EP0866434B1 - Vorrichtung zur Erfassung bewegter Objekte - Google Patents
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- EP0866434B1 EP0866434B1 EP98250052A EP98250052A EP0866434B1 EP 0866434 B1 EP0866434 B1 EP 0866434B1 EP 98250052 A EP98250052 A EP 98250052A EP 98250052 A EP98250052 A EP 98250052A EP 0866434 B1 EP0866434 B1 EP 0866434B1
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- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
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- G—PHYSICS
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- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
- G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
- G08G1/04—Detecting movement of traffic to be counted or controlled using optical or ultrasonic detectors
Definitions
- the invention relates to a device for detecting moving vehicles on a Roadway and a detection system.
- the document DE 37 06 229 A1 relates to an electronic lighting switching system.
- the power supply to the area to be monitored takes place arranged assembly via solar cells.
- An infrared sensor detects the desired one Area on movements and, when movements are detected, inputs via a radio transmitter coded signal, which is received by a radio receiver and that over a Receiver and control device switches on the lighting.
- the object of the invention is Creation of a simple, inexpensive, easy to assemble and to waiting and not susceptible to damage, especially from vandalism Arrangement.
- the arrangement should be easy to parameterize and query his.
- the device according to the invention is very universal, fast, simple and inexpensive mountable.
- a significant cost reduction results in particular from the fact that none of the usual in the prior art, for example over a road mounted detector spatially separated control cabinet for energy supply, Fixed network communication device and other components and therefore also none Foundation for a control cabinet, as well as no wiring from the control cabinet and Detection device are required.
- the omission of a control cabinet will enables in particular that the inventive device for Data transmission to at least one center, not as in the prior art Phone lines or other lines are used, but a radio-based one Transmitting device and the fact that a self-sufficient energy supply through photovoltaics he follows. Since a control cabinet separate from the detection device for further Components are not required, damage from earlier will be easy accessible parts, in particular the severing of the previous cable connections of detective equipment and control cabinet, as well as the easily accessible Control cabinets avoided.
- the device according to the invention as a compact device is space-saving, universal, for example on existing supporting structures, bridge railings, tunnel entrances or other existing or if necessary simple and inexpensive to create Support elements mountable.
- a radio-based transmission device is generally essential less expensive than line-based communication.
- a line-based Power supply which in particular in remote areas, but also in Urban area is complex and expensive, is not due to the self-sufficient energy supply required.
- the energy supply has the advantage of photovoltaics, independent and over a long service life to be able to work in an environmentally friendly manner with long maintenance intervals.
- the invention is therefore inexpensive, self-sufficient and universally applicable.
- radio-based receiving device e.g. B. for control purposes.
- Transmitting device and receiving device can be implemented in one module.
- the device is from a central station via radio via the receiving device can be parameterized and queried.
- the radio device is expedient in the form of GSM or other transmission technology realizes what a simple and inexpensive integration into existing radio networks, especially in existing, high quality and largely nationwide Cellular networks enabled.
- a security device is also advantageous, in particular in the form of a coding of the data sent by the device and / or the use of access codes for Commands sent from a control center to a device according to the invention. So that will an unauthorized exploitation of those detected by the invention, by radio Data transmitted and receivable by third parties or sabotage of a device due to impermissible re-parameterization, shutdown etc. by unauthorized third parties avoided.
- a traffic monitoring system with a plurality of devices according to the invention, each associated with a lane, is possible.
- a detection system has a device according to the invention assigned to a plurality of lanes, which thus monitors a plurality of lanes synchronously via its own detectors or via common detectors assigned to alternately different lanes.
- One or more sensors of different technology are preferably used as the detection device for detecting the number of vehicles on one or more lanes and / or vehicle speeds and / or vehicle lengths and / or vehicle types and / or vehicle identity.
- Techniques such as infrared (active and / or passive), lasers, image acquisition, microwaves / radar or a combination of at least two of these techniques are used.
- An alignment option is available for the power supply of the detection device Photovoltaic elements advantageous in winter sun.
- the batteries and the transmitting device are arranged, preferably the photovoltaic modules are to be integrated.
- the housing on a carrier having a solar element, or on a Bracket are attached, which is pivotally and lockably arranged. This enables particularly easy maintenance access by folding down the lower part of the Holder including detection unit. Road closures are not required for maintenance.
- Automatic adjustment of the system to the mounting height is also advantageous elaborate individual adjustments of each individual device to the individual Conditions of the respective installation location spared.
- Fig. 1 shows a schematic representation of a running across a lane 1 Bridge 2, on the railing 3, a device 4 according to the invention for the detection of itself on the road 1 in the direction of the arrow moving vehicles 5 is mounted.
- the vehicle 5 When passing a detector 4, the vehicle 5 is used by the latter for detection and / or Speed measurement and / or identification in a measuring zone M is detected. Furthermore, in shown example indicated a wake-up zone A; when passing through the wake-up zone According to an embodiment of the invention, the device 4 is an energy-saving inactive state "woken up", ie activated.
- the support arm 6 of the device is in the direction of arrow F opposite Mounting device 13 for maintenance on a person performing maintenance zuschwenkbar.
- the is Swivel mechanism lockable to the device 4 against unauthorized folding and To protect vandalism.
- the entire device 4 is in one over or on a carrier 6 mountable or assembled, from a housing upper part 7 and one Housing lower part 8 existing housing arranged.
- the upper housing part 7 has the Power supply to the device, which here is a photovoltaic element 9 and Battery 10 includes.
- the energy supply shown includes the photovoltaic, the battery and the charge control.
- the rotatability of the upper housing part 7 relative to the lower housing part 8 enables a simple adjustment of the photovoltaic cells according to the cardinal direction for optimal Exploitation of solar energy.
- the device 4 or the detection device 12 can be moved e.g. about across Horizontal axis running on the direction of the road for easy optimal alignment the roadway 1 can be pivoted.
- a radio device 11 and a detection device 12 are in the lower housing part 8 arranged.
- the radio device 11 is used to transmit detected, the detection, Speed, length and / or identification of vehicle-related data by Radio to at least one control center. Furthermore, the radio device 11 serves to receive the signals sent from a control center. This enables data to be sent from the central office to Device are sent to control, reconfigure or Commands, especially the request to transfer data.
- the indicated radio device 11 is in accordance with the GSM standard, in accordance with a data radio standard or other radio transmission technologies and standards simple and inexpensive to implement and for communication with a central office without suitable further adjustment.
- the detection device 12 can be based on different measurement techniques. In particular are passive / active infrared, laser, image capture, microwave / radar, as well Combination of at least two of these techniques is suitable.
- the detection device can be used to detect the number of vehicles, speeds, Vehicle length, identification of the vehicle type or identification of the special one Vehicle are used.
- Evaluation unit ind.
- Software provided in the housing. So when using a Image capture device such as a video camera, in particular a CCD camera Detection device 12 downstream of an image processing device.
- a circuit in the form of a central controller / software transfers measured and possibly further processed values in the form of data to the radio device 11, for example a GSM modem, and controls the transmitting device.
- commands received from the radio device 11 are taken over by the central control system from a control center, and the control is reconfigured, activated, deactivated, a measurement triggered, depending on the type of command received, etc.
- the height of the device above the roadway is to be detected automatically and on the basis of this level, the further processing of the data measured by a detection device 12 must be adjusted before sending.
- the system can also be activated by the control system on command or at definable time intervals, which can possibly be repaired via radio, so that measurements are only carried out in interval operation and further energy savings are made.
- the control can be used to specify the interval at which transmission takes place or to transmit the data to a special command from a control center.
- the components of the control circuit are expediently designed to be energy-saving for optimal use of the limited available energy, for example using CMOS technology.
- the detection device 12 is also designed to save energy.
- the current state or status of the device 4 can be detected by the controller and transmitted by radio to the center via the radio device 11 at intervals or after a query command from the center.
- the status includes, in particular, data about the state of charge of the battery and electronically detectable defects in the photovoltaic 9 or detection device 12, etc.
- each lane can be assigned its own monitoring device 4.
- the individual devices can be implemented as a master-slave concept. In particular, in order to save energy, for example, a radio device and / or a controller can only be arranged in the master device.
- the individual devices can be connected to one another by lines or by radio, which requires little energy due to the short distance, or by light transmission in terms of information and supply technology.
- the device 4 is in the examples shown in Figures 3 and 4 via a Mounting device 13 set on the bridge railing 3.
- the bridge railing 3 is located extending on a bridge 2 extending across a roadway 1 to be measured.
- the device 4 consists of a rectangular housing in which the detection device 12 with a computer part, the energy supply 10 and the transmission unit 11 are contained.
- the device 4 can be aligned in the horizontal C around a vertical axis and in the vertical D around a horizontal axis.
- the photovoltaic panel 9 is attached to the mounting device 13.
- the photovoltaic panel 9 can be pivoted in the direction B on the mounting device 13.
- the lower part of the assembly device 13 can be pivoted with the detection device 4 for maintenance purposes in the direction of the bridge railing 3, that is to say to a person performing the maintenance and standing on the bridge in the direction of the arrow F.
- the swiveling device on the axis EE in the form of a hinge etc.
- the pivoting device on the axis EE can be locked using a special tool. This can be done using a non-commercially available special tool, for example a high-quality key. Swiveling is not possible in the locked state.
- the device 4 in Figure 4 consists of a compact housing with an integrated Photovoltaic panel 9, in which the detection devices 12, the computer part, the Power supply and the transmitter unit are included.
- the device 4 is in the Alignable horizontal.
- the detection device 12 is in two planes C and D, that is in the horizontal and vertical can be swiveled.
- Fig. 5 shows a further embodiment of the invention, on a mast 14 or on a existing sign 16 assembled state.
- the device 4 is located here next to the roadway 1 on a mast 14, the foundation 15, pile foundation or other version is anchored in the ground or on an existing facility like signs 16 or gantries.
- the device 4 consists of a compact, two-part housing with an integrated photovoltaic panel 9, the detection devices 12, the computer part, the power supply 10 and the transmission unit 11 being contained in the housing.
- the device 4 can be aligned horizontally in the direction B.
- the detection devices 12 can be pivoted in two planes in the direction of the arrows C and D in the horizontal and vertical.
- the photovoltaic panel 9 can additionally be rotated horizontally and vertically in the directions G and H.
- a compact detector 4 can be implemented using the sensor technologies described below with reference to FIGS. 6 to 9, which are important in connection with and independently of the invention.
- the different measuring techniques react differently to certain influencing factors. Time of day, weather and also the different types of vehicles can influence the detection or accuracy.
- the following table shows particular advantages of detectors: The principles of the measuring method are first explained, then examples are described with reference to FIGS. 6 to 9.
- the detection device 12 can have a plurality of receiving devices 12b using passive IR technology include, pyroelectric (dynamic) for initial detection and for speed detection of vehicles and thermophilic (static) for the length determination.
- passive IR technology include, pyroelectric (dynamic) for initial detection and for speed detection of vehicles and thermophilic (static) for the length determination.
- Passive IR sensors are energy saving because they do not emit any energy.
- the transmitter is the respective vehicle, which represents a radiating body. Bodies that are not in absolute zero temperature (-273 ° C) radiate energy in the form of heat radiation. The intensity of the radiation depends on the temperature, the material and the surface properties. This radiation is converted into an electrical current by the sensor element for a specific frequency range. The change in radiation is evaluated on the basis of the change in current. Since the energy changes z. T. are very small and the radiation / temperature range is very large, the sensor elements must be very sensitive to changes. At the same time they have to rel. can process large amounts of energy.
- a speed measurement is possible from> 0 km / h to> 200 km / h.
- the average measurement factor is up to 10% and is dependent on the weather. It increases with speed.
- length measurement is possible with a measurement error of approx.> 1 m depending on the vehicle type, material and the load.
- a count by separating vehicles in close succession is at dry weather possible.
- An active IR sensor can work as an IR button, ie as a pulsed light barrier with transmitter 12a and receiver 12b, and detects near and far fields. This makes it possible to avoid incorrect or non-detection, which occurs due to the different reflection properties of the vehicle surfaces.
- the sensor can be used in particular in combination with a radar sensor.
- the active IR sensor consists of two components, an IR transmitter and an IR receiver.
- the required IR transmission energy depends on the mounting height and reflection properties of the background, because with this method the transmission energy emitted by the transmitter, continuously or pulsed, is from an object, e.g. B. a vehicle or a street, depending on the surface more or less diffusely or directionally reflected.
- the attenuation increases quadratically with the distance to the reflector.
- the IR diodes generate the necessary radiation power, they are operated in pulse mode. They can briefly emit up to 10 times the permitted radiation power. For a good use of the energy, the radiation is strongly bundled by means of optical lenses. If only one light barrier is used, there is a great risk that vehicles will pass it without reliable detection. If only one light barrier is used, speed measurement is not possible. Heavy precipitation, especially heavy snow, which limits the view to less than 50 m, can influence the measured values. Measurements from the side are only possible to a limited extent due to the reflection detection with near and far fields. A length measurement is only possible with the aid of the measured speed with a deviation of up to 0.5 m and is also dependent on the speed accuracy of the detector. The recording / counting is generally good and independent of the weather, even in vehicles closely following one another, due to the strong concentration of the radiation.
- Double-active IR Double-active IR:
- An active IR sensor works, for example, as a double IR light barrier.
- Measurements from the side are possible due to the reflection detection.
- the speed measurement is possible from> 0 km / h to> 200 km / h.
- the deviation is less than 20%, depending on the vehicle type, and increases with the speed due to the structure chosen.
- a length measurement is basically possible.
- Microwave / radar according to FIG. 8 Microwave / radar according to FIG. 8:
- a radar sensor evaluates the reflection of the radar pulses emitted based on the Doppler frequency shift and possibly an energy measurement and uses this to determine vehicle speeds and types.
- the system can evaluate up to 40 measurements per vehicle. Standing traffic is not recognized.
- the radar signal for example at 24 GHz or 64 GHz, is emitted continuously, depending on the system, continuously or only for the transit time of a vehicle. The radar signal cannot be switched as quickly as desired due to the transient and decay processes.
- Radar evaluates the frequency and spectrum of the signal, which are changed during reflection due to the movement of the object relative to the transmitter. Evaluations of the reflected energy allow statements about the vehicle size / shape.
- the radar radiation is influenced by precipitation.
- Precipitation can reflect / scatter the radiation, which leads to an attenuation of the radiation or a Doppler shift.
- Known spectral components of the resulting reflection components can be filtered out, for example, by high / low / band passes.
- the attenuation is compensated for by more radiation energy, whereby radiation limit values must be observed. Measurements from the side are possible, but should then be carried out like a radar measurement by the police from the side at vehicle height, so that there is a uniform surface on all vehicles and almost no shift in the reflection plane.
- the illuminated surface of the vehicles can be problematic, namely partly the side, partly the roof. This results in considerable differences in the reflected energy and the reflection plane gets an additional speed component. A speed and type statement is then only very imprecise.
- An overhead measurement is possible from 5 km / h to> 200 km / h.
- the deviation is on average up to 3%, but increases at very low speeds.
- a length or type detection is possible by evaluating the reflection energy and the reflection duration. The counting in very closely following vehicles is difficult due to the radiation area and the necessary radiation angle.
- Systems can, for example, consist of 2 IR transmitters that radiate downwards in parallel.
- the vehicle speed, the vehicle type and the vehicle length are recorded by means of correlation (pattern recognition), envelope curve and time difference methods.
- the entire width of the carriageway can be detected by deflecting / fanning out the beam.
- the beam is only fanned out in width, which only marginally reduces the detection accuracy.
- the reflection R can be evaluated by means of, for example, triangulation and additionally z. B. by contour pattern recognition.
- the second sensor recognizes a certain point of the vehicle through the pattern recognition, and the time measurement is therefore carried out very precisely.
- the contour recognition allows a detailed assignment of vehicle types.
- the speed measurement is possible from> 0 km / h to> 200 km / h, The average deviation is ⁇ 3%.
- a length measurement is possible with a deviation in the cm range. The counting of vehicles in close succession is possible precisely.
- Video evaluation systems have a very powerful computer, depending on the need for detection. With the help of pattern or image comparisons, people, vehicles or objects are recognized and position, size, type and number recorded in time. Color distinctions are also possible. Correlation methods and FUZZI logic are used. Large data stores are necessary. Measurements from the side are favorable for the vehicle type and length detection, whereby shading must be taken into account. A speed and length evaluation is possible depending on exposure times and the number of pictures taken per second from> 0 km / h to> 200 km / h. It is easy to count vehicles closely following one another. The quality depends on the point of view.
- the passive IR system detection system 4, 12b shown in FIG. 6 detects the radiation of a vehicle for speed determination in several IR measurement zones M1 to M3.
- the radiation is detected in a pyroelectric measuring zone M4 for determining the length of the object.
- the emitter is object 5, which emits radiation S in the form of heat. The intensity is not evenly distributed.
- Measurement errors occur here in that for high vehicles 5 the distance between zones M1 to M4 is smaller than for low ones; these measurement errors are reduced by a large mounting height and / or arranging the zones M1 ... M4 approximately vertically below the transmitter, in particular at the greatest possible distance from one another.
- Another problem is that the different areas of the vehicles 5 radiate very differently and the object radiation S can assume values of the road radiation, which is why high sensor sensitivity of the IR sensors 12b is selected with a large actuation range at the same time. A division of the radiation spectrum S may be necessary.
- FIG. 8a shows a side view of a microwave radar measurement from the roadside
- 8b shows an overhead measurement in side view
- FIG. 8c shows a top view Overhead measurement
- Fig. 8d in plan view a measurement from the roadside.
- the signal S emitted by the transmitting component of the detector 12 is transmitted Object 5 reflected. Due to the movement in the direction V of the reflective Object 5, the frequency of the reflected signal R is changed and by means of Receiver unit of the detector 12 detected. The frequency change is proportional to the Speed V of the object.
- the frequency change is different.
- the change in the angle of the reflection surface to the radar affects the frequency. Because of different angles of the reflection surface per object 5 and also areas that protrude back and forth, several measurements are carried out from the side and / or an evaluation of a high number of measurements per object.
- the transmitted radiation S is in phase and strongly bundled. Depending on the nature of the reflection surface 5, the radiation is directed or diffusely reflected (R) according to FIG. 9a. Only a small part of the transmission power S arrives at the receiver 12b.
- the transmission beam S can be fanned out according to FIG. 9b by means of rotating mirrors.
- a surface profile 5 can be created and the speed determined by a runtime evaluation of the modulated signal S / R fanned out in two levels.
- a surface profile 5 can be created by fanning out in one plane and height detection according to FIG. 9c. It is not possible to determine the speed. In a system with two transmitting and receiving components in a detector 12 according to FIG. 9d, however, speed detection can be carried out without beam deflection.
- the change in the reflection plane height is determined twice using triangulation.
- An exact speed V and object length can be detected via a pattern recognition of the reflected signal R.
Landscapes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
Als Detektionseinrichtung zur Detektion der Fahrzeuganzahl auf einer oder mehreren Fahrbahnen und/oder Fahrzeuggeschwindigkeiten und/oder Fahrzeuglängen und/oder Fahrzeugtypen und/oder Fahrzeugidentität sind vorzugsweise ein oder mehrere Sensoren unterschiedlicher Technik eingesetzt. Es werden Techniken wie infrarot (aktiv und/oder passiv), Laser, Bilderfassung, Mikrowellen/Radar oder eine Kombination von mindestens zwei dieser Techniken eingesetzt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung. Dabei zeigt:
- Fig. 1
- in schematischer Darstellung eine auf einer Brücke über einer von einem Fahrzeug befahrenen Fahrbahn montierte erfindungsgemäße Vorrichtung,
- Fig. 2
- eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Erfassung bewegter Objekte insbesondere Fahrzeuge, mit einem 2-teiligen Gehäuse für Photovoltaikzellen, Batterie, Detektionseinrichtung und Sendeeinrichtung in schematischer, quergeschnittener Darstellung,
- Fig. 3
- eine weitere alternative Ausführung der Erfindung in an einem Brückengeländer montierten Zustand,
- Fig. 4
- eine weitere alternative Ausführung der Erfindung in an einem Brückengeländer montierten Zustand,
- Fig. 5
- eine weitere auf einem Mast seitlich der Fahrbahn montierte erfindungsgemäße Vorrichtung,
- Fig. 6
- schematisch ein Passiv-IR-Detektionssystem,
- Fig. 7a - d
- schematisch ein Aktiv-IR-Detektionssystem
- Fig. 8a - d
- schematisch ein Mikrowellen-Radar-Detektionssystem und
- Fig. 9a - d
- schematisch ein Laser-IR-Detektionssystem.
Der aktuelle Zustand oder Status der Vorrichtung 4 kann von der Steuerung erfaßt und über die Funkeinrichtung 11 in Intervallen oder nach Abfragekommando von der Zentrale per Funk an die Zentrale übermittelt werden. Der Status umfaßt insbesondere Daten über den Ladezustand der Batterie sowie elektronisch feststellbare Defekte der Photovoltaik 9 oder Detektionseinrichtung 12 etc.
Alternativ kann jeder Fahrspur eine eigene Vorrichtung 4 zur Überwachung zugeordnet werden. Dabei können die einzelnen Vorrichtungen als Master-Slave-Konzept realisiert werden. Insbesondere kann z.B., um Energie zu sparen, nur in der Master-Vorrichtung eine Funkeinrichtung und/oder eine Steuerung angeordnet werden. Die einzelnen Vorrichtungen können untereinander durch Leitungen oder durch Funk, der aufgrund der geringen Distanz nur wenig Energie benötigt, oder durch Lichtübertragung informations- und versorgungstechnisch verbunden werden.
Der untere Teil der Montageeinrichtung 13 ist mit der Detektionseinrichtung 4 zu Wartungszwecken in Richtung Brückengeländer 3, also auf eine die Wartung ausführende, auf der Brücke stehende Person zu in Richtung des Pfeiles F schwenkbar. Die Schwenkeinrichtung an der Achse E-E in Form eines Scharnieres etc. ist dabei mit einem Spezialwerkzeug verriegelbar, um Einwirkungen auf die von der Montageeinrichtung und damit hier vom Brückengeländer räumlich entfernten Teile wie das Solarpaneel 9 und insbesondere den Detektor 12 sowie die hier nicht ersichtliche Funkeinrichtung 11, Batterie und Steuerung durch Vandalismus zu vermeiden. Der Einwirkung durch Spontan-Vandalismus, also ohne Werkzeugbenutzung, auf das Photovoltaikpaneel und insbesondere auf die darunter befindlichen Bauteile wird durch die Distanzierung dieser Bauteile vom Brückengeländer im ausgeklappten Zustand entgegengewirkt. Um ein Einklappen des unteren Teils um die Achse E-E in Richtung des Pfeiles F durch unberechtigte Dritte zur Sabotage, Vandalismus etc. zu vermeiden, ist die Schwenkeinrichtung an der Achse E-E durch ein Spezialwerkzeug verriegelbar. Dies kann durch ein nicht-handelsübliches Spezialwerkzeug, beispielsweise einen hochwertigen Schlüssel erfolgen. Im verriegelten Zustand ist ein Schwenken nicht möglich.
Ein Kompaktdetektor 4 ist mit den im folgenden anhand der Figuren 6 bis 9 beschriebenen Sensortechniken realisierbar, die im Zusammenhang mit wie auch unabhängig von der Erfindung von Bedeutung sind.
Diese Strahlung wird vom Sensorelement für einen bestimmten Frequenzbereich in einen elektrischen Strom umgesetzt. Die Änderung der Strahlung wird anhand der Änderung des Stromes ausgewertet.
Da die Energieänderungen z. T. sehr klein sind und der auftretende Strahlungs-/Temperaturbereich sehr groß ist, müssen die Sensorelemente auf Änderungen sehr empfindlich reagieren können. Gleichzeitig müssen sie rel. große Energiemengen verarbeiten können.
Für Anwendungen die schnelles Erkennen voraussetzen, wie Geschwindigkeitsmessung, die gleichzeitig aber Detektion bei über die Fahrzeuglänge veränderlichem Energieniveau erlauben sollen, werden unterschiedliche Sensortypen kombiniert. Ungenauigkeiten bei der Erfassung entstehen dadurch, daß die Sender keine scharfen Strahlungskonturen besitzen. Wärmestrahlung wird von einem ein Objekt umgebenden Bereich abgegeben. Dieser Bereich ist abhängig von der Strahlungsquelle und vom umgebenden Medium, das diese Wärmestrahlung dämpfen oder die Größe des Wärmeestrahlung emittierenden Bereichs vergrößern kann. Bei dichtem Verkehr können sich diese Bereiche, z. B. bei Regen oder dampfender Fahrbahn, überschneiden. Eine Trennung ist dann schwierig.
Der Meßfaktor liegt dabei im Schnitt bei bis zu 10% und ist witterungsabhängig. Er steigt mit der Geschwindigkeit.
Die Längenerfassung ist je nach Witterung mit einem vom Fahrzeugtyp, Material und der Ladung abhängigen Meßfehler von ca. > 1 m möglich.
Der aktive IR-Sensor besteht aus zwei Komponenten, einem IR-Sender und einem IR-Empfänger. Die erforderliche IR-Sendeenergie hängt von der Montagehöhe und Reflektionseigenschaft des Hintergrundes ab, denn bei diesem Verfahren wird die vom Sender, kontinuierlich oder gepulst abgegebene Sendeenergie von einem Objekt, z. B. einem Fahrzeugs oder einer Straße, je nach Oberfläche mehr oder weniger diffus oder gerichtet reflektiert. Die Dämpfung wächst quadratisch mit der Entfernung zum Reflektor.
Bei Einsatz nur einer Lichtschranke ist keine Geschwindigkeitsmessung möglich. Starke Niederschläge, vor allem dichter Schneefall, die die Sicht auf unter 50 m beschränken, können die Meßwerte beeinflussen.
Messungen von der Seite sind aufgrund der Reflexionserfassung mit Nah- und Fernfeld nur bedingt möglich.
Eine Längenerfassung ist nur unter Zuhilfenahme der gemessenen Geschwindigkeit mit einer Abweichung bis zu 0,5 m möglich und ist auch abhängig von der Geschwindigkeitsgenauigkeit des Detektors.
Die Erfassung / Zählung ist auch bei dicht aufeinander folgenden Fahrzeugen, aufgrund der starken Bündelung der Strahlung, im allgemeinen gut und witterungsunabhängig.
Besser ist es, wenn beide Sender senkrecht nach unten strahlen. Um eine höhere Genauigkeit zu erhalten, sollten die Sender möglichst weit auseinander plaziert sein. Starke Niederschläge, vor allem dichter Schneefall, die die Sicht auf unter 50 m beschränken, können die Meßwerte beeinflussen.
Die Abweichung liegt aufgrund des gewählten Aufbaues unter 20%, abhängig vom Fahrzeugtyp und steigt mit der Geschwindigkeit.
Eine Längenerfassung ist grundsätzlich möglich.
Das Radarsignal, z.B. mit 24 GHz oder 64 GHz, wird kontinuierlich, je nach System, dauernd oder nur für die Durchfahrtzeit eines Fahrzeugs ausgesendet. Das Radarsignal ist aufgrund der Ein- und Ausschwingvorgänge nicht beliebig schnell zu schalten.
Ausgewertet wird beim Radar die Frequenz und das Spektrum des Signals, die aufgrund der Bewegung des Objektes relativ zum Sender bei der Reflexion geändert werden. Auswertungen der reflektierten Energie lassen Aussagen über die Fahrzeuggröße/-form zu.
Die Radarstrahlung wird durch Niederschläge beeinflußt. Niederschlag kann die Strahlung reflektieren/streuen, was zu einer Dämpfung der Strahlung bzw. einer Dopplerverschiebung führt. Bekannte Spektralanteile von dadurch entstehenden Reflexionsanteile können z.B. durch Hoch/Tief/Bandpässe herausgefiltert werden. Die Dämpfung wird durch mehr Strahlungsenergie ausgeglichen, wobei Strahlungs-Grenzwerte einzuhalten sind.
Messungen von der Seite sind möglich, sollten dann aber wie eine Radarmessung der Polizei von der Seite auf Fahrzeughöhe erfolgen, so daß eine gleichmäßige Fläche bei allen Fahrzeugen und fast keine Verschiebung der Reflexionsebene vorliegt. Problematisch kann dabei die angestrahlte Fläche der Fahrzeuge sein, nämlich teilweise die Seite, teilweise das Dach. Dadurch ergeben sich erhebliche Unterschiede in der reflektierten Energie und die Reflexionsebene bekommt eine zusätzliche Geschwindigkeitskomponente. Eine Geschwindigkeits- und Typaussage ist dann nur sehr ungenau.
Eine Überkopfmessung ist von 5 km/h bis >200 km/h möglich.
Die Abweichung liegt dabei im Schnitt bei bis zu 3%, steigt aber bei sehr geringen Geschwindigkeiten.
Eine Längen- oder Typerfassung ist mittels Bewertung der Reflexionsenergie und der Reflexionsdauer möglich.
Die Zählung bei sehr dicht aufeinander folgenden Fahrzeugen ist aufgrund des Strahlungsbereiches und des notwendigen Strahlungswinkels schwierig.
Durch Umlenken / Auffächern des Strahls kann die gesamte Fahrbahnbreite erfaßt werden. Der Strahl ist dabei nur in der Breite aufgefächert, was die Erfassungsgenauigkeit nur unwesentlich verringert.
Ausgewertet werden kann die Reflexion R mittels z.B. Triangulation und zusätzlich z. B. mittels Kontur- Mustererkennung. Durch die Mustererkennung wird ein bestimmter Punkt des Fahrzeugs durch den zweiten Sensor wiedererkannt, und somit die Zeitmessung sehr genau durchgeführt.
Die Konturerkennung läßt eine detaillierte Zuordnung von Fahrzeugtypen zu. Messungen von der Seite sind möglich, wobei eine Abschattung zu beachten ist.
Die Geschwindigkeitsmessung ist von >0 km/h bis >200 km/h möglich,
Die Abweichung liegt im Schnitt bei < 3%.
Eine Längenerfassung ist mit einer Abweichung im cm-Bereich möglich.
Die Zählung von dicht aufeinander folgenden Fahrzeugen ist präzise möglich.
Es werden Korrelationsverfahren und FUZZI-Logik eingesetzt. Große Datenspeicher sind notwendig.
Messungen von der Seite sind für die Fahrzeugtyp und -längenerfassung günstig, wobei Abschattungen zu beachten sind.
Eine Geschwindigkeits- und Längenauswertung ist abhängig von Belichtungszeiten und Anzahl der aufgenommenen Bilder pro Sekunde von >0 km/h bis >200 km/h möglich.
Eine Zählung von dicht aufeinander folgenden Fahrzeugen ist gut möglich. Die Qualität ist abhängig vom Blickwinkel.
Das in Fig.6 dargestellte Passiv IR-System Detektionssystem 4,12b erfaßt die Strahlung eines Fahrzeuges zur Geschwindigkeitsermittlung in mehreren IR-Meßzonen M1 bis M3. Zusätzlich wird die Strahlung in einer pyroelektrischen Meßzone M4 zur Längenbestimmung des Objektes erfaßt. Der Emittent ist in diesem Fall das Objekt 5, das Strahlung S in Form von Wärme sendet. Die Intensität ist dabei nicht gleichmäßig verteilt.
Problematisch ist ferner, daß die verschiedenen Bereiche der Fahrzeuge 5 sehr unterschiedlich strahlen und die Objektstrahlung S Werte der Fahrbahnstrahlung annehmen kann, weshalb hohe Sensoren-Empfindlichkeit der IR-Sensoren 12b bei gleichzeitig großem Aussteuerbereich gewählt wird. Eventuell ist eine Aufteilung des Strahlungsspektrums S erforderlich.
Für hohe Fahrzeuge 5 ist der Abstand der Reflexionspunkte für die Geschwindigkeitsermittlung geringer als bei flachen.
Große Montagehöhe ist deshalb vorteilhaft, weil dadurch der Fehler geringer wird. Ferner sollten die Strahlen S senkrecht nach unten in einem möglichst großen Abstand zueinander ausgesendet werden.
Es kann zu einer Totalreflexion R in eine falsche Richtung an glatten Oberflächen 5 gemäß Fig. 7d kommen.
Wegen unterschiedlicher Winkel der Reflexionsoberfläche je Objekt 5 und außerdem vor- und zurückspringender Flächen werden mehrere Messungen von der Seite und/oder eine Auswertung einer hohen Zahl von Messungen je Objekt ausgeführt.
Bei einem System mit zwei Sende- und Empfangskomponenten in einem Detektor 12 gemäß Fig. 9d kann jedoch eine Geschwindigkeitserfassung ohne Strahlablenkung erfolgen. Mittels Triangulation wird zweimal die Änderung der Reflexionsebenenhöhe ermittelt. Über eine Musterekennung des reflektierten Signals R kann eine exakte Geschwindigkeit V und Objektlänge erfaßt werden.
Claims (11)
- Vorrichtung zum Erfassen bewegter Fahrzeuge (5), auf einer Fahrbahn,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Detektionseinrichtung (12) vorgesehen ist,
dass eine mindestens ein Photovoltaikelement (9) umfassende Energieversorgung vorhanden ist,
dass zur Datenübertragung an mindestens eine Zentrale eine funkbasierte Sendeeinrichtung (11) vorgesehen ist,
dass die Detektionseinrichtung (12), das Photovoltaikelement (9) und die Sendeeinrichtung über eine gemeinsame Montageanordnung (13) montiert sind,
dass eine funkbasierte Empfangseinrichtung vorgesehen ist, und
dass die Vorrichtung über diese funkbasierte Empfangseinrichtung steuerbar und parametrierbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtung nach GSM-Standard ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die funkbasierte Sendeeinrichtung (11) nach GSM-Standard ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Sicherungseinrichtung, insbesondere zur Codierung eingehender Daten und/oder zur Sender-Identifikation beim Empfang von Kommandos, Konfigurationen oder sonstigen Daten vorgesehen ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß als Detektionseinrichtung (12) zur Detektion der Zahl und/oder der Geschwindigkeiten und/oder des Fahrzeugtyps und/oder der Fahrzeuglänge und/oder der Fahrzeugidentität eine Meßeinrichtung, basierend auf infrarot-, Laser-, Bilderfassung- oder Mikrowellen-/Radartechnik, oder eine Kombination von mindestens zwei der vorgenannten Techniken vorgesehen ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Nachführung oder Ausrichtung des Solarelements (9) nach dem Sonnenstand oder der Himmelsrichtung vorgesehen ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionseinrichtung (12) eine mindestens ein Photovoltaikelement (9) umfassende Energieversorgung mit einer Batterie und die funkbasierte Sendeeinrichtung (11) aufweist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Detektionseinrichtung (12) und die Sendeeinrichtung (11) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse an einem mit einem Photovoltaikelement versehenen Träger (6) oder an einem Tragarm (13) befestigt ist, der (6;13) jeweils schwenkbar und verriegelbar angeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Automatik zur Anpassung an die Montagehöhe vorgesehen ist. - Detektionssystem mit mehreren, jeweils einer Fahrbahn (1) zugeordneten Vorrichtungen (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
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