DE69124414T2

DE69124414T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Verkehrsflusses

Info

Publication number: DE69124414T2
Application number: DE69124414T
Authority: DE
Inventors: Nobuhiro Hamada; Kuniyuki Kikuchi; Tadaaki Kitamura; Yasuo Morooka; Kazunori Takahashi; Masao Takatou; Hiroshi Takenaga
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1991-04-26
Publication date: 1997-05-28
Anticipated expiration: 2011-04-27
Also published as: US5530441A; US5283573A; EP0454166A2; EP0744726A3; DE69124414D1; EP0454166A3; KR910018960A; CA2041241A1; KR100218896B1; EP0454166B1; JP2712844B2; JPH04211900A; EP0744726A2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verkehrsflußsteuervorrichtung und ein zugehöriges Verfahren. Der Artikel "Development of an Image-Processing Traffic Flow Measurement System for Intersections II, veröffentlicht in Sumitomo Electric Technical Review Nr. 27, Januar 1988, S. 104-110, beschreibt ein Meßsystem Von einer Kamera werden Bilder aufgenommen. Eine anschließende Bildverarbeitung extrahiert Merkmale von Fahrzeugen. Das Ergebnis, das erhalten werden soll, ist das Verkehrsvolumen und die Fahrzeuggeschwindigkeit.
Eine herkömmliche Verkehrsflußmessung wurde durchgeführt, indem oberhalb eines Verkehrssignals eine Kamera angeordnet wurde, wobei mittels einer Kamera Bilder von Fahrzeugen aufgenommen wurden, die während eines blauen Signals in eine Kreuzung einlaufen, und die Anzahl und die Geschwindigkeiten der Fahrzeuge gemessen wurden, wie z. B. in "Sumitomo Denki", Bd. 130, März 1987, S. 26-32, beschrieben ist. Bei diesem Beispiel ist ein diagonaler Meßbereich so eingestellt, daß er sich längs der Rechts- und Linksabbiegerspuren erstreckt, wobei die Helligkeitsdaten der Meßstützpunkte innerhalb des Meßbereichs auf verschiedene Arten verarbeitet werden, um die Anzahl und die Geschwindigkeiten der Fahrzeuge zu messen.
Das obenbeschriebene herkömmliche System berücksichtigt jedoch die Überlappung von Fahrzeugen nicht ausreichend und bringt das Problem mit sich, daß die Extraktion und die Verfolgung von Fahrzeugen nicht zufriedenstellend durchgeführt werden kann, da kleinere Fahrzeuge, die größeren Fahrzeugen folgen, durch diese verdeckt werden und größere Fahrzeuge, die rechts abbiegen oder beabsichtigen, rechts abzubiegen, gegenüberliegende kleinere Fahrzeuge verdecken, die ebenfalls rechts abbiegen.
Das System des Standes der Technik bringt das weitere Problem mit sich, daß der Verkehrsfluß bei einem Übergang von Gelblicht zu Rotlicht nicht genau bestimmt werden kann, da das System nur die Fahrzeuge prüft, die bei Grünlicht in die Kreuzung einlaufen.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Verkehrsflußsteuervorrichtung und ein zugehöriges Verfahren zu schaffen, die fähig sind, den Verkehr auf einer Kreuzung flexibel und zuverlässig zu steuern.
Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gerichtet.
Im folgenden werden verschiedene Merkmale einer verbesserten Verkehrsflußsteuervorrichtung und eines zugehörigen Verfahrens beschrieben.
Ein Merkmal besteht darin, daß das Gesichtsfeld einer Kamera auf einen Bereich von der Mitte der Kreuzung in die Nähe ihres Auslaufbereichs eingestellt wird, und nicht auf einen Bereich vom Eingangsbereich in die Nähe der Mitte der Kreuzung.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß das Vorhandensein von rechtsabbiegenden Fahrzeugen, linksabbiegenden Fahrzeugen und geradeausfahrenden Fahrzeugen in Abhängigkeit von den Farben (Blau, Gelb, Rot) eines Signals geschätzt wird, indem ein Phasensignal von einer Verkehrssignalsteuervorrichtung empfangen wird und Bewegungsbereichsdaten, die von Fahrzeug zu Fahrzeug verschieden sind, dynamisch erzeugt werden, um die Verfolgungsgenauigkeit von Fahrzeugen zu verbessern.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß Daten von anderen Verkehrsflußmeßvorrichtungen (andere Meßinstrumente, Fahrzeugsensoren und dergleichen) verwendet werden, um irgendeine Anomalie der Meßinstrumente (Kamera, Verkehrsflußsteuervorrichtung und dergleichen) zu überprüfen.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die Kamera in einer erhöhten Position oder oberhalb der Mitte einer Kreuzung installiert wird, so daß die gesamte Kreuzung durch das Gesichtsfeld einer einzelnen Kamera abgedeckt werden kann, um die Überlappung von Fahrzeugen im Gesichtsfeld einer Kamera zu vermeiden.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß an einer n-wegigen Kreuzung 2n Kameras verwendet werden, wobei das Gesichtsfeld einer Kamera so eingestellt ist, daß es den Einlaufbereich bis in die Nähe der Mitte der Kreuzung abdeckt, und das Gesichtsfeld einer weiteren Kamera für die gleiche Gruppe von Fahrzeugen auf einen Bereich nahe der Mitte der Kreuzung gegenüberliegend eingestellt wird.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß eine Fahrzeugortspunkttabelle und eine Fahrzeugsuchkarte in Abhängigkeit von den Zeitzonen, die die Veränderung der Phase eines Verkehrssignals berücksichtigen, verwendet werden, um die Fahrzeugverfolgungsgenauigkeit zu verbessern.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß eine Fahrzeugortspunkttabelle und eine Fahrzeugsuchkarte automatisch erzeugt werden, indem ein Lernen unter Verwendung der Daten zum Zeitpunkt der On-line-Messung ausgeführt wird, um die Fahrzeugverfolgungsgenauigkeit zu verbessern und die Erzeugung einfacher zu machen.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die Gesamtzahl der Fahrzeuge (die Anzahl der linksabbiegenden Fahrzeuge, die Anzahl der geradeausfahrenden Fahrzeuge und die Anzahl der rechtsabbiegenden Fahrzeuge) in jeder Richtung für jede Straße ermittelt wird, indem die Einlaufgröße (die Anzahl der einlaufenden Fahrzeuge), die Auslaufgröße (die Anzahl der auslaufenden Fahrzeuge) und die Anzahl der linksabbiegenden oder rechtsabbiegenden Fahrzeuge jeder Straße entsprechend einer Zeitzone, die einer Phase einer Verkehrssignalsteuervorrichtung zugeordnet ist, ermittelt wird, um die Meßgenauigkeit der Fahrzeuganzahl, der mittleren Geschwindigkeit und dergleichen zu verbessern.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die Systemsteuerung oder die Punktantwortsteuerung eines Verkehrssignals auf On-line-Basis mittels eines Verkehrssteuercomputers und einer Verkehrssteuervorrichtung auf der Grundlage des Meßergebnisses von einem Verkehrsflußmeßvorrichtungs- Hauptkörper durchgeführt wird, um den Fahrzeugfluß auf einer Kreuzung gleichmäßig zu gestalten.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die Überprüfung aller Parameterwerte, wie z. B. eines Zyklus, einer Aufteilung, eines Offsets und einer Notwendigkeit für die Einrichtung einer Rechtsabbiegerspur, einer Vorzugslinksabbiegerspur sowie eines Nur-Rechtsabbieger-Signals, auf Off-line-Basis beurteilt werden, indem das Ergebnis der Verkehrsflußmessung von einem Verkehrssteuercomputer statistisch verarbeitet wird, um den Fahrzeugfluß auf einer Kreuzung gleichmäßig zu gestalten.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die Verarbeitungsgeschwindigkeit verbessert wird, indem eine Kamera und eine Bildverarbeitungseinheit oder ein Meßvörrichtungs-Hauptkörper auf einer 1:1-Basis einander entsprechen, um die Fahrzeugmeßgenauigkeit zu verbessern.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß das Gesichtsfeld einer Kamera auf einen Bereich von der Mitte in die Nähe des Auslaufbereichs einer Kreuzung eingestellt wird, derart, daß das Signal nicht im Gesichtsfeld enthalten ist, um die Fahrzeugmeßgenauigkeit zu verbessern.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß das Gesichtsfeld einer Kamera so eingestellt ist, daß es kein Signal und keinen Fußgängerüberweg enthält, jedoch eine Anhaltelinie für Fahrzeuge an der Rückseite der Anhaltelinie auf der Einlaufseite der Kreuzung enthält, um die Fahrzeugmeßgenauigkeit zu verbessern.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß das Gesichtsfeld einer Kamera so eingestellt ist, daß es kein Signal und keinen Fußgängerüberweg vor dem Fußgängerüberweg auf der Auslaufseite der Kreuzung enthält, um die Fahrzeugmeßgenauigkeit zu verbessern.
Ein weiteres Merkmal besteht darin, daß die Verarbeitung ausgeführt wird, während ein unbenötigter Bereich innerhalb des Gesichtsfelds der Kamera durch eine Maskenverarbeitung und eine Fensterverarbeitung ausgeblendet wird, um die Fahrzeugmeßgenauigkeit zu verbessern.
Fig. 1 ist eine Ansicht, die ein Einstellverfahren für das Gesichtsfeld einer Kamera gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist eine Ansicht, die ebenfalls das Einsteliverfahren des Gesichtsfeldes einer Kamera gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ist eine Ansicht, die ebenfalls das Einstellverfahren des Gesichtsfeldes einer Kamera gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ist eine Ansicht, die ebenfalls das Einstellverfahren des Gesichtsfeldes einer Kamera gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 ist eine Ansicht, die ebenfalls das Einsteilverfahren des Gesichtsfeldes einer Kamera gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 ist ein Verfahren, das ein Einstellverfahren einer Kamera gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 ist eine Ansicht, die ebenfalls das Einstellverfahren einer Kamera gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist eine Ansicht, die ein Einstellverfahren einer Kamera gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 9 ist eine Ansicht, die ein Einstellverfahren einer weiteren Kamera gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 10 ist eine erläuternde Ansicht, die zur Erläuterung einer Aufgabe der Messung in Abhängigkeit von einer Zeitzone dient, die mit einem Anzeigesignal eines Verkehrssignals verknüpft ist;
Fig. 11 ist eine Ansicht, die den Fahrzeugfluß in jeder Zeitzone der Fig. 10 zeigt;
Fig. 12 ist eine Ansicht, die den Fahrzeugfluß in jeder Zeitzone der Fig. 10 zeigt;
Fig. 13 ist eine Ansicht, die den Fahrzeugfluß in jeder Zeitzone der Fig. 10 zeigt;
Fig. 14 ist eine Ansicht, die den Fahrzeugfluß in jeder Zeitzone der Fig. 10 zeigt;
Fig. 15 ist ein Flußdiagramm, das den Ablauf einer Verkehrsflußmeßverarbeitung zeigt;
Fig. 16 ist eine Ansicht, die die vorhandenen Positionen von Fahrzeugen innerhalb des Gesichtsfeldes einer Kamera zeigt;
Fig. 17 ist eine Ansicht, die die vorhandenen Positionen von Fahrzeugen innerhalb des Gesichtsfeldes einer Kamera zeigt;
Fig. 18 ist eine erläuternde Ansicht, die zur Erläuterung einer Fahrzeugdatenindextabelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient;
Fig. 19 ist eine erläuternde Ansicht, die zur Erläuterung einer Fahrzeugdatenindextabelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient;
Fig. 20 ist eine Ansicht, die zur Erläuterung der Lage von Fahrzeugen dient;
Fig. 21 ist eine erläuternde Ansicht, die zur Erläuterung einer Fahrzeugregistrierungstabelle vor einer Aktualisierung dient;
Fig. 22 ist eine erläuternde Ansicht, die zur Erläuterung der Fahrzeugregistrierungstabelle nach der Aktualisierung dient;
Fig. 23 ist eine erläuternde Ansicht, die zur Erläuterung einer Fahrzeugumlaufpunkttabelle dient;
Fig. 24 ist eine erläuternde Ansicht, die zur Erläuterung der Fahrzeugumlaufpunkttabelle dient;
Fig. 25 ist eine erläuternde Ansicht, die zur Erläuterung der Fahrzeugumlaufpunkttabelle dient;
Fig. 26 ist eine erläuternde Ansicht, die zur Erläuterung der Fahrzeugumlaufpunkttabelle dient;
Fig. 27 ist eine erläuternde Ansicht, die zur Erläuterung einer Fahrzeugsuchkarte dient;
Fig. 28 ist eine Ansicht, die alle Verkehrsspuren und die Flußraten an einer Kreuzung zeigt;
Fig. 29 ist ein Blockschaltbild, das die Struktur einer Verkehrsflußmeßvorrichtung zeigt;
Fig. 30 ist eine erläuternde Ansicht, die zur Erläuterung des Ablaufs einer Verkehrsflußmeßverarbeitung dient;
Fig. 31 ist eine Ansicht, die eine weitere Systemkonfiguration der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 32 ist eine Ansicht, die eine weitere Systemkonfiguration der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 33 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 34 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 35 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 36 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Im folgenden wird mit Bezug auf Fig. 29 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Eine Verkehrsflußmeßvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform enthält einen Verkehrsflußmeßvorrichtungs-Hauptkörper 90 zum Verarbeiten von Bildern, die von Kameras 101a, 101b, 101c, 101d zum Aufnehmen der Bilder nahe einer Kreuzung 50 aufgenommen werden, und zum Messen eines Verkehrsflusses sowie einen Monitor 111 zum Anzeigen der Bilder und verschiedener Daten.
Der Verkehrsflußmeßvorrichtungs-Hauptkörper 90 enthält eine Bildverarbeitungseinheit 100 zum Extrahieren der Merkmalsgrößen von Objekten aus den eingegebenen Bildern, eine CPU 112 zum Steuern der gesamten Vorrichtung und zum Verarbeiten der Verarbeitungsergebnisse der Bildverarbeitungseinheit 100 sowie zum Verarbeiten des Phasensignals einer Verkehrssignalsteuervorrichtung 114 und der Daten von einer Meßvorrichtung 115 für ununterbrochene Verkehrsströme, sowie einen Speicher 113 zum Speichern der Meßergebnisse und dergleichen.
Die Bildverarbeitungseinheit 100 ist mit einem Kameraschalter 102, einem A/D-Umsetzer 103, einem Bildspeicher 104, einer Zwischenbild-Operationsschaltung 105, einer Binärcodierungsschaltung 106, einer Etikettierungsschaltung 107, einer Merkmalsgrößenextraktionsschaltung 108 sowie einem D/A-Umsetzer 110 ausgestattet.
Der Bildspeicher 104 ist mit k Dichtespeichern G1 bis Gk mit z. B. einer 256 256 Pixelstruktur ausgestattet und ist, falls erforderlich, mit 1 Binärbildspeichern B1 bis Bl zum Speichern von Binärbildern ausgestattet.
Im folgenden wird die Operation beschrieben.
Die Bildverarbeitungseinheit 100 empfängt die von den Kameras 101a bis 101d auf der Grundlage des Befehls von der CPU 112 aufgenommenen Bildsignale, wählt den Eingang einer der vier Kameras mittels des Kameraschalters 102, setzt die Signale mittels des A/D-Umsetzers 103 in Dichtedaten mit z. B. 128 Graustufen um und speichert die Daten im Bildspeicher 104.
Ferner führt die Bildverarbeitungseinheit 100 verschiedene Verarbeitungen wie z. B. eine Zwischenbildberechnung, eine Digitalisierung, eine Etikettierung, eine Merkmalsgrößenextraktion und dergleichen mittels der Zwischenbild-Operationsschaltung 105, der Binärcodierungsschaltung 106, der Etikettierungsschaltung 107 bzw. der Merkmalsextraktionsschaltung 108 usw. durch, setzt die Ergebnisse der Verarbeitungen mittels des D/A-Umsetzers 110, falls erforderlich, in Videosignale um und zeigt die Videosignale auf dem Monitor 111 an. Anschließend führt die CPU 112 eine später erscheinende Meßverarbeitung 31 durch, ermittelt ein Verkehrsflußmeßergebnis (die Anzahl der linksabbiegenden Fahrzeuge, die Anzahl der geradeausfahrenden Fahrzeuge und die Anzahl der rechtsabbiegenden Fahrzeuge, die in einer bestimmten Zeitzone von den jeweiligen Straßen in eine Kreuzung einlaufen) und sendet die Ergebnisse an einen Verkehrssteuercomputer 118 und/oder an eine Verkehrssignalsteuervorrichtung 114. Wenn die Meßergebnisse nur zum Verkehrs steuercomputer 118 gesendet werden, berechnet der Computer 118 aus den Verkehrsflußmeßergebnissen ein Auswahlniveau des Kontrollmusters wählt jeweils die Zyklus-, Aufteilungs- und Offset-Muster, die diesem Auswahlniveau entsprechen, setzt die ausgewählten Muster in eine Echtzeit um und gibt in Abhängigkeit von einer Schrittzeitgrenzenanzeige, die ein Signalanzeigeverfahren ermittelt, einen Vorrückimpuls an die Verkehrssignalsteuervorrichtung 114 aus. Die Signalsteuervorrichtung 114 ändert die Anzeige des Signals 95 auf der Grundlage dieses Impulses (im Fall der Systemsteuerung des Verkehrssignals). Wenn andererseits die Meßergebnisse von der CPU 112 zur Signalsteuervorrichtung 114 gesendet werden, führt die Signalsteuervorrichtung 114 auf der Grundlage der Meßergebnisse die gleiche Verarbeitung wie der Verkehrssteuercomputer 118 durch, erzeugt selbst den Zählimpuls und ändert die Anzeige des Signals 95 anhand dieses Impulses oder ändert die Anzeige des Signals 95 auf der Grundlage des Meßergebnisses anhand einer herkömmlichen Punktantwortsteuerung ("Point Control of Signal", herausgegeben von Hiroyuki Okamoto, "Management and Operation of Road Traffic", S. 104-110, Gijutsu Shoin, 31. Oktober 1987).
Die zum Verkehrssteuercomputer 118 gesendeten Verkehrsflußmeßergebnisse werden für eine bestimmte Zeitspanne gesammelt und im Computer statistisch verarbeitet. Diese statistischen Daten können auf einer Off-line-Basis genutzt werden und können verwendet werden, um die Parameterwerte von jeweils dem Zyklus, der Aufteilung und dem Offset zu überprüfen, und können als Basis für die Entscheidung verwendet werden, ob eine Rechtsabbiegerspur, eine Linksabbiegervorzugsspur oder ein Nur-Rechtsabbiegersignal eingerichtet werden sollen.
Fig. 31 zeigt eine weitere Systemkonfiguration. Der Verkehrsflußmeßvorrichtungs-Hauptkörper 90' gibt das Bild jeder Kamera 101a bis 101d an einen Bildprozessor 100', der jeder Kamera zugeordnet ist (ein Bildprozessor 100, der keinen Kameraschalter 102 enthält), weiter und sendet das Ergebnis jeder Bildverarbeitung zur CPU 112'. Die CPU 112' ermittelt die Gesamtzahl der Verkehrsflußfahrzeuge, die Fahrzeuggeschwindigkeiten und dergleichen und zeigt das Bild der Verarbeitungsergebnisse usw. über den Anzeigeschalter 116 auf dem Monitor 111 an.
Fig. 32 zeigt eine weitere Systemkonfiguration. Die Bildverarbeitung wird vom Verkehrsflußmeßvorrichtungs- Hauptkörper 90'' ausgeführt, der individuell jeder Kamera 101a bis 101d zugeordnet ist, wobei die CPU 112'' den Fluß der Fahrzeuge, der dem eingegebenen Bild jeder Kamera zugeordnet ist, mißt und sammelt und alle Ergebnisse gemeinsam zum Computer 117 sendet. Der Sammelcomputer 117 ermittelt die Gesamtverkehrsströme unter Verwendung der Verarbeitungsergebnisse aller Verkehrsflußmeßvorrichtungs-Hauptkörper 90'', indem er, falls erforderlich, auf das Phasensignal von der Verkehrssignalsteuervorrichtung 114 und auf die Daten von einer Einzelstraßen-Verkehrsflußmeßvorrichtung 115, wie z. B. einem Fahrzeugsensor, Bezug nimmt. Das Bild des Verarbeitungsergebnisses usw. wird über den Anzeigeschalter 116' auf dem Monitor 111 angezeigt. Außerdem ist das Verfahren der Änderung der Signalanzeige des Signals 95 auf der Grundlage des Meßergebnisses dasselbe wie im Fall der Fig. 29. Die Einzelstraßen-Verkehrsflußmeßvorrichtung 115 ist eine Vorrichtung, die die Anzahl der geradeausfahrenden Fahrzeuge und deren Geschwindigkeiten auf einer Straße mit gewöhnlichen Spuren mißt. Auf diese Anwendung können eine Verkehrsflußmeßvorrichtung, die einen herkömmlichen Fahrzeugsensor und eine herkömmliche ITV-Kamera verwendet, oder die Verkehrsflußmeßvorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
Im folgenden werden kurz die Fahrzeugextraktion unter Verwendung der Hintergrundbilder und die Meßverarbeitung des Fahrzeugflusses beschrieben.
Fig. 30 ist eine schematische Ansicht dieser Fahrzeugextraktionsverarbeitung. Zuerst ermittelt die Bildverarbeitungseinheit 100 das Differenzbild 3 zwischen dem Eingabebild 1 und dem Hintergrundbild 2, setzt das Differenzbild mit Bezug auf einen vorgegebenen Schwellenwert in Binärdaten um, um ein Binärbild 4 zu erzeugen, etikettiert jedes Objekt mittels Etikettierung und extrahiert (30) die Merkmalsgrößen, wie z. B. eine Fläche, die Koordinaten des Schwerpunkts, die Lage (Richtung) und dergleichen. Als nächstes bewertet die CPU 112 ein Objekt mit einer Fläche innerhalb eines vorgegebenen Bereichs als das Fahrzeug, speichert dessen Koordinaten des Schwerpunkts als Positionsdaten dieses Fahrzeugs im Speicher 113, verfolgt einzelne Fahrzeuge unter Bezugnahme auf die im Speicher 113 gespeicherten Positionsdaten jedes Fahrzeugs und mißt die Anzahlen der rechtsabbiegenden Fahrzeuge, der linksabbiegenden Fahrzeuge und der geradeausfahrenden Fahrzeuge sowie deren Geschwindigkeiten (31). Übrigens stellt das Bezugszeichen 10 im Eingangsbild 1 die Fahrzeuge dar, während 11 eine Mittellinie einer Straße und 12 ein Gehwegabschnitt sind.
Im folgenden werden mit Bezug auf Fig. 1 Einzelheiten des Einsteilverfahrens des Gesichtsfeldes der Kamera beschrieben, die einen wesentlichen Gegenstand der vorliegenden Erfindung darstellen.
Fig. 1 ist eine Draufsicht auf die Umgebung einer Kreuzung.
Bei der herkömmlichen Verkehrsflußmeßvorrichtung ist das Gesichtsfeld 150 der Kamera 101 auf den Bereich vom Einlaufabschnitt einer Kreuzung in die Nähe ihres Mittelabschnitts eingestellt, wie mit dem durch einen Rahmen mit gestrichelter Linie umschlossenen Bereich dargestellt ist, um die Ströme von Fahrzeugen zu messen, die in die Kreuzung einlaufen (rechtsabbiegende Fahrzeuge r, geradeausfahrende Fahrzeuge s, linksabbiegende Fahrzeuge 1). Im Gegensatz dazu ist bei der vorliegenden Erfindung das Gesichtsfeld 151 der Kamera 101' auf den Bereich von der Mitte der Kreuzung in die Nähe ihres Auslaufbereichs eingestellt, der durch den Bereich dargestellt ist, der von dem schraffierten Rahmen mit der gestrichelten Linie umschlossen ist, um die Ströme von Fahrzeugen zu messen, die in die Kreuzung einlaufen und anschließend aus dieser herausfahren (rechtsabbiegende Fahrzeuge R, geradeausfahrende Fahrzeuge S, linksabbiegende Fahrzeuge L).
Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Umgebungsbereichs der Kreuzung. Wenn sich die Fahrzeuge 155, 156 innerhalb der Gesichtsfelder 150 bzw. 151 befinden, wie in der Zeichnung gezeigt ist, treten die durch die Netzschraffur dargestellten verdeckten Bereiche 157 bzw. 158 auf. Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen den Kameras und deren Gesichtsfeldern, wenn die vorliegende Erfindung auf eine Kreuzung mit vier Straßen angewendet wird. Die Gesichtsfelder der Kameras 101a, bib, 101c und 101d sind 151a, 151b, 151c bzw. 151d. Wenn das Gesichtsfeld der Kamera 101' auf 151 eingestellt ist, während die Kamera 101' über dem Signal angeordnet ist, befindet sich das Signal im Gesichtsfeld, wobei Verarbeitungen wie z. B. die Extraktion von Fahrzeugen und die Verfolgung schwierig werden. Daher wird das Gesichtsfeld 151' der Kamera 101'' auf den Bereich eingestellt, der von dem in Fig. 4 gezeigten schraffierten Rahmen mit der gestrichelten Linie umschlossen ist. Die Seitenansicht auf den Umgebungsbereich auf der Kreuzung ergibt sich so wie in Fig. 5 gezeigt, wobei ein verdeckter Abschnitt 158' des Fahrzeugs 156 auftritt. Wie aus den Fig. 2 und 5 deutlich wird, stellt diese Ausführungsform das Gesichtsfeld der Kamera auf den Bereich ein, der sich vom Mittelabschnitt der Kreuzung bis zu deren Auslaufabschnitt erstreckt, wobei die von den Fahrzeugen 155, 156 verdeckten Abschnitte, oder mit anderen Worten die Überlappungen zwischen den Fahrzeugen innerhalb des Gesichtsfeldes, stärker verringert werden, als wenn die Kamera auf den Bereich vom Einlaufabschnitt in die Nähe der Mitte der Kreuzung eingestellt ist, wobei die Fahrzeugextraktionsgenauigkeit verbessert wird.
Ein weiteres Einstellverfahren des Gesichtsfeldes der Kamera ist in den Fig. 6 und 7 gezeigt. Eine Kamera 101 ist mittels eines Tragbalkens 160 über der Mitte der Kreuzung 50 angeordnet. Unter Verwendung eines Weitwinkelobjektivs kann die Kamera 101 mit ihrem Gesichtsfeld 161 die gesamte Kreuzung abdecken. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Anzahl der Kameras auf einen Satz reduziert werden, wobei die Höhe des Tragbalkens für die Installation der Kamera ebenfalls reduziert werden kann.
In Fig. 8 ist ein weiteres Einstellverfahren der Kamera gezeigt. Eine Kamera 101 ist in einer Höhe h (z. B. h ≥ 15 m) auf dem Tragmast des Signals der Kreuzung 50 oder auf dem Tragmast 162 neben dem Signal angeordnet und erhält unter Verwendung eines Weitwinkelobjektivs das Gesichtsfeld 163. Gemäß dieser Ausführungsform kann die Anzahl der Kameras auf einen Satz verringert werden, wobei das Erscheinungsbild der Stadt nicht beeinträchtigt wird, da keine Tragbalken erforderlich sind, die die Kreuzung überspannen.
In Fig. 9 ist ein weiteres Einstellverfahren der Kamera gezeigt. Diese Ausführungsform verwendet auf einer Kreuzung mit vier Straßen acht Kameras (oder 2n Sätze von Kameras für eine n-wegige Kreuzung oder eine Kreuzung mit n Straßen). Das Gesichtsfeld 164 (der vom schraffierten Rahmen umschlossene Bereich) der Kamera 101a ist für die Gruppe von Fahrzeugen, die den durch den Pfeil 170 dargestellten Fluß aufweisen, auf den Bereich vom Einlaufabschnitt der Kreuzung in die Nähe ihrer Mitte eingestellt, während das Gesichtsfeld 165 einer Hilfskamera 101a' (der durch den schraffierten Rahmen mit gestrichelter Linie umschlossenen Bereich) auf den Bereich nahe der Mitte der Kreuzung eingestellt ist. In ähnlicher Weise sind die Gesichtsfelder der Kamerapaare, d. h. der Kameras 101b und 101b', 101c und 101c' sowie 101d und 101d', auf die Bereiche, die sich von den Einlaufabschnitten der Kreuzung in die Nähe ihrer Mitte erstrecken, bzw. auf die gegenüberliegenden Mittelabschnitte eingestellt. Gemäß dieser Ausführungsform können die Bilder der Gruppe von Fahrzeugen, die in eine Richtung fahren, sowohl von vorne als auch von hinten aufgenommen werden, wobei die Überlappung der Fahrzeuge innerhalb der Gesichtsfelder der Kameras, insbesondere die Überlappung der rechtsabbiegenden Fahrzeuge mit den gegenüberliegenden rechtsabbiegenden Fahrzeugen, vermieden werden kann, so daß die Extraktionsgenauigkeit der Fahrzeuge verbessert werden kann.
Als nächstes wird die Verknüpfungsoperation zwischen dem Verkehrsflußmeßvorrichtungs-Hauptkörper 90 und der Signalsteuervorrichtung 114 beschrieben. Die Anzeigesignale von der Steuervorrichtung 114 sind in Fig. 10 gezeigt. Die Fig. 11 bis 14 zeigen die Fahrzeugströme in jeder Zeitzone a bis d, wenn das Anzeigesignal des Signals 95 wie in Fig. 10 gezeigt geändert wird, für den Fall, in dem die Kamera 101 oberhalb des Signals 95 angeordnet ist. In der Zeitzone a, in der das Signal 95 das rote Signal anzeigt, werden die linksabbiegenden Fahrzeuge L und die rechtsabbiegenden Fahrzeuge R gemessen. In der Zeitzone b, die das Durchlaufen einer bestimmten Zeitspanne nach dem Wechsel des Signals 95 von Rot nach Blau darstellt, werden die in Fig. 12 gezeigten linksabbiegenden Fahrzeuge L, geradeausfahrenden Fahrzeuge S und rechtsabbiegenden Fahrzeuge R gemessen. In der Zeitzone c, in der das Signal 95 blaue und gelbe Signale anzeigt, werden die in Fig. 11 gezeigten geradeausfahrenden Fahrzeuge S gemessen. In der Zeitzone d, die das Durchlaufen einer gewissen Zeitspanne nach der Anderung des Signals 95 vom gelben Signal zum roten Signal darstellt, werden die in Fig. 14 gezeigten linksabbiegenden Fahrzeuge L und geradeausfahrenden Fahrzeuge S gemessen.
In den Fig. 11, 12, 13 und 14, die die Zeitzonen a, b, c und d zeigen, können die Fahrzeugströme in Geradeausrichtung zur Kamera 101 und zum Signal 95 (die geradeausfahrenden Fahrzeuge S' und die rechtsabbiegenden Fahrzeuge R', die mit gestrichelten Pfeilen dargestellt sind) vernachlässigt werden, da sie von anderen Kameras gemessen werden, wobei jedoch dann, wenn sie gemessen werden, die Meßergebnisse der Kameras wechselweise geprüft werden können.
Außerdem zeigen die Fig. 10 und 11 bis 14 die Grundveränderung der Anzeige der Signale und die Fahrzeugströme, die einer solchen Anderung zugeordnet sind. Im Fall anderer unterschiedlicher Signalanzeigeverfahren, wie z. B. einem Signalanzeigeverfahren, das mit einer Rechtsabbiegeranzeige oder auch mit einer Mischanzeige versehen ist, kann die Erfassung in ähnlicher Weise durchgeführt werden, indem die Erfassungsobjekte (linksabbiegende Fahrzeuge, geradeausfahrende Fahrzeuge und rechtsabbiegende Fahrzeuge) entsprechend den Zeitzonen definiert werden und eine Fahrzeugumlaufpunkttabelle sowie eine Fahrzeugsuchkarte (die später genauer erläutert werden) entsprechend den Zeitzonen erstellt werden.
Als nächstes wird kurz die Meßverarbeitung der linksabbiegenden Fahrzeuge, der geradeausfahrenden Fahrzeuge und der rechtsabbiegenden Fahrzeuge (entsprechend der Merkmalsgrößenextraktion 30 und der Messung 31 in Fig. 30) erläutert. Fig. 15 zeigt den Ablauf dieser Verarbeitung.
Zu Beginn etikettiert die Etikettierungsschaltung 107 die Objekte innerhalb des Binärbildes 4 (Schritt 200). Nachdem jedes Objekt etikettiert ist, wird für den Bereich jedes Objektes ermittelt, ob dieser Bereich innerhalb des Bereichs liegt, der das Fahrzeug darstellt, wobei die Objekte innerhalb des Bereichs als Fahrzeuge extrahiert werden (Schritt 210). Die Koordinaten der Schwerpunkte der extrahierten Fahrzeuge und deren Lage (Richtung) werden ermittelt (Schritt 220), wobei eine Fahrzeugdatentabelle erstellt wird (Schritt 230). Ob die Verarbeitung für alle möglichen Fahrzeuge abgeschlossen ist, wird auf der Grundlage der Anzahl der Etiketten (der Anzahl der Objekte) ermittelt (Schritt 240), wobei dann, wenn sie nicht abgeschlossen ist, der Ablauf zu Schritt 210 zurückkehrt, und dann, wenn sie abgeschlossen ist, der Ablauf mit dem nächsten Schritt fortfährt. Die Suche und die Identifizierung für die Verfolgung der Fahrzeuge wird bewerkstelligt, indem auf die Fahrzeugregistrierungstabelle 51, die Fahrzeugsuchkarte 52 und die Fahrzeugdatentabelle 53 Bezug genommen wird (Schritt 250). Die Punkte für das Linksabbiegen, das Geradeausfahren und das Rechtsabbiegen in der Fahrzeugregistrierungstabelle 51 werden für die identifizierten Fahrzeuge unter Verwendung der Fahrzeugumlaufpunkttabelle 54 aktualisiert. Wenn die Fahrzeuge (die bereits in der Fahrzeugregistrierungstabelle 51 registrierten Fahrzeuge), die zum Zeitpunkt t&sub0; (dem Zeitpunkt einen Zyklus vor dem aktuellen Zeitpunkt t) vorhanden sind, sich zu diesem Zeitpunkt t außerhalb des Gesichtsfeldes befinden, werden die Geschwindigkeiten der Fahrzeuge anhand der Zeitspanne, in der sie sich im Gesichtsfeld befanden, und anhand ihrer Bewegungsstrecken ermittelt, wobei anhand der Maximalwerte der Fahrzeugortspunkte ermittelt wird, ob sie linksabbiegende Fahrzeuge, geradeausfahrende Fahrzeuge oder rechtsabbiegende Fahrzeuge sind, woraufhin die Anzahl der jeweiligen Art (linksabbiegende Fahrzeuge, geradeausfahrende Fahrzeuge, rechtsabbiegende Fahrzeuge) aktualisiert wird (Schritt 260). Anschließend wird geprüft, ob die Verarbeitungen der Schritte 250 und 260 für alle registrierten Fahrzeuge abgeschlossen sind (Schritt 270), wobei dann, wenn diese nicht abgeschlossen sind, der Ablauf zum Schritt 250 zurückkehrt, und dann, wenn sie abgeschlossen sind, die im Gesichtsfeld 151 der Kamera neu erschienenen Fahrzeuge in der Fahrzeugregistrierungstabelle 51 registriert werden (Schritt 280). Die Verarbeitung zum Zeitpunkt t ist damit abgeschlossen.
Als nächstes wird mit Bezug auf die Fig. 16 bis 20 das Erstellungsverfahren der Fahrzeugdatentabelle 53 (das dem Schritt 230 entspricht) erläutert.
Die Fig. 16 und 17 zeigen die Positionen der Fahrzeuge, die sich im Kameragesichtsfeld 151 befinden. Fig. 16 zeigt die vorhandenen Positionen der Fahrzeuge zum aktuellen Zeitpunkt t, während Fig. 17 die Positionen der Fahrzeuge zum Zeitpunkt t&sub0; zeigt, der einen Zyklus vor dem Zeitpunkt t liegt.
Um die anschließenden Verarbeitungen zu erleichtern, werden die Blockkoordinaten Pig (1 ≤ i ≤ m, 1 ≤ g ≤ n) definiert, indem das Kameragesichtsfeld 151 gleichmäßig in Y-Richtung in m Segmente und in X-Richtung in n Segmente, oder mit anderen Worten in m n Segmente, unterteilt wird. Sowohl m als auch n können beliebige Werte sein, jedoch sind sie im allgemeinen gleich (Anzahl der Spuren) + 2 einer Straßenseite. (Im Fall der Fig. 16 und 17 gilt m = n = 5 für drei Spuren auf einer Straßenseite.) Die Symbole V&sub1;(t) - V&sub7;(t) in den Zeichnungen stellen die vorhandenen Positionen (Koordinaten der Schwerpunkte) der Fahrzeuge dar. Wenn die Fahrzeuge wie in Fig. 16 gezeigt vorhanden sind, wird die Fahrzeugdatentabelle 53 wie in Fig. 19 gezeigt erstellt. Fig. 18 zeigt eine Fahrzeugdatenindextabelle 55, die Zeiger für die Fahrzeugdatentabelle 53 enthält, die die vorhandenen Fahrzeuge in den Blockkoordinaten Pig darstellen. Fig. 19 zeigt die Fahrzeugdatentabelle 53, die die x- und y- Koordinaten im Bildspeicher (die Koordinaten des Bildspeichers verwenden die obere linke Ecke als Ursprung und besitzen eine x-Achse, die sich nach rechts erstreckt, sowie eine x-Achse, die sich nach unten erstreckt) und die Lagen (Richtungen) der Fahrzeuge als Daten für jedes Fahrzeug Vk(t) speichert. Fig. 20 stellt die Lage (Richtungen) der Fahrzeuge mit 0-3 dar. Außerdem können die Lagen der Fahrzeuge feiner dargestellt werden, wie z. B. mit 0-5 (mit 30º), und können noch feiner dargestellt werden, wobei jedoch in dieser Ausführungsform der Fall mit den Winkeln 0-3 erläutert ist. Die Zeichnung zeigt den Fall, in dem die Größe des Bildspeichers (die Größe des Kameragesichtsfeldes) auf 256 256 eingestellt ist.
Als nächstes wird das Verfahren zum Suchen und Identifizieren der Fahrzeuge (entsprechend dem Schritt 250) zum Verfolgen der einzelnen Fahrzeuge erläutert.
Die Fig. 21 und 22 zeigen die Fahrzeugregistrierungstabelle 51, die die zu verfolgenden Fahrzeuge speichert. Fig. 21 zeigt den Inhalt vor der Aktualisierung zum Zeitpunkt t. In Fig. 21 gibt ein Wirksam-Merker an, ob eine Serie von Fahrzeugdaten wirksam ist. Der Ausdruck "Beginn der Existenz" bezeichnet das erste Erscheinen des Fahrzeugs innerhalb des Kameragesichtsfeldes 151 und gibt den Zeitpunkt des Erscheinens und die Blockkoordinaten an, an denen das Fahrzeug erschien. Andererseits bezeichnet der Ausdruck "aktueller Zustand" eine Serie von Daten des Fahrzeugs zum Zeitpunkt (t&sub0;), der einen Zyklus vor dem aktuellen Zeitpunkt liegt, und bezeichnet die Blockkoordinaten, an welchen sich das Fahrzeug zu diesem Zeitpunkt (t&sub0;) befand, die x-y-Koordinaten auf dem Bildspeicher und ferner die Bewegungsstrecke des Fahrzeugs innerhalb des Kameragesichtsfeldes sowie die Akkumulation der Umlaufpunkte des Blocks, durch den das Fahrzeug fährt.
Hierbei bezeichnet der Ausdruck "Umlaufpunkt" den Grad der Wahrscheinlichkeit, daß das Fahrzeug ein linksabbiegendes Fahrzeug L, ein geradeausfahrendes Fahrzeug 5, ein rechtsabbiegendes Fahrzeug R oder ein anderes Fahrzeug wird (die Fahrzeuge, die die Bewegung aufweisen, die durch den Pfeil mit der gestrichelten Linie in den Fig. 11 bis 14 dargestellt wird), wenn sich das Fahrzeug im jeweiligen Block befindet. Je größer der numerische Wert ist, desto größer ist diese Wahrscheinlichkeit. Die Fig. 23 bis 26 zeigen die Fahrzeugortspunkttabelle 54. Diese Zeichnungen entsprechen den in Fig. 10 gezeigten Zeitzonen a bis d.
Im folgenden wird beispielhaft das Such- und Identifizierungsverfahren eines Fahrzeuges für die Verfolgung für den Fall eines Fahrzeugs V&sub5;(t&sub0;) erläutert. Da die vorliegende Position des Fahrzeugs (die Position zum Zeitpunkt t&sub0; einen Zyklus zuvor) P&sub3;&sub5; ist, wird die gleiche Position mit dem Maximalwert des Werts der Karte 52 im Block P&sub3;&sub5; (oben links: 0, oben: 0, oben rechts: 0, links: 4, gleiche Position: 5, rechts: 0, unten links: 3, unten: 0, unten rechts: 0), d. h. P35, zuerst gesucht, indem auf die in Fig. 27 gezeigte Fahrzeugsuchkarte 52 Bezug genommen wird. Anhand drn Blockkoordinaten P35 der Fahrzeugdatenindextabelle 55 kann erkannt werden, daß das Fahrzeug V&sub6;(t) existiert. Wenn die x-y-Koordinaten von V&sub5;(t&sub0;) und V&sub6;(t) im Bildspeicher miteinander verglichen werden, kann erkannt werden, daß deren y-Koordinaten gleich sind und 125 betragen, während die x-Koordinate von V&sub6;(t) um 25 größer ist. Dies bedeutet, daß sich das Fahrzeug nach rechts bewegt und nicht geeignet ist. Dementsprechend wird V&sub6;(t) als nicht vorhanden bewertet. Da im Block P&sub3;&sub5; kein anderes Fahrzeug vorhanden ist, wird in ähnlicher Weise der Block P&sub3;&sub4; mit einem nächsten großen Wert im Kartenwert verarbeitet, um V&sub5;(t) zu identifizieren. Anschließend werden die Blockkoordinaten P&sub3;&sub4;, die x-y- Koordinaten 185, 125 des Fahrzeugs V&sub5;(t), von der Fahrzeugdatentabelle 53 in die Fahrzeugregistrierungstabelle 51 geschrieben. Die Bewegungsstrecke von V&sub5;(t&sub0;) bis V&sub5;(t) (225 - 185 = 40) wird berechnet und zum aktuellen Wert (= 0) addiert und in diese Position geschrieben. Ferner wird auf die Umlaufpunkte (Linksabbieger: 5, Rechtsabbieger: 1, Geradeausfahrer: 2, andere: 5) der Blockkoordinaten P34 Bezug genommen, wobei diese zum aktuellen Wert (Linksabbieger: 5, Rechtsabbieger: 0, Geradeausfahrer: 0, andere: 10) addiert werden und das Ergebnis (Linksabbieger: 10, Rechtsabbieger: 1, Geradeausfahrer: 2, andere: 15) in diese Position geschrieben wird.
Aufgrund der obenbeschriebenen Serie von Verarbeitungen wird der aktuelle Zustand wie in Fig. 22 gezeigt aktualisiert (V&sub7;(t), V&sub5;(t)). Als nächstes wird das Meßverfahren für die jeweils linksabbiegenden, geradeausfahrenden und rechtsabbiegenden Fahrzeuge erläutert (entsprechend dem Schritt 260). Die Suche wird in ähnlicher Weise für den Suchbereich P&sub5;&sub4; (erste Priorität) und P&sub5;&sub3; (zweite Priorität) der Blockkoordinaten P&sub5;&sub4; in der genannten Reihenfolge durchgeführt, wobei aus der Fahrzeugdatenindexta belle 55 erkannt werden kann, daß das entsprechende Fahrzeug im Gesichtsfeld der Kamera nicht vorhanden ist. Dieses Fahrzeug V&sub7;(t&sub0;) wird daher zu diesem Zeitpunkt t als aus dem Gesichtsfeld 151 der Kamera herausbewegt bewertet, wobei die Bewegungsstrecke (= 175) dieses Fahrzeugs und der Zeitpunkt Δt = t&sub0; - t-3 bestimmt werden, indem vor der Aktualisierung auf die Fahrzeugregistrierungstabelle 51 Bezug genommen wird. Hieraus wird die Geschwindigkeit dieses Fahrzeugs ermittelt. Ferner werden der Umlaufpunkt (Linksabbieger: 30, Rechtsabbieger: 7, Geradeausfahrer: 7, andere: 15) und die Blockbewegungsstrecke (Δi; Δj) ermittelt Δi = 3 - 5 = -2, = 5 - 4 werden durch Vergleichen von i, j von P&sub3;&sub5; und P&sub5;&sub4; erhalten). Als nächstes wird ein Wert, der gleich Absolutwert a der Blockbewegungsstrecke ist (a: natürliche Zahl wie z. B. 3), addiert zum Ortspunkt der Tabelle 51 jedes Umlaufpunktes des rechtsabbiegenden Fahrzeugs, wenn i positiv ist, des linksabbiegenden Fahrzeugs, wenn i negativ ist, des geradeausfahrenden Fahrzeugs, wenn j positiv ist, und des anderen Fahrzeugs, wenn j negativ ist, woraufhin die Summe als der endgültige Umlaufpunkt verwendet wird (der endgültige Punkt von V&sub7;(t&sub0;) ist Linksabbieger: 30 + 2 3 = 33, Rechtsabbie ger: 7, Geradeausfahrer: 7 + 1 3 = 10, andere: 15). Der Ort des Fahrzeugs, der den Maximalwert dieses endgültigen Punktes annimmt, wird als die Art des Orts dieses Fahrzeugs betrachtet. Das Fahrzeug V&sub7;(t&sub0;) wird als das linksabbiegende Fahrzeug erkannt, die Anzahl der linksabbiegenden Fahrzeuge wird mittels Inkrementieren um 1 aktualisiert und die mittlere Geschwindigkeit der linksabbiegenden Fahrzeuggruppe wird anhand der Geschwindigkeit dieses Fahrzeugs ermittelt. Schließlich wird der Effektiv-Merker auf AUS gesetzt, um V&sub7;(t&sub0;) aus der Fahrzeugregistrierungstabelle 51 zu löschen.
Als nächstes wird das Registrierungsverfahren neuer Fahrzeuge in der Fahrzeugregistrierungstabelle erläutert (entsprechend dem Schritt 280).
In der in Fig. 10 gezeigten Zeitzone a wird die linke Hälfte der Blockkoordinaten P&sub1;&sub1;, P&sub1;&sub2; überprüft und beurteilt, ob das zum erstenmal in P&sub2;&sub1;, P&sub3;&sub5; erscheinende Fahrzeug hinsichtlich der Lage des Fahrzeugs (das untere linke Viertel von P&sub1;&sub1;, P&sub1;&sub2;, 1 oder 2 für die Lage von P&sub2;&sub1; und die Lage 0 für P35) ein neues Fahrzeug ist. Das bei P&sub3;&sub5; vorhandene Fahrzeug V&sub6;(t) ist aus der Fahrzeugdatenindextabelle 55 und aus der der Fig. 16 entsprechenden Fahrzeugdatentabelle 53 als das neue Fahrzeug bekannt, wobei diese Daten addiert werden, um die Fahrzeugregistrierungstabelle 51 zu aktualisieren, wobei der Effektiv-Merker auf EIN gesetzt wird (siehe Fig. 22).
Das Vorangegangene erläutert das Verfahren des Messens der Anzahlen der linksabbiegenden Fahrzeuge, der geradeausfahrenden Fahrzeuge, der rechtsabbiegenden Fahrzeuge sowie der mittleren Geschwindigkeit durch Verfolgen der Fahrzeuge. In der obigen Erläuterung wird nicht der Fahrzeugfluß gemessen, der in Fig. 11 durch den Pfeil mit der gestrichelten Linie dargestellt ist, jedoch kann der durch den Pfeil mit der gestrichelten Linie dargestellte Fahrzeugfluß erzeugt werden, indem die Werte der in Fig. 27 gezeigten Fahrzeugsuchkarte 52 verändert werden und indem ferner überprüft wird, ob das innerhalb des Kameragesichtsfeldes zum erstenmal erscheinende Fahrzeug nicht nur in der unteren linken Hälfte der Blöcke P&sub1;&sub1;, P&sub1;&sub2; und P&sub2;&sub1;, P&sub3;&sub5;, sondern auch in P&sub1;&sub5;, P&sub2;&sub5; bei der Registrierung des neuen Fahrzeugs in der in Fig. 15 gezeigten Fahrzeugregistrierungstabelle 51 vorhanden ist. Dementsprechend kann mit einer größeren Genauigkeit gemessen werden, indem die Daten mit den Daten der von der linken Kamera gemessenen geradeausfahrenden Fahrzeuge und mit den Daten der von der oberen linken Kamera gemessenen Daten der rechtsabbiegenden Fahrzeuge verglichen werden.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die Genauigkeit der Verkehrsflußmessung verbessert werden, indem die Fahrzeugsuchkarte und die Fahrzeugortspunkttabelle in Abhängigkeit von der Änderung des Anzeigesignals des Verkehrssignals erstellt werden.
Ferner kann die Verkehrsflußmessung in Abhängigkeit von einem beliebigen Kameragesichtsfeld (z. B. der gesamten Kreuzung, des Auslaufabschnitts der Kreuzung und dergleichen) durchgeführt werden, indem die Fahrzeugsuchkarte und die Fahrzeugortspunkttabelle in Abhängigkeit vom Kameragesichtsfeld erstellt werden.
Die Verfahren zur Messung der Anzahlen der linksabbiegenden Fahrzeuge, der rechtsabbiegenden Fahrzeuge und der geradeausfahrenden Fahrzeuge sowie zur Messung der Geschwindigkeit enthalten ferner ein Verfahren, das die Blockkoordinaten für jeden Zeitpunkt und für jedes Fahrzeug, das neu im Kameragesichtsfeld erscheint, speichert, bis dieses aus dem Gesichtsfeld herausfährt, und die gespeicherten Blockkoordinaten verfolgt, wenn das Fahrzeug aus dem Gesichtsfeld herausfährt, um die linksabbiegenden Fahrzeuge, die geradeausfahrenden Fahrzeuge und die rechtsabbiegenden Fahrzeuge ohne Verwendung der obenbeschriebenen Fahrzeugortspunkttabelle zu identifizieren. Die Fahrzeugortspunkttabelle und die obenbeschriebene Fahrzeugsuchkarte können auch mittels Lernen erstellt werden. Mit anderen Worten, die Blockkoordinaten, die ein Fahrzeug durchfährt, werden für jedes Fahrzeug sequentiell auf On-line-Basis zu dem Zeitpunkt gespeichert, wenn die Art des Orts dieses Fahrzeuges (Linksabbieger, Rechtsabbieger, Geradeausfahrer, usw.) ermittelt ist, wobei der entsprechende Punkt jedes Blocks (d. h. Linksabbieger für das linksabbiegende Fahrzeug, Geradeausfahrer für das geradeausfahrende Fahrzeug, usw.), den das Fahrzeug durchfährt, für das Lernen in der Fahrzeugortspunkttabelle mit +1 aktualisiert wird. Eine Fahrzeugsuchkarte kann erstellt werden, indem die Bewegungsrichtung eines bestimmten Blocks zu einem nächsten Block durch Bezugnahme auf die gespeicherte Blockkoordinatenlinie der obenbeschriebenen Fahrzeugsuchkarte ermittelt wird, der Punkt in der entsprechenden Richtung der Fahrzeugsuchkarte für das Lernen (oben links, oben, oben rechts, links, gleiche Position, rechts, unten links, unten, unten rechts) mit +1 aktualisiert wird und diese Verarbeitung sequentiell für jeden Block der Blockkoordinatenlinie ausgeführt wird. Auf diese Weise kann die Genauigkeit der Fahrzeugortspunkttabelle und der Fahrzeugsuchkarte verbessert werden.
Als nächstes werden ein Verfahren zur Messung des Verkehrsflusses unter Verwendung der Daten von einer Einzelstraßen-Verkehrsflußmeßvorrichtung 115, wie z. B. eines Fahrzeugsensors zum einfachen Messen der Einlauf/Auslauf- Verkehrsgröße jeder Straße, sowie ein Verfahren zum Prüfen irgendeiner Anomalie der Verkehrsflußmeßvorrichtung 90 (die die Kamera 101 enthält), wenn extreme Daten erzeugt werden, unter Verwendung der obenbeschriebenen Daten gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Zur allgemeineren Erläuterung, es werden die Einlauf/Auslauf-Größen (die Anzahlen der einlaufenden/auslaufenden Fahrzeuge) Nke, Nko (k = 1, 2, ..., m) jeder Straße k einer m-wegigen Kreuzung und die Anzahl der Fahrzeuge in jeder Bewegungsrichtung Nkj (k = 1, 2, ..., m; j = 1, 2, ..., m - 1), die für die Lösung der Gleichung erforderlich sind, obwohl sie in Abhängigkeit von der Anzahl m der kreuzenden Straßen verschieden sind, gemessen und eine Gleichung der Einlauf/Auslauf-Beziehung der Fahrzeuge zwischen der Anzahl der einlaufenden/auslaufenden Fahrzeuge Nki jeder Straße k und der Anzahl der Fahrzeuge in jeder Bewegungsrichtung Nko gelöst, um die Anzahl der Fahrzeuge Nkj in jeder Bewegungsrichtung auf jeder der restlichen Straßen k zu erhalten, für die keine Messung durchgeführt wird. Hierbei wird die Anzahl der einlaufenden/auslaufenden Fahrzeuge Nki, Nko auf jeder Straße k von einer herkömmlichen Einzelstraßen-Verkehrsflußmeßvorrichtung 115, wie z. B. einem Fahrzeugsensor oder dergleichen, gemessen. Wenn die Anzahl der kreuzenden Straßen an einer bestimmten Kreuzung gleich m ist (m ist eine ganze Zahl gleich 3 oder größer), ist daher die Anzahl der Variablen (die zu ermittelnde Anzahl der Fahrzeuge Nkj in jeder Bewegungsrichtung) gleich m (m - 1), wobei die Anzahl der simultanen Gleichungen (die Anzahl der einlaufenden/auslaufenden Fahrzeuge auf jeder Straße) gleich 2m ist und n Sätze von Anzahlen von Fahrzeugen Nkj in jeder Bewegungsrichtung gemessen werden müssen, um die Anzahl der Fahrzeuge Nkj in jeder Bewegungsrichtung jeder Straße k zu erhalten:
n = m (m - 1) - 2m + 1 = m² - 3m + 1 ... (1)
Übrigens müssen bei einer herkömmlichen 3-wegigen Kreuzung, 4-wegigen Kreuzung und 4-wegigen Kreuzung eine, fünf bzw. elf Anzahlen von Fahrzeugen Nkj in der Bewegungsrichtung gemessen werden. Ferner gilt an der Kreuzung das Kirchhoffsche Gesetz der Theorie des elektrischen Stromkreises, d. h. "die Summe der Anzahlen der aus jeder Straße k in die Kreuzung einlaufenden Fahrzeuge ist gleich der Summe der Anzahlen der aus der Kreuzung in alle Straßen k auslaufenden Fahrzeuge", wenn die obenbeschriebene simultane Gleichung erfüllt ist. Wenn somit die Variable ermittelt werden soll, die die gleiche ist wie die Anzahl der simultanen Gleichungen, wird die Koeffizientenmatrixformel der Koeffizientenmatrix A der simultanen Gleichung gleich 0, wobei keine Lösung erhalten werden kann.
Somit ist ein weiterer Meßwert erforderlich. Dies ist die Bedeutung von +1 des dritten Ausdrucks der Formel (1). Wenn die Anzahl der Fahrzeuge Nkj in der zu messenden Bewegungsrichtung (eine bei der 3-wegigen Kreuzung, fünf bei der Vier-wegigen Kreuzung und elf bei der Fünf-wegigen Kreuzung) gewählt wird, muß die Auswahl sorgfältig durchgeführt werden, um nicht die Anzahl der simultanen Gleichungen zu verringern, die erstellt werden können.
Die Gleichungen, die sich auf die ankommenden Verkehrsströme für jeden Zyklus des Signals an einer m-wegigen Kreuzung beziehen, können verwendet werden, um sowohl (m² - 3m + 1) unabhängige Werte, die die Anzahlen der Fahrzeuge in den einzelnen Richtungen darstellen, als auch irgendwelche (2m - 1) Werte zu berechnen, die die Anzahlen der Fahrzeuge in den einzelnen Richtungen darstellen. Das heißt, es ist möglich, die Anzahl der Positionen, an denen die Vorrichtung zur Messung ununterbrochener Verkehrsströme anzuordnen ist, um 1 zu verringern. Im folgenden wird beispielhaft der Fall der 4-wegigen Kreuzung (m = 4) beschrieben.
Fig. 28 zeigt die Ströme von Fahrzeugen an der 4-wegigen Kreuzung und die zu erfassenden Anzahlen der Fahrzeuge. In dieser Zeichnung nimmt k die Werte 1 bis 4 an. Hierbei sind die Anzahlen der Fahrzeuge, die innerhalb einer bestimmten Zeitspanne gemessen werden, wie folgt definiert:
Nki: Anzahl der in die Straße k einlaufenden Fahrzeuge
Nko: Anzahl der aus der Straße k auslaufenden Fahrzeuge
Nkl: Anzahl der von der Straße k linksabbiegenden Fahrzeuge
Nks: Anzahl der geradeausfahrenden Fahrzeuge von der Straße k
Nkr: Anzahl der von der Straße k rechtsabbiegenden Fahrzeuge.
Hierbei ist die Anzahl der Fahrzeuge Nkj (j = 1, 2, 3) in jeder Bewegungsrichtung jeder Straße mit Nkl, Nks und Nkr definiert. Die Werte Nki und Nko sind die von der Einzelstraßen-Verkehrsflußmeßvorrichtung 115, wie z. B. dem Fahrzeugsensor, eingegebenen Werte. Unter Verwendung von beliebigen sieben dieser acht Meßwerte (k = 1, 2, 3, 4) und von fünf unabhängigen Meßwerten, die von der Meßvorrichtung 90 unter Verwendung der Kamera 101 gemessen werden (die Anzahl der rechtsabbiegenden oder geradeausfahrenden Fahrzeuge Nkr, Nks als die Summe der vier linksabbiegenden Fahrzeuge plus 1, oder die Anzahl der linksabbiegenden oder geradeausfahrenden Fahrzeuge Nkl, Nks (k = 1, 2, 3, 4) als die Summe der vier rechtsabbiegenden Fahrzeuge Nkr plus 1, um die acht Gleichungen der folgenden Formel (2) wirksam zu machen), oder mit anderen Worten von insgesamt 13 Werten der bekannten Werte, werden acht simultane Gleichungen der Anzahl 6 gelöst, so daß von der Vorrichtung 90 sieben übrige Anzahlen von Fahrzeugen in jeder Bewegungsrichtung unter den zwölf Anzahlen von Fahrzeugen in jeder Bewegungsrichtung Nk, Nks und Nkr (k = 1, 2, 3, 4) als ungemessene Werte ermittelt werden.
Nko = Nkl + Nks + Nkr (k = 1, 2, 3, 4)
N1i = N4l + N3s + N2r
N2i = N1l + N4s + N3r ...(2)
N3i = N2l + N1s + N4r
N4i = N3l + N2s + N1r
Hierbei tritt zwischen dem von der Einzelstraßen-Verkehrsflußmeßvorrichtung 115, wie z. B. dem Fahrzeugsensor, erhaltenen Meßwert und dem von der Kamera 101 erhaltenen Meßwert aufgrund der Installationsposition der Vorrichtung 115 (der Abstand von der Kreuzung) eine Zeitverzögerung auf. Daher kann irgendeine Anomalie der Meßvorrichtung 90 einschließlich der Kamera 101 überprüft werden, indem der aus der obigen Gleichung (2) erhaltene Wert mit dem unter Verwendung der Kamera 101 erhaltenen Wert verglichen wird, wobei der aus der Gleichung (2) erhaltene Wert selbst als Meßwert verwendet werden kann.
Als nächstes wird mit Bezug auf die Fig. 33 bis 36 eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform offenbart ein Verfahren zur Messung der Anzahlen linksabbiegender Fahrzeuge, rechtsabbiegender Fahrzeuge und geradeausfahrender Fahrzeuge jeder Spur auf einer 4-wegigen Kreuzung durch Aufteilung der Fälle in den Fall des roten Signals und in den Fall des blauen Signals unter Verwendung des Anzeigesignals des Verkehrssignals 95. Übrigens ist es möglich, andere n-wegige Kreuzungen auf der Grundlage desselben Konzepts handzuhaben. Die Fig. 33 bis 36 entsprechen den in Fig. 10 gezeigten Zeitzonen a bis d des Anzeigesignals des Verkehrssignals 95. Wenn in den Fig. 33 bis 36 die Anzahl der in die Straße k (k = 1, 2, 3, 4) einlaufenden Fahrzeuge Nki, die Anzahl der auslaufenden Fahrzeuge Nko und die Anzahl der rechtsabbiegenden Fahrzeuge N&sub2;r oder N&sub4;r oder die Anzahl der linksabbiegenden Fahrzeuge N&sub2;l oder N&sub4;l (im Fall der Fig. 33 und 34) und die Anzahl der rechtsabbiegenden Fahrzeuge N&sub1;r oder N&sub3;r oder die Anzahl der linksabbiegenden Fahrzeuge N&sub1;l oder N&sub3;l (im Fall der Fig. 35 und 36) gemessen werden, können die Anzahl der linksabbiegenden Fahrzeuge Nkl von den übrigen k Straßen, die Anzahl der rechtsabbiegenden Fahrzeuge Nkr und die Anzahl der geradeausfahrenden Fahrzeuge Nks (k = 1, 2, 3, 4) mittels Berechnung der Formel (3) und der später erscheinenden Formel (4) erhalten werden. Es ist sorgfältig zu beachten, daß eine gewisse Zeitverzögerung entsteht, bevor die aus einer bestimmten Straße k auslaufenden Fahrzeuge als die in eine weitere Straße k' einlaufenden Fahrzeuge berechnet werden. In den Fig. 33 bis 36 sind daher die Zeitzonen einander zugeordnet. Zum Beispiel wird die Einlaufgröße in eine bestimmte Straße in der Zeitzone a durch die Auslaufgröße einer bestimmten Straße in der vorangegangenen Zeitzone d beeinflußt und auf ähnliche Weise beeinflußt die Auslaufgröße einer bestimmten Straße in derselben Zeitzone a die Einlaufgröße in eine weitere bestimmte Straße in der nächsten Zeitzone b. Wenn sie berücksichtigt werden, stehen die Anzahl der linksabbiegenden Fahrzeuge Nkl, die Anzahl der geradeausfahrenden Fahrzeuge Nks und die Anzahl der rechtsabbiegenden Fahrzeuge Nkr (die Richtung Süd-Nord ist das Rot-Signal bei k = 2, 4 und die Richtung Ost-West ist das Blau-Signal, die Straße nach Osten ist mit k = 2 bezeichnet und die Straße nach Westen ist mit k = 4 bezeichnet) auf einer bestimmten Straße k in der Zeitzone a in Beziehung zur Auslaufgröße in der vorangegangenen Zeitzone d, zur Auslaufgröße in der aktuellen Zeitzone a, zur Einlaufgröße in der aktuellen Zeitzone a und zur Einlaufgröße in der nächsten Zeitzone b. Zur genaueren Erläuterung, die Einlaufgröße in eine bestimmte Straße k mit der Zeitzone a als Zentrum wird wie folgt ausgedrückt als die Summe aus der Einlaufgröße der aktuellen Zeitzone a und der Einlaufgröße der nächsten Zeitzone b:
NAki = Naki + Nbki
Die Auslaufgröße wird mit der folgenden Gleichung ausge drückt als die Summe aus der Auslaufgröße der vorangegangenen Zeitzone d und der Auslaufgröße der aktuellen Zeitzone a:
NAko = Mdko + Mako
Somit kann die folgende Gleichung (3) erstellt werden:
NA1i = Na1i + Nb1i = N4i +N2r
NA2i = Na2i + Nb2i = N&sub4;&sub5;
NA2o = Nd2o + Na2o = N2i + N2s + N2r ... (3
NA3i = Na3i + Nb3i = N2i + N4r
NA4i = Na4i + Nb4i = N2s
NA4o = Nd4o + Nb4o = N4i + N4s + N4r
Die Einlaufgröße und die Auslaufgröße in und aus jeder Straße k mit der Zeitzone c als Zentrum kann in ähnlicher Weise wie folgt ausgedrückt werden:
NC1i = Nc1i + Nd1i = N3s
NC1o = Nb1o + Nb1o = N1i + N1s + N1r
NC2i = Nc2i + Nd2i = N1i + N3r ...(4
NC3i = Nc3i + Nd3o = N1s
NC3o = Nb3o + Nc3o = N3i + N3s + N3r
NC4i = Nc4i + Nd4i = N3i + N1r
In der Gleichung (3) stellt die linke Seite den Meßwert dar. Auf der rechten Seite stellen entweder die rechtsabbiegenden Fahrzeuge N&sub2;r der Straße 2, die linksabbiegenden Fahrzeuge N&sub2;l, die rechtsabbiegenden Fahrzeuge N&sub4;r der Straße 4 oder die linksabbiegenden Fahrzeuge N&sub4;l den Meßwert dar, während der Rest die Werte dasteht, die anhand der Variablen zu ermitteln sind. In ähnlicher Weise stellt die linke Seite der Gleichung (4) den Meßwert dar, wobei auf der rechten Seite entweder die rechtsabbiegenden Fahrzeuge N&sub1;r der Straße 1, die linksabbiegenden Fahrzeuge N&sub1;l, die rechtsabbiegenden Fahrzeuge N&sub3;r der Straße 3 oder die linksabbiegenden Fahrzeuge N&sub3;l den Meßwert darstellen, während der Rest die Werte darstellt, die anhand der Variablen zu ermitteln sind. In den Sätzen (3) und (4) der Gleichungen erscheint ein Wert in zwei Gleichungen auf der rechten Seite. Daher kann einer von diesen eliminiert werden, wobei der Wert auf dessen rechter Seite nicht gemessen werden muß. Folglich in jedem Satz von Gleichungen fünf Variablen aus fünf Gleichungen ermittelt. Hierbei ist die Anzahl der in der Zeitzone t in die Straße k einlaufenden Fahrzeuge auf Nki gesetzt, während die Anzahl der in der Zeitzone t aus der Straße k auslaufenden Fahrzeuge auf Ntkl gesetzt ist. In derselben Weise wie in Gleichung (2) stellen Nkl, Nks und Nkr die Anzahlen der linksabbiegenden Fahrzeuge, der geradeausfahrenden Fahrzeuge bzw. der rechtsabbiegenden Fahrzeuge auf der Straße k dar. Übrigens können Ntki und Ntko (k = 1, 2, 3, 4) vom Verkehrsflußmeßvorrichtungs- Hauptkörper 90 oder von der Einzelstraßen-Verkehrsflußmeßvorrichtung 115, wie z. B. dem Fahrzeugsensor, gemessen werden als die Anzahl durch die Kameragesichtsfelder 170a bis 170h fahrenden Fahrzeuge. N&sub1;r, N&sub2;r, N&sub3;r, N&sub4;r und N&sub1;l, N&sub2;l, N&sub3;l, N&sub4;l können gemessen werden als die Anzahl der durch das Kameragesichtsfeld 171 fahrenden Fahrzeuge bzw. als die Anzahlen der durch die Kameragesichtsfelder 172, 173, 172', 173' fahrenden Fahrzeuge, oder können unter Verwendung der Vorrichtung 115 gemessen werden. Um das endgültige Meßergebnis mit streng hoher Genauigkeit zu erhalten (Nkl; Nks; Nkr: k = 1, 2, 3, 4), kann Nki erhalten werden durch Messen der Anzahl einlaufender und auslaufender Fahrzeuge an der Einlaufseite der Kameragesichtsfelder 170a, 170c, 170e, 170g und kann Nko erhalten werden durch Messen der Anzahl einlaufender und auslaufender Fahrzeuge an der Auslaufseite der Kameragesichtsfelder 170b, 170d, 170f bzw. 170h. Die Kameragesichtsfelder 170b, 170d, 170f, 170h zum Messen der Auslaufgröße Nko (k = 1, 2, 3, 4) aus der Straße k sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie die Anhaltelinie enthalten und selbstverständlich den Fußgängerüberweg 180 sowie das Verkehrssignal aus den Gesichtsfeldern ausschließen. Die Kameragesichtsfelder 170a, 170c, 170e, 170g zum Messen der Einlaufgröße Ntki (k = 1, 2, 3, 4) in die Straße k sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie selbstverständlich den Fußgängerüberweg 180 sowie das Verkehrssignal ausschließen. Wenn sich der Fußgängerüberweg 180 und das Verkehrssignal innerhalb der Gesichtsfelder befinden, müssen diese bei der Bildverarbeitung mittels Maskenverarbeitung und Fensterverarbeitung von den Verarbeitungsobjektflächen ausgeschlossen werden. Übrigens ist der Fußgängerüberweg 180 in den Fig. 33, 35 und 36 weggelassen. Daher wird eine weiterführende Erläuterung hinzugefügt. Die Berechnung in der Gleichung (3) sofort durchgeführt, nachdem Einlaufgröße oder Auslaufgröße jedes Kameragesichtsfeldes in der Zeitzone b gemessen worden ist, während die Berechnung in der Gleichung (3) sofort durchgeführt wird, nachdem Einlaufgröße oder Auslaufgröße jedes Kameragesichtsfeldes in der Zeitzone d gemessen worden ist. Dementsprechend werden in jedem Zyklus (Zeitzonen a bis d) der in Fig. 10 gezeigten Phase des Verkehrssignals 95 alle Anzahlen von Fahrzeugen, nämlich Nkl, Nks, Nkr (k = 1, 2, 3, 4), ermittelt.
Gemäß dieser Ausführungsform können die Anzahl der linksabbiegenden Fahrzeuge und die Anzahl der geradeausfahrenden Fahrzeuge jeder Straße erhalten werden, indem lediglich die Flußrate (Anzahl der Fahrzeuge) am Eingang und am Ausgang jeder an die Kreuzung angeschlossenen Straße und die Anzahl der rechtsabbiegenden Fahrzeuge oder die Anzahl der linksabbiegenden Fahrzeuge an zwei Stellen in der Mitte der Kreuzung ermittelt werden. Dementsprechend kann der Verkehrsfluß jeder Straße (Anzahl der rechtsabbiegenden Fahrzeuge und Anzahl der geradeausfahrenden Fahrzeuge) einfach erhalten werden, indem die Daten verwendet werden, die von einer herkömmlichen Einzelstraßen-Verkehrsflußmeßvorrichtung, wie z. B. einem Fahrzeugsensor, erhalten werden.

Claims

1. Verkehrsflußsteuerungsvorrichtung mit:

einer Bildeingabeeinrichtung (101a-d) zum Aufnehmen von Bildern einer Szenerie in der Nähe einer Kreuzung (50);

einer Bildverarbeitungseinrichtung (100) zum Ausführen verschiedener Manipulationen der durch die Bildeingabeeinrichtung (101a-d) aufgenommenen Bilder, die mögliche Fahrzeuge extrahiert und für diese möglichen Fahrzeuge Kenngrößen bestimmt; und

einer Meßeinrichtung zum Bestimmen von Positionsdaten der Fahrzeuge auf der Grundlage der Kenngrößen, die man von der Bildverarbeitungseinrichtung (100) erhält, wobei die Fahrzeuge unter Verwendung der Positionsdaten verfolgt werden und die Anzahl der Fahrzeuge in zumindest einer Richtung, in die die Fahrzeuge fahren, berechnet wird, und

einer Steuerungseinrichtung zum Steuern eines Verkehrssignals auf der Grundlage des durch die Meßeinrichtung gemessenen Ergebnisses.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bildverarbeitungseinrichtung (100) eine Einrichtung aufweist zum Berechnen zumindest der Fläche und der Koordinaten der Schwerpunkte der möglichen Fahrzeuge.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Meßeinrichtung eine Fahrzeugidentifizierungseinrichtung aufweist zum Identifizieren von Fahrzeugen auf der Grundlage einer Tabelle von Bewegungsbereichsdaten von Fahrzeugen für jede Zeitzone bezogen auf den Zustand des Phasensignals einer Verkehrssignalsteuerung (114), einer Tabelle von Punkten in Bewegungsrichtung eines jeden Fahrzeugs und der Priorität des Bewegungsbereichs, sowie eine Fahrzeugbewegungsrichtung-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs auf der Grundlage der Punkte in Bewegungsrichtung.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Bewegungsbereich-Datentabelle einen Wert aufweist, der die Suchpriorität entsprechend der momentanen Position eines Fahrzeugs darstellt; wobei die Tabelle von Punkten in Bewegungsrichtung einen Wert aufweist, der einen Bewegungsrichtungspunkt entsprechend einer Durchgangsposition des Fahrzeugs darstellt; wobei die Identifizierungseinrichtung eine Einrichtung aufweist zum Identifizieren des Fahrzeugs auf der Grundlage der Priorität des Bewegungsbereichs und auf der Grundlage der Positionskoordinatendaten des Fahrzeugs; wobei die Fahrzeugbewegungsrichtung-Bestimmungseinrichtung eine Einrichtung aufweist zum Akkumulieren der Bewegungspunkte der Durahgangsposition des Fahrzeugs, und eine Einrichtung zur Berechnung der Bewegungsrichtungspunkte entsprechend der Bewegungsstrecke; und wobei die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs aus dem Maximalwert der Bewegungsrichtungspunkte bestimmt wird, die man aus den beiden Einrichtungen erhält.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die Meßeinrichtung eine Einrichtung aufweist zum Erzeugen der Bewegungsbereich-Datentabelle und der Bewegungsrichtungspunkttabelle, indem gebrauchte Daten zum Zeitpunkt von On- line-Messungen gelernt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Meßeinrichtung eine Einrichtung zum Überprüfen von Abnormalitäten der Meßeinrichtung aufweist unter Verwendung von Meßwerten von anderen Verkehrsflußvorrichtungen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Meßeinrichtung eine Einrichtung zum Berechnen der Anzahl von Fahrzeugen in jeder Fahrzeugbewegungsrichtung aufweist unter Verwendung von Meßwerten von anderen Verkehrsflußmeßvorrichtungen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Berechnungseinrichtung zumindest die Anzahl von einlaufenden Fahrzeugen und die Anzahl von auslaufenden Fahrzeugen in jeder Straße entsprechend dem Phasensignal einer Verkehrssignalsteuerung (114) als Meßwerte der anderen Verkehrsflußmeßvorrichtungen verwendet.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Berechnungseinrichtung die Werte von vier Zeitzonen verwendet, nämlich der Rotzeit nach Ablauf einer Zeit a nach Beginn des roten Signals, eine Zeit b nach Beginn eines blauen Signals, eine Gesamtzeit der Blauzeit nach Ablauf der Zeit b nach Beginn des blauen Signals, und eine Gelbzeit, und eine Zeit a nach Beginn des roten Signals, als die Anzahlen der einlaufenden und auslaufenden Fahrzeuge auf jeder Straße.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Meßeinrichtung eine Einrichtung zum Messen von (m² - 3m + 1) der Anzahl von Fahrzeugen in einer Bewegungsrichtung bei einer m-wegigen Kreuzung, sowie eine Einrichtung zum Berechnen der verbleibenden (2m - 1) Anzahl von Fahrzeugen in einer Bewegungsrichtung unter Verwendung des Meßwerts und der Anzahl von einlaufenden und auslaufenden Fahrzeugen auf jeder der Straßen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Meßeinrichtung eine Einrichtung zum Berechnen einer mittleren Fahrzeuggeschwindigkeit in zumindest einer Richtung aus den mittleren Fahrzeuggeschwindigkeiten der Fahrzeugbewegungsrichtungen aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bildeingabeeinrichtung (101a-d) und die Bildverarbeitungseinrichtung (100) so aufgebaut sind, daß sie einander auf einer n:l-Basis entsprechen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bildeingabeeinrichtung (101a-d) und die Bildverarbeitungseinrichtung (100) so aufgebaut sind, daß sie einander auf einer n:1-Basis entsprechen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Bildeingabeeinrichtung (101a-d), die Bildverarbeitungseinrichtung (10) und die Meßeinrichtung so aufgebaut sind, daß sie einander auf einer 1:1:1-Basis entsprechen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Meßeinrichtung eine Fahrzeugverfolgungseinrichtung aufweist zum Speichern von Blockkoordinaten bevor, während und nachdem ein neues Fahrzeug im Feld einer Kamera erscheint, für jedes Fahrzeug, und zum Bestimmen der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs, indem die Blockkoordinaten verfolgt werden, die bereits gespeichert wurden, wenn das Fahrzeug aus dem Kamerafeld heraustritt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuerungseinrichtung eine On-line-Signalsteuerung eines Verkehrssignals vornimmt auf der Grundlage des Ergebnisses einer statistischen Verarbeitung des Meßergebnisses der Verkehrs flußmeßvorrichtung.

17. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Einrichtung aufweist zum Korrigieren zumindest eines der Parameter von Zyklus, Teilung und Offset eines Verkehrslichts auf On- line-Grundlage auf der Grundlage des Ergebnisses statistischer Verarbeitung des Meßergebnisses der Verkehrsflußmeßvorrichtung.

18. Verkehrsflußmeß- und -steuerungssystem mit einer Verkehrsflußsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, und einer Einrichtung zum Festlegen des Vorsehens zumindest einer Rechtsabbiegerspur, einer Spur für vorzugsweises Linksabbiegen und eines ausschließlichen Rechtsabbiegersignals auf Off-line-Grundlage auf der Grundlage des Ergebnisses der statistischen Verarbeitung des Meßergebnisses der Verkehrs flußmeßvorrichtung.

19. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Meßeinrichtung eine Einrichtung aufweist zum Durchführen einer Berechnung unter Verwendung von Gleichungen, die sich auf das Verkehrsvolumen pro Signalzyklus beziehen, an einer mwegigen Kreuzung zusammen mit (m² - 3m + 1) unabhängigen Werten, die die Anzahl von Fahrzeugen in unterschiedliche Richtungen darstellen, und beliebigen (2m -1) Werten, die die Anzahl von einlaufenden und auslaufenden Fahrzeugen darstellen, um die verbleibenden (2m - 1) Werte zu berechnen, die die Anzahl von Fahrzeugen in unterschiedliche Richtungen darstellen.

20. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Meßeinrichtung eine Einrichtung zum Durchführen einer Berechnung aufweist, indem Gleichungen bezüglich des Verkehrsvolumens pro Signalphasenzyklus an einer 4-wegigen Kreuzung verwendet werden zusammen mit zwei unabhängigen Werten, die die Anzahl von linksabbiegenden und rechtsabbiegenden Fahrzeugen darstellen, notwendigen Werten, die die Anzahl von einlaufenden und auslaufenden Fahrzeugen pro jeweiliger Signalphase auf unterschiedlichen Straßen darstellen, um die verbleibenden 6 Werte zu berechnen, die die Anzahl von Fahrzeugen in unterschiedliche Richtungen darstellen.

21. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Gleichungen bezüglich von Verkehrsvolumina pro Signalphasenzyklus an einer m-wegigen Kreuzung sowohl die Schaltzeit des Phasensignals eines Verkehrssignals sowie die Verzögerungszeit aufgrund von unterschiedlichen Positionen zur Messung des gleichen Fahrzeugs berücksichtigen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der Bilddaten einer Kamera (101), deren Gesichtsfeld auf einen Bereich von der Mitte der Kreuzung in die Nähe ihrer Auslaufbereiche gesetzt wird, als Eingabedaten für die Meßvorrichtung verwendet werden.

23. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der Bilddaten von einer Kamera (101), deren Gesichtsfeld so gesetzt ist, daß es die gesamte Kreuzung überdeckt, als Eingabedaten für die Meßvorrichtung verwendet werden.

24. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Vorrichtung 2n Kameras (101) für eine n-wegige Kreuzung verwendet, wobei Bilddaten von zwei Kameras (101), deren eines Gesichtsfeld so gesetzt wird, daß es den Einlaufbereich bis zum Auslaufbereich der Kreuzung überdeckt und deren anderes Gesichtsfeld in die Nähe des Zentrums gegenüber dem Feld der einen von ihnen gesetzt wird, als Eingabedaten für die Meßvorrichtung verwendet werden.

25. Vorrichtung nach Anspruch 1 bei der Bilddaten einer Kamera (101), deren Gesichtsfeld so gesetzt ist, daß es ein Verkehrssignal innerhalb des Felds nicht überdeckt, als Eingabedaten für die Meßvorrichtung verwendet werden.

26. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der Buddaten von einer Kamera (101), deren Gesichtsfeld so gesetzt ist, daß es ein Verkehrssignal und Fußgängerüberwege nicht beinhaltet, aber daß es eine Fahrzeuganhaltelinie vor dem Fußgängerüberweg an der Rückseite der Anhaltelinie an der Einlaufseite der Kreuzung enthält, als Eingabedaten für die Meßvorrichtung verwendet werden.

27. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der Bildsignale von einer Kamera (101), deren Gesichtsfeld so gesetzt ist, daß es ein Verkehrssignal und einen Fußgängerüberweg nicht enthält, vor dem Fußgängerüberweg auf der Auslaufseite der Kreuzung, als Eingabedaten für die Meßvorrichtung verwendet werden.

28. Verkehrsflußsteuerungsverfahren mit den Schritten

Aufnehmen von Bildern einer Szenerie in der Nähe einer Kreuzung;

Ausführen verschiedener Bildverarbeitungen für diese Bilder, Extrahieren möglicher Fahrzeuge und Ermitteln von Kenngrößen der möglichen Fahrzeuge; und

Bestimmen von Positionsdaten von Fahrzeugen auf der Grundlage der Kenngrößen, die im Bildverarbeitungsschritt erhalten wurden, Verfolgen der Fahrzeuge unter Verwendung der Positionsdaten und Berechnen der Anzahl von Fahrzeugen in zumindest einer Richtung, in die Fahrzeuge fahren, und

Steuern eines Signals auf der Grundlage des im Schritt der Bestimmung, der Verfolgung und der Berechnung gemessenen Ergebnisses.