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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Messen der
Geschwindigkeit eines Fahrzeugs durch aufeinanderfolgendes
Detektieren der Durchfahrt des Fahrzeugs an mindestens zwei Stellen
bei einem vorgegebenen Abstand zueinander, wodurch eine Anzahl
von Messpunkten während jeder Detektion festgelegt wird,
Bestimmen der Zeitverzögerung zwischen entsprechenden Messpunkten
der Detektionen an den aufeinanderfolgenden Stellen und
Ermitteln der Geschwindigkeit daraus. Ein solches Verfahren ist z. B.
aus der EP-A-0 629 861 bekannt und wird zum Ausführen von
Geschwindigkeitsmessungen an fixierten Stellen verwendet. Solche
Messungen sind besonders wichtig an Orten, wo eine zu hohe
Geschwindigkeit eine gefährliche Verkehrssituation hervorrufen
kann, wie zum Beispiel bei Kreuzungen.
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In dem bekannten Verfahren werden bis zu drei Dimensions-
Magnetfelddetektoren verwendet, welche in der Nähe einer Straße
bei einem bestimmten, festgelegten Abstand zueinander
angeordnet sind. Jeder dieser Magnetfelddetektoren erzeugt ein
Wellenformsignal, wenn ein Fahrzeug vorbei fährt. Dieses Signal wird
mit einem Schwellenwert verglichen, und sowohl der Moment, wenn
die Signalstärke die Schwelle übersteigt, als auch der Moment,
bei dem Signalstärke wieder unter die Schwelle zurückfällt,
werden als Messpunkte festgehalten. Die Zeit, die zwischen
entsprechenden Messpunkten in den Signalen der zwei Detektoren
verstreicht, wird gemessen. Da es stets zwei Messpunkte gibt,
gibt es zwei Werte für die Zeitverschiebungen, aus denen ein
einzelner Durchschnittswert bestimmt wird. Die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs wird schließlich einfach durch Teilen das
bekannten Abstands zwischen den Detektoren durch die gemessen
Durchschnittszeit bestimmt. Wenn diese Geschwindigkeit höher ist als
die Maximalgeschwindigkeit, kann zum Beispiel eine Kamera aktiviert
werden. Um die Genauigkeit zu erhöhen, schlägt dieses
Dokument ebenfalls vor, jedes Signal mit einer Vielzahl von
Schwellenwerten zu vergleichen, um mehr Messpunkte pro Signal
zu erhalten. Das Dokument schlägt ferner vor, den Median der
Messzeiten zu bestimmen, welcher dann wiederum gemittelt werden
kann.
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Für diese bekannte Messung, wie auch in anderen Verfahren, bei
denen im allgemeinen von Detektionsschleifen, die in der
Fahrbahnoberfläche angeordnet sind, Gebrauch gemacht wird, werden
lediglich zwei Detektionsschleifen verwendet. Es gibt jedoch
diesbezüglich zunehmende Vorbehalte. Es wurde gefunden, dass
eine solche Messung nicht immer vollständig zuverlässig ist,
wodurch es eine Gefahr gibt, dass Straßenbenutzer für Vergehen
bestraft werden, die sie nicht tatsächlich begangen haben, oder
dass umgekehrt Verkehrsvergehen unerkannt bleiben. Es ist
deshalb in einigen Ländern bereits erforderlich, dass mindestens
drei unabhängige Messungen ausgeführt werden, wenn
Geschwindigkeitsmessungen auf diese Weise durchgeführt werden, wobei nur
dann ein Fall eines Vergehens vorliegt, wenn dieses deutlich
durch alle drei Messungen angezeigt wird. Es ist bereits zu
diesem Zweck vorgeschlagen worden, einfach die Anzahl der
Detektionsschleifen zu erhöhen, wodurch eine Vielzahl von
aufeinanderfolgenden Geschwindigkeitsmessungen ausgeführt werden
konnten. Das Anordnen von Detektionsschleifen in der
Straßenoberfläche ist jedoch relativ teuer, während es darüber hinaus
zu einer Verkehrsstörung führt. Zusätzlich werden, wie oben
angegeben, solche Geschwindigkeitsmessung oft in der Nähe von
Kreuzungen ausgeführt, wobei die Detektionsschleifen ebenso zum
Detektieren von Vergehen in bezug auf bei der jeweiligen
Kreuzung platzierte Ampeln dienen. Wenn nun mehr als zwei
Detektionsschleifen angeordnet sind, wobei jede einen ausreichend
großen Zwischenraum zum Ermöglichen einer genauen Messung haben
muß, werden die Endschleifen in der Mitte der Kreuzungsfläche
vorliegen. Dies birgt die Gefahr einer Interferenz, die als
Ergebnis des sich kreuzenden Verkehrs auftritt, während
Interferenzprobleme darüber hinaus auftreten, wenn
Geschwindigkeitsmessungen auf beiden, sich kreuzenden Straßen auszuführen sind.
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Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, ein Verfahren der
oben beschriebenen Art bereitzustellen, durch welches eine
Anzahl von unabhängigen Geschwindigkeitsmessungen ausgeführt
werden kann, ohne dass zusätzliche Detektionsschleifen zu diesem
Zweck vorgesehen werden müssen. Gemäß der Erfindung wird dies
dadurch erreicht, dass pro Detektion mindestens drei Messpunkte
bestimmt werden und die daraus ermittelte Geschwindigkeit nur
dann als gültige Messung akzeptiert wird, wenn die Verzögerung,
die für jede dieser Messpunkte bestimmt wurde, der Verzögerung
entspricht, die für die anderen Messpunkte bestimmt wurde.
Durch Festlegen einer Anzahl von Messpunkten während jeder
Detektion und durch Verwendung dieser Punkte als unabhängige
Messpunkte kann eine Vielzahl von unabhängigen
Geschwindigkeitsmessungen mit zwei Detektionen ausgeführt werden, die zum
Beispiel mit zwei Detektionsschleifen durchgeführt werden.
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Vorzugsweise angewandte Varianten des Verfahrens gemäß der
Erfindung sind in abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 beschrieben.
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Die Erfindung bezieht sich ebenso auf eine Vorrichtung zum
Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens. Eine solche
Vorrichtung, die eine Vorrichtung zum Messen der Geschwindigkeit eines
Fahrzeugs darstellt, die mit Einrichtungen, die bei mindestens
zwei Stellen angeordnet sind, welche bei einem vorgegebenen
Abstand zueinander liegen, zum Detektieren einer Durchfahrt des
Fahrzeugs, wobei die Detektionseinrichtungen zum Festlegen
einer Anzahl von Messpunkten während jeder Durchfahrt angepasst
sind, einer mit der Detektionseinrichtung verbundenen
Einrichtung zum Messen der Verzögerung zwischen entsprechenden Messpunkten,
die durch die Detektionseinrichtungen festgelegt
wurden, und einer Prozessier- und Steuereinrichtung, die mit der
Zeitmesseinrichtung verbunden ist, zum Ermitteln der
Geschwindigkeit daraus ausgestattet ist, ist gemäß der Erfindung
gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die mit der Prozessier-
und Steuereinrichtung verbunden ist, zum Aufzeichnen eines
Bildes des Fahrzeugs, wobei die Prozessier- und Steuereinrichtung
so angepasst ist, dass ein Steuersignal an die
Aufzeichnungseinrichtung übertragen wird, wenn eine entsprechende
Verzögerung für mindestens drei Messpunkte bestimmt ist und die daraus
ermittelte Geschwindigkeit größer ist als die an dieser Stelle
erlaubte Maximalgeschwindigkeit.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Messvorrichtung gemäß der
Erfindung bilden die Gegenstände der abhängigen Ansprüche 6 bis
8.
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Die Erfindung wird nun auf der Basis einer Ausführungsform
weiter erläutert, wobei Bezug genommen wird auf die beigefügten
Zeichnungen, wobei:
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Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht einer Kreuzung
zweier Straßen, bei der eine Geschwindigkeitsmessvorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung vorliegt,
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Fig. 2 ist eine graphische Wiedergabe von Detektionssignalen,
die bei zwei aufeinanderfolgenden Stellen erzeugt wurden, wenn
ein Passagierfahrzeug dort vorbei fährt,
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Fig. 3 ist eine Wiedergabe, die der Fig. 2 bei der Durchfahrt
eines Lastwagens entspricht, und
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Fig. 4 ist ein schematisches Fließdiagramm, in dem die
unterschiedlichen Schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung
gezeigt sind.
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Bei einer Kreuzung 1 (Fig. 1), die mit einer Anzahl von Ampeln
2 ausgestattet ist, wird eine Vorrichtung 10 zum Messen der
Geschwindigkeit von vorbeifahrenden Fahrzeugen 9 eingerichtet.
Diese Geschwindigkeitsmessvorrichtung 10 umfaßt
Detektionseinrichtungen in Form einer Vielzahl von Detektionsschleifen 5A,
6A und 5B, 6B, die in der Straßenoberfläche 3 eingerichtet
sind. Detektionsschleifen 5A, 6A, 5B, 6B sind auf jeder Seite
einer Haltelinie 4 eingerichtet, die auf die Straßenoberfläche
gemalt ist, wodurch diese ebenso zum Nachweis von Verstößen
gegen die Ampeln 2 dienen können, etwa das Durchfahren bei
Rotlicht. Die Detektionsschleifen 5A und 6A dienen zum Messen der
Geschwindigkeit in der linken Spur, während die
Detektionsschleifen 5B und 6B die Geschwindigkeit von Fahrzeugen in der
rechten Spur messen. Die Detektionsschleifen 5A, 5B, 6A, 6B
sind über Leitungen 11A, 11B, 12A, 12B mit einer Systemeinheit
7 verbunden, in welcher eine Zeitmesseinrichtung und eine
Prozessier- und Steuereinrichtung aufgenommen sind. Im Gegensatz
zu auf Detektionsschleifen basierenden, bekannten Meßsystemen,
die eine Abtastmessung ausführen, sind die
Detektionseinrichtung, die Zeitmesseinrichtung und die Prozessier- und
Steuereinrichtung 7 in der Messvorrichtung gemäß der Erfindung darauf
ausgelegt, die Messung fortlaufend auszuführen. Die
Systemeinheit 7 ist ferner über Leitungen 13 mit Ampeln 2 verbunden,
wodurch die Systemeinheit ebenso zum Steuern der Ampeln und
wahlweise zum Registrieren von Verstößen in bezug auf diese Ampeln
verwendet werden. Die Systemeinheit 7 ist ferner über eine
Leitung 14 mit einer Einrichtung 8 zum Aufzeichnen von einem oder
mehreren Bildern eines ordnungswidrigen Fahrzeugs 9 verbunden.
Diese Auftrennungseinrichtung 8 kann die Form einer Foto- oder
Videokamera annehmen.
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Die Systemeinheit 7, die die Form einer programmierbaren
logischen Schaltung (PLC) oder eines Klein-PCs annehmen kann, weist
eine Einrichtung zum Messen der Verzögerung zwischen Detektionen
durch die aufeinanderfolgenden Detektionsschleifen 5A und
6A oder 5B und 6B auf. Diese Detektionen nehmen hier die Form
eines wellenförmigen Signals an, deren Fortschreiten mit der
Zeit (gegenüber der Horizontalachse 17 aufgetragen) schematisch
in Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Das Wellenform-Detektionssignal
15, 16 gibt die prozentuale Veränderung der Induktion in den
Schleifen 5A, 5B, 6A, 6B (gegenüber der senkrechten Achsen 18
aufgetragen) an, was gemäß dem Maxwell'schen Gesetz, das
Resultat der Verschiebung eines leitenden Gegenstandes, d. h. des
stark metallischen Fahrzeugs S. relativ zum geomagnetischen
Feld darstellt. Die Wellenform des Detektionsignals ist dabei
für ein bestimmtes Fahrzeug charakteristisch, während die
Stärke der Induktionsänderung mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs
in Beziehung steht. Wenn Fig. 2 und 3 verglichen werden, ist zu
beachten, dass das Signal eines Passagierautos im allgemeinen
stärker ist als das eines Lastwagens, weil die Metallteile
eines Autos sich näher an der Straßenoberfläche bewegen als jene
eines Lastwagens. Zusätzlich ist die Länge des Signals kürzer
als Ergebnis einer normalerweise kürzeren Länge eines
Passagierautos.
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Das Detektionssignal 15 bzw. 16 besitzt eine Anzahl von
charakteristischen Punkten 15a-15j bzw. 16a-16n. Der Punkt 15a bzw.
16a kann hier zum Beispiel das Hereinfahren auf die
Detektionsschleife wiedergeben, während der Punkt 15j bzw. 16n das
Herausfahren aus der Schleife angibt. Dazwischen können eine
Anzahl von charakteristischen Punkten von Biegungen oder Extrema
15b-15i bzw. 16b-16m bezeichnet werden, die mit der Form und
der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Beziehung stehen. Indem
nun das Detektionssignal 15 bzw. 16 der ersten Schleife 5A oder
5B mit dem Detektionssignal 15' bzw. 16' der zweiten Schleife
6A oder 6B verglichen wird, können entsprechende
charakteristische Punkte in beiden Signalen identifiziert werden. Die Zeit,
die zwischen jedem Satz von entsprechenden charakteristischen
Punkten verstrichen ist, kann gemessen werden und eine
Geschwindigkeit kann daraus bestimmt werden. Auf diese Weise
können zum Beispiel zehn Messungen für das Passagierfahrzeug in
dem gezeigten Beispiel ausgeführt werden, während im für den
Lastwagen gezeigten Beispiel sogar vierzehn Messungen
ausgeführt werden könnten. Es ist somit möglich, auf relativ
einfache Weise das immer häufiger verlangte Erfordernis zu erfüllen,
daß mindestens drei Messungen ausgeführt werden müssen.
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Da wie angegeben die Wellenform des Signals 15 oder 16 mit der
Form, den Dimensionen und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs
zusammenhängt, ist es immer möglich, auf einfache Weise zu
bestimmen, dass die Signale, die miteinander verglichen werden,
von ein und demselben Fahrzeug stammen. Inkorrekte Messungen
sind deshalb praktisch unmöglich. Wenn jedoch die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs sich stark zwischen den beiden
Detektionsstellen verändert, zum Beispiel weil der Fahrer des Fahrzeugs
plötzlich bremst oder beschleunigt, wird die Wellenform des
Signals sich ebenso ändern, wodurch keine oder nicht genügend
entsprechende Punkte gefunden werden. Zum Ausführen einer
gültigen Messung unzureichende Messpunkte werden dann verfügbar
sein.
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Das Ausführen einer Geschwindigkeitsmessung auf die Art gemäß
der Erfindung läuft daher wie folgt ab (Fig. 4). Beginnend mit
einem Betriebs-Bereitschafts- oder Standby-Modus (Block 19)
bestimmt die Detektionseinrichtung, dass ein Fahrzeug 9 die erste
Stelle 5A oder 58 durchfährt (Block 20). Die Durchfahrt des
Fahrzeugs an der zweiten Stelle 6A oder 6B wird danach ebenso
detektiert (Block 21). Die aus diesen zwei Detektionen
erhaltenen Signale werden dann zuerst aufgefangen (Block 22 und 23),
wodurch das in Fig. 2 und 3 gezeigte Analogsignal 15 bzw. 16 in
ein Histogramm umgewandelt wird.
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Die Histogrammbalken werden dann aufeinanderfolgend miteinander
verglichen. Zu diesem Zweck wird im Block 24 eine Suche
durchgeführt, ob irgendein Histogrammbalken verbleibt, welcher noch
nicht einem Vergleich unterzogen worden ist. Sollte dies der
Fall sein, wird der erste nachfolgende, noch nicht geprüfte
Teil des Histogramms des ersten Signals dann herangezogen
(Block 25) und der entsprechende Teil des zweiten Signals wird
damit verglichen (Block 26). Die Höhe dieser Histogrammbalken,
die die Induktionsveränderung des Ursprungssignals wiedergibt,
wird verglichen (Block 27). Wenn die Höhen sich nicht
entsprechen, wird wieder in Block 24 eingetreten. Wenn die Höhen sich
entsprechen, wird ein Balken als gültiger Messpunkt akzeptiert.
Die Verzögerung zwischen den verglichen Histogrammteilen wird
dann bestimmt (Block 28) und als Messpunkt gespeichert (Block
29), wonach wieder in Block 24 eingetreten wird. Auf diese
Weise werden eine Anzahl von Messpunkten im Signal bestimmt.
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Wenn keine weiteren ungeprüften Teile des aufgenommenen Signale
verbleiben, wird im Block 30 eine Prüfung gemacht, ob genügend
Messpunkte gefunden wurden, also mindestens drei gemäß den
neuen Kriterien. Wenn dies nicht der Fall ist, wird in die
Ausgangssituation zurückgesetzt (Block 19). Wenn jedoch
ausreichend Messpunkte gefunden wurden, werden die Messpunkte für die
Verzögerung zwischen jedem Satz von sich entsprechenden
Messpunkten miteinander verglichen (Block 31). Im Block 32 wird
anschließend eine Prüfung gemacht, ob diese Werte sich einander
ausreichend entsprechen. Sollte dies nicht der Fall sein, zum
Beispiel weil die Geschwindigkeit des Fahrzeugs sich während
der Messung stark veränderte, stellt dies eine ungültige
Messung dar und die Ausgangssituation wird wieder hergestellt.
Wenn die Werte sich ausreichend entsprechen, dann wird daraus
die Geschwindigkeit durch Teilen der Geschwindigkeit zwischen
den Detektionsschleifen durch die gemessene Verzögerung (Block
33) bestimmt und mit der Geschwindigkeitsbegrenzung verglichen,
die bei der Stelle herrscht (Block 34). Wenn die gemessene
Geschwindigkeit größer als die erlaubte Maximalgeschwindigkeit
ist, wird ein Warnsignal erzeugt (Block 35). In der gezeigten
Ausführungsform kann diese Warnsignal direkt an die Auf
Zeichnungsvorrichtung übermittelt werden, wodurch eine Foto- oder
Videoaufzeichnung die Fahrzeugs 9 gemacht wird. Das Warnsignal
kann ebenso dazu verwendet werden, den überwachenden Polizisten
auf den Verkehrswidrigen aufmerksam zu machen.
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Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung erlaubt
somit eben eine sehr genaue und zuverlässig
Geschwindigkeitsmessung mit einer minimalen Anzahl von Detektionsschleifen,
wodurch die Gefahr von ungerechtfertigter Strafen oder nicht
bestraften Verstößen minimiert werden, ohne dass hohe
Investitionen für diesen Zweck erforderlich wären. Obgleich die Erfindung
oben unter Bezugnahme auf eine Geschwindigkeitsmessung mit zwei
Detektionsschleifen bei einer Kreuzung beschrieben ist, wird
dem Fachmann klar sein, dass sie nicht darauf beschränkt ist.
Die Geschwindigkeitsmessung kann überhaupt an jeder Stelle
erfolgen, an der mindestens zwei solche Schleifen angeordnet
werden können, während es ebenso möglich ist, mehr als zwei
Schleifen anzuwenden, zum Beispiel als zusätzliche Sicherung
gegenüber Fehlern.