem realen Identifikationscode,
der ein persönlicher
Identifikationscode einer mobilen Kommunikationsvorrichtung sein
kann, und einer Mobileinheit findet, die mit einer Kamera detektiert
wurde, und genauer gesagt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
automatischen Warnen einer Mobileinheit unter Verwendung der realen
Identifikationscodes, deren anomales Verhalten in Bildern detektiert
wird, oder einer anderen Mobileinheit, die ihr zugeordnet ist.