EP0911779A2 - Method and device for monitoring road traffic over a large surface area - Google Patents

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EP0911779A2
EP0911779A2 EP98115967A EP98115967A EP0911779A2 EP 0911779 A2 EP0911779 A2 EP 0911779A2 EP 98115967 A EP98115967 A EP 98115967A EP 98115967 A EP98115967 A EP 98115967A EP 0911779 A2 EP0911779 A2 EP 0911779A2
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EP
European Patent Office
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traffic
vehicles
images
recognized
further characterized
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98115967A
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German (de)
French (fr)
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EP0911779A3 (en
Inventor
Malte Rödiger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daimler AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP0911779A2 publication Critical patent/EP0911779A2/en
Publication of EP0911779A3 publication Critical patent/EP0911779A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • 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
    • G08G1/04—Detecting movement of traffic to be counted or controlled using optical or ultrasonic detectors
    • G—PHYSICS
    • 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
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for large-area traffic monitoring of one of vehicles trafficable traffic network. This can be particularly act as a road network, but is possible also the traffic situation monitoring of a rail network or one Shipping network.
  • the published patent application WO 96/13733 describes a method for Ship traffic monitoring at sea with detection of oil spills and icebergs and possible collision risks between ships or between a ship and icebergs.
  • This process eliminates oil spills and Icebergs on the sea surface using satellite-based SAR (Synthetic Aperture Radar) microwave sensors observed and recognized.
  • SAR Synthetic Aperture Radar
  • the satellites transmit the data the location and size of a detected oil spill and detected icebergs as well as those received from the ships current ship position data to an earth-fixed evaluation center.
  • the evaluation center evaluates this data for identification the source of oil pollution and to identify potential Risk of collision between ships or between one Ship and icebergs and may issue a warning via the satellites to the affected ships.
  • Infrastructure-based traffic monitoring systems are video cameras for traffic monitoring at traffic junctions or positioned at other critical points in the transport network.
  • the pictures taken with it are from an associated one Image processing system using an appropriate one Pattern recognition method specific to the existence of the vehicle type from movements to the number of vehicles analyzed to be able to determine the type of installation for each vehicle type of the respective video camera.
  • Another currently practiced method is the traffic situation data manually collected by, for example, surveillance personnel with vehicles on the road network is or with helicopters known as susceptible to failure of the traffic network and overflows Reports radio or the like to a control center.
  • This method requires confirmation of malfunction reports, after which the fault message e.g. is broadcast on the radio.
  • the relative With this method a long delay leads to the fact that often a announced fault no longer exists or one disturbance that has already occurred does not yet reach the road users has been announced.
  • the invention is therefore a technical problem of providing a method and a device of the aforementioned Kind based on those with comparatively little Reliable large-area traffic situation monitoring can be effected.
  • the invention solves this problem by providing a Method with the features of claim 1 and a device with the features of claim 7.
  • the captured images are automated Image processing to localize traffic routes of the route network in the respective picture and for the detection of vehicles subjected to localized traffic routes. Based on recognized vehicle is then based on the current traffic situation closed.
  • no track-side is used for this method Infrastructure and no special equipment in the Vehicles needed.
  • satellites and planes with to those who take long-distance pictures of the Earth's surface can already be made known.
  • Even automated Image processing techniques for the evaluation of such Images are already common.
  • the image processing therefore needs only with regard to the location of the traffic routes of interest and detection of the vehicles located thereon to become what for the professional without much additional effort possible on the basis of a conventional image processing system is.
  • the method can therefore be relatively inexpensive realize.
  • Another advantage is the speed with which covers the traffic situation across the board, i.e. at all points in the traffic network, and at all times can be reliably determined.
  • the process can be quick and simply expanded to new areas of the traffic network become.
  • the traffic situation monitoring is an estimate dependent on the traffic situation the travel times between a predeterminable starting point and a predeterminable destination by the estimate based on the recognized according to the procedure and located on the traffic network Vehicles is made.
  • the pure recognition of the place where there is a vehicle located on the traffic network the spatial location of the detected vehicle. From abnormal vehicle positions, e.g. from the presence of one or more transverse or upturned Vehicles, then a traffic disruption e.g. in Form of a traffic accident closed.
  • the device according to claim 7 is suitable for performing the The method according to the invention, for which it uses one or more missiles with an image capturing system for capturing images the earth 's surface and for sending corresponding image data and has an, preferably earth-fixed, evaluation center.
  • the evaluation center includes a suitably designed image processing system for the localization of the traffic routes of the road network and to identify the vehicles on it. Furthermore the evaluation center has the necessary conventional ones Means to based on the recognized, located on the traffic network Close vehicles to the traffic situation. On the other hand the device does not require any track-side or vehicle-side Means for traffic monitoring.
  • a device developed according to claim 8 includes a Travel time estimation device in such a way that it is specifically for Carrying out the method according to claim 4 is suitable.
  • the single figure shows a schematic block diagram of a Device for large-area traffic situation monitoring one of Vehicle traffic network.
  • FIG. 1 In the figure is a fragmentary and highly schematic Part of a traffic network in the form of a road network 1 shown, which is used by vehicles 2, the Traffic situation is monitored over a large area.
  • distant pictures are taken of the surface area of the earth in which the Traffic route network 1 to be monitored is located by one or preferably made of several satellites 3. Every satellite is there for that 3 equipped with a corresponding image recording system.
  • the images can be, for example, by means of radar or infrared radiation or other suitable magnetic Radiation.
  • the pictures of airplanes, especially airships, or other missiles are included.
  • the satellites 3 are selected so that the entire area in which there are traffic routes of the traffic route network to be monitored (1), is recorded nationwide.
  • the data transmission paths 5 are of a conventional type Satellite 3 with an earth-fixed evaluation center 6 in data exchange connection. Send over these data transmission links 5 the satellites 3 send the data of the recorded images to the evaluation center 6.
  • the evaluation center 6 has an automated Image processing system 7, which is designed so that it the traffic routes of the to locate the monitored route network and the localized ones Vehicles can recognize traffic routes.
  • image processing systems with which from distant images Such a path localization from satellites or aircraft and high-resolution detection of comparatively small ones Objects on the surface of the earth, such as vehicles, is possible are known per se and therefore do not require any further details in the present case Explanation.
  • can be used to localize traffic routes of the route network in the long-distance photographs a conventional one So-called "map matching method" with superimposed vector maps be applied.
  • the evaluation center 6 is thus available at the respective monitoring time about knowledge of the position practically everyone is currently on the monitored traffic network existing vehicles, which makes it able to get out of it in a conventional manner reliably to the current traffic situation close.
  • the evaluation center 6 then sends corresponding Traffic situation information e.g. via radio or a radio network from those equipped with appropriate receivers Vehicles 2 received in the usual way and displayed to the driver or can be used for other purposes.
  • Traffic situation information e.g. via radio or a radio network from those equipped with appropriate receivers Vehicles 2 received in the usual way and displayed to the driver or can be used for other purposes.
  • Vehicles 2 received in the usual way and displayed to the driver or can be used for other purposes.
  • the transmitted traffic situation information on the vehicle side existing navigation aid for route planning or route finding support.
  • the traffic situation monitoring even under the most varied weather conditions to ensure, preferably at least made two sets of distant photographs, each of which Sentence covers the entire surveillance area and that on each different types of imaging radiation, such as radar radiation, Infrared radiation etc.
  • the evaluation center 6 can then the distant images of that type of radiation that at provides the best picture quality in the current weather conditions, select for further evaluation.
  • the evaluation center 6 preferably uses the image processing long-distance photography not just the position of everyone, vehicle located on the traffic network, but also determined its spatial location at the relevant location, i.e. the evaluation center 6 recognizes through its image processing system 7 whether the vehicle is in its normal position along the road located or standing across the road or tilted is.
  • the evaluation center concludes from such abnormal vehicle positions 6 to a traffic disruption blocking traffic there, such as. a traffic accident.
  • a traffic disruption blocking traffic there, such as. a traffic accident.
  • the distant images are monitored by the large area of the traffic network 1 in predetermined Repeated intervals.
  • a further evaluation of the Information obtained from the image processing system 7 about the Position and location of vehicles 2 on traffic network 1 executing computer unit of the evaluation center 6 is then to do so suitably designed so that it is based on the positions and locations of the individual pictures taken in succession recognized vehicles not only the origin, but also the Movement, i.e. recognizes the dynamics of a particular traffic disruption. This enables e.g. Predictions about the development of recognized Traffic jams.
  • a travel time estimation device implemented in hardware or software include with the travel times of one Starting location, e.g. a location A shown in the figure, to a predeterminable Destination, e.g. a location B shown in the figure, under Based on the determined current traffic situation estimated can be. For example, in estimating travel time from the starting location A to the destination B shown the shortest route between these two locations A, B traffic jam, symbolized by the traffic jam Vehicle 2a and the vehicles 2b behind it are taken into account become. Suitable, the traffic situation between the starting point and travel time estimation algorithms taking into account destination are known per se, so that this is not the case here needs to be received.
  • the process of the invention makes it clear and the device according to the invention a comprehensive traffic situation monitoring for a large area of a traffic network with quick and reliable detection of traffic disruptions and all further applications, such as travel time forecasts and navigation aid procedures.
  • the special design of the image processing system with regard to Localization of traffic routes and detection of those on them Vehicles is made up of common components and processes Made use of, so that the inventive method and Device according to the invention put into practice relatively simply can be.
  • Even in the case of a very large one to be monitored A single, suitably equipped evaluation center is sufficient, with the imaging satellites or Aircraft in communication connection. Other side or subordinate evaluation centers are not absolutely necessary.

Abstract

A satellite or aircraft (3) using radar and infra red methods is used to monitor a road network (1). Information is relayed to a ground station (6) and is processed to determine traffic flow data. The movement of specific vehicles (2) can be monitored and any abnormal conditions determined.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur großflächigen Verkehrslageüberwachung eines von Fahrzeugen befahrbaren Verkehrswegenetzes. Hierbei kann es sich insbesondere um ein Straßenverkehrsnetz handeln, möglich ist aber auch die Verkehrslageüberwachung eines Schienennetzes oder eines Schiffahrtswegenetzes.The invention relates to a method and an apparatus for large-area traffic monitoring of one of vehicles trafficable traffic network. This can be particularly act as a road network, but is possible also the traffic situation monitoring of a rail network or one Shipping network.

In der Offenlegungsschrift WO 96/13733 ist ein Verfahren zur Schiffsverkehrsüberwachung auf See mit Erkennung von Ölverschmutzungen und Eisbergen sowie möglichen Kollisionsgefahren zwischen Schiffen bzw. zwischen einem Schiff und Eisbergen beschrieben. Bei diesem Verfahren werden Ölverschmutzungen und Eisberge auf der Meeresoberfläche mittels satellitengestützter SAR (Synthetic Aperture Radar) -Mikrowellensensoren beobachtet und erkannt. Gleichzeitig ist auf jedem Schiff eine Positionsbestimmungseinrichtung angebracht, welche die aktuelle Position des betreffenden Schiffes ermittelt und die entsprechende Positionsinformation zu demjenigen Satelliten sendet, der zum gegebenen Zeitpunkt im Sichtbarkeitsbereich dieser Positionsbestimmungseinrichtung liegt. Die Satelliten übertragen dann die Daten der Position und Größe einer erkannten Ölverschmutzung und von detektierten Eisbergen sowie die von den Schiffen empfangenen aktuellen Schiffspositionsdaten an eine erdfeste Auswertezentrale. Die Auswertezentrale wertet diese Daten zur Identifizierung des Verursachers von Ölverschmutzungen und zur Ermittlung potentieller Kollisionsgefahren zwischen Schiffen oder zwischen einem Schiff und Eisbergen aus und gibt ggf. eine entsprechende Warnmeldung über die Satelliten an die betroffenen Schiffe ab. The published patent application WO 96/13733 describes a method for Ship traffic monitoring at sea with detection of oil spills and icebergs and possible collision risks between ships or between a ship and icebergs. This process eliminates oil spills and Icebergs on the sea surface using satellite-based SAR (Synthetic Aperture Radar) microwave sensors observed and recognized. At the same time there is a positioning device on every ship attached, which the current position of the determined ship and the corresponding position information to the satellite that transmits to the given one Time in the visibility area of this positioning device lies. The satellites then transmit the data the location and size of a detected oil spill and detected icebergs as well as those received from the ships current ship position data to an earth-fixed evaluation center. The evaluation center evaluates this data for identification the source of oil pollution and to identify potential Risk of collision between ships or between one Ship and icebergs and may issue a warning via the satellites to the affected ships.

Zur Positionsbestimmung von Fahrzeugen ist es bekannt, diese unter Ausnutzen eines satellitengestützten Navigationssystems, z.B. des GPS (Global Positioning System), vorzunehmen und hierzu einen geeigneten Empfänger im Fahrzeug zu installieren, der die von Satelliten ausgesandten Positionsbestimmungssignale empfängt und zur Fahrzeugpositionsbestimmung auswertet, siehe z.B. die Offenlegungsschrift DE 196 21 917 A1.To determine the position of vehicles, it is known under Exploitation of a satellite-based navigation system, e.g. of the GPS (Global Positioning System), and to do this install a suitable receiver in the vehicle that receives positioning signals transmitted from satellites and evaluates for vehicle position determination, see e.g. the Publication DE 196 21 917 A1.

Zur Verkehrslageüberwachung speziell im Straßenverkehr werden heutzutage häufig infrastrukturgestützte Systeme eingesetzt, bei denen Verkehrslagedaten mit streckenseitig angeordneten Meßgeräten, wie Induktionsschleifen etc., erhoben und an eine Zentrale weitergeleitet werden, wo sie mittels spezieller Algorithmen auf Störfälle untersucht werden. Dies erfordert einen beträchtlichen Aufwand für die Infrastruktur längs des Verkehrswegenetzes, da die Meßgeräte in einem für die gewünschte Genauigkeit der Verkehrslageüberwachung ausreichend geringen Abstand entlang jedes Verkehrsweges angebracht sein müssen. Zudem ist diese Vorgehensweise bezüglich Veränderungen des Verkehrswegenetzes sehr unflexibel.For monitoring traffic conditions, especially in road traffic Infrastructure-based systems are frequently used today which traffic situation data with measuring devices arranged on the track side, such as induction loops etc., collected and sent to a central office are forwarded to where they are based on special algorithms Incidents are examined. This requires a considerable amount Effort for the infrastructure along the traffic route network, because the measuring devices in one for the desired accuracy of the traffic situation monitoring sufficiently small distance along each Traffic route must be attached. This is also the procedure very inflexible regarding changes in the traffic network.

Bei einer in der Offenlegungsschrift DE 41 28 312 A1 offenbarten, infrastrukturgestützten Verkehrsüberwachungsanlage sind Videokameras zur Verkehrsbeobachtung an Verkehrsknotenpunkten oder an anderen neuralgischen Stellen des Verkehrsnetzes positioniert. Die damit aufgenommenen Bilder werden von einem zugehörigen Bildverarbeitungssystem unter Verwendung eines geeigneten Mustererkennungsverfahrens fahrzeugtypspezifisch auf das Vorhandensein von Bewegungen hin analysiert, um die Anzahl von Fahrzeugen pro Fahrzeugtyp ermitteln zu können, die den Aufstellungsort der jeweiligen Videokamera passieren.In the case of a device disclosed in DE 41 28 312 A1, Infrastructure-based traffic monitoring systems are video cameras for traffic monitoring at traffic junctions or positioned at other critical points in the transport network. The pictures taken with it are from an associated one Image processing system using an appropriate one Pattern recognition method specific to the existence of the vehicle type from movements to the number of vehicles analyzed to be able to determine the type of installation for each vehicle type of the respective video camera.

Bei einer weiteren derzeit praktizierten Methode werden die Verkehrslagedaten manuell erhoben, indem beispielsweise Überwachungspersonal mit Fahrzeugen auf dem Verkehrswegenetz unterwegs ist oder mit Hubschraubern als störungsanfällig bekannte Teile des Verkehrswegenetzes überfliegt und Verkehrsstörungen über Funk oder dergleichen an eine Zentrale meldet. Diese Methode macht eine Bestätigung von Störungsmeldungen nötig, wonach erst die Störungsmeldung z.B. im Rundfunk durchgesagt wird. Die relativ hohe Verzögerungszeit führt bei diesem Verfahren dazu, daß oftmals eine durchgesagte Störung nicht mehr vorhanden oder eine bereits entstandene Störung noch nicht an die Verkehrsteilsnehmer durchgesagt worden ist.Another currently practiced method is the traffic situation data manually collected by, for example, surveillance personnel with vehicles on the road network is or with helicopters known as susceptible to failure of the traffic network and overflows Reports radio or the like to a control center. This method requires confirmation of malfunction reports, after which the fault message e.g. is broadcast on the radio. The relative With this method, a long delay leads to the fact that often a announced fault no longer exists or one disturbance that has already occurred does not yet reach the road users has been announced.

In jüngerer Zeit wurde als weiteres Verfahren zur Verkehrslageüberwachung des Straßenverkehrs der Einsatz von speziell ausgerüsteten, sich im Verkehr bewegenden Testfahrzeugen vorgeschlagen, die zur Ermittlung des vom betreffenden Testfahrzeug angetroffenen lokalen Verkehrsflusses und zur Weitermeldung entsprechender Verkehrsflußdaten eingerichtet sind. Durch Verwenden einer entsprechend großen Zahl dieser Testfahrzeuge, auch "floating cars" genannt, soll dann aus den einzelnen lokalen Verkehrsflußdaten ein realistisches Bild der großflächigen Verkehrslage des Straßennetzes geliefert werden. Diese Art der Stichprobenhaften Verkehrslageüberwachung vermag jedoch prinzipbedingt nicht zu garantieren, daß die Verkehrslage an jedem Ort und zu jedem Zeitpunkt des Verkehrswegenetzes genau erfaßt wird und erfordert zudem einen entsprechenden Aufwand für die spezielle Ausrüstung der Vielzahl von Testfahrzeugen.More recently, traffic monitoring has been used as another method the use of specially equipped, proposed test vehicles moving in traffic, those for the determination of those encountered by the test vehicle in question local traffic flow and for the corresponding reporting Traffic flow data are set up. By using a correspondingly large number of these test vehicles, also "floating Cars ", should then from the individual local traffic flow data a realistic picture of the extensive traffic situation of the road network. This kind of random Traffic situation monitoring is, however, in principle not guarantee that the traffic is everywhere and too every point in the traffic network is precisely recorded and required also a corresponding effort for the special Equipment of the variety of test vehicles.

Der Erfindung liegt daher als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung der eingangs genannten Art zugrunde, mit denen mit vergleichsweise geringem Aufwand eine zuverlässige großflächige Verkehrslageüberwachung bewirkt werden kann.The invention is therefore a technical problem of providing a method and a device of the aforementioned Kind based on those with comparatively little Reliable large-area traffic situation monitoring can be effected.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7.The invention solves this problem by providing a Method with the features of claim 1 and a device with the features of claim 7.

Beim Verfahren nach Anspruch 1 werden Bilder vom zu überwachenden Gebiet, in welchem sich das Verkehrswegenetz befindet, aus der Ferne durch Flugkörper, insbesondere Satelliten oder Flugzeuge, aufgenommen. Die aufgenommenen Bilder werden einer automatisierten Bildverarbeitung zur Lokalisierung der Verkehrswege des Wegenetzes im jeweiligen Bild und zur Erkennung von Fahrzeugen auf den lokalisierten Verkehrswegen unterzogen. Anhand der erkannten Fahrzeug wird dann auf die jeweilige momentane Verkehrslage geschlossen.In the method according to claim 1, images of the to be monitored Area in which the traffic network is located remotely through missiles, especially satellites or airplanes, added. The captured images are automated Image processing to localize traffic routes of the route network in the respective picture and for the detection of vehicles subjected to localized traffic routes. Based on recognized vehicle is then based on the current traffic situation closed.

Vorteilhafterweise wird für dieses Verfahren keinerlei streckenseitige Infrastruktur und keinerlei spezielle Ausrüstung in den Fahrzeugen benötigt. Außerdem sind Satelliten und Flugzeuge, mit denen in der hier geforderten Weise Fernbildaufnahmen von der Erdoberfläche gemacht werden können, bereits bekannt. Auch automatisierte Bildverarbeitungstechniken zur Auswertung solcher Bilder sind bereits gängig. Die Bildverarbeitung braucht daher lediglich hinsichtlich Lokalisierung der interessierenden Verkehrswege und Erkennung der darauf befindlichen Fahrzeuge ausgelegt zu werden, was für den Fachmann ohne großen Zusatzaufwand auf der Basis eines herkömmlichen Bildverarbeitungssystems möglich ist. Das Verfahren laßt sich daher relativ kostengünstig realisieren. Von Vorteil ist des weiteren die Schnelligkeit, mit der durch dieses Verfahren die Verkehrslage flächendeckend, d.h. an allen Punkten des Verkehrswegenetzes, und zu jedem Zeitpunkt zuverlässig bestimmt werden kann. Das Verfahren kann rasch und einfach auf neu hinzukommende Gebiete des Verkehrswegenetzes erweitert werden.Advantageously, no track-side is used for this method Infrastructure and no special equipment in the Vehicles needed. There are also satellites and planes with to those who take long-distance pictures of the Earth's surface can already be made known. Even automated Image processing techniques for the evaluation of such Images are already common. The image processing therefore needs only with regard to the location of the traffic routes of interest and detection of the vehicles located thereon to become what for the professional without much additional effort possible on the basis of a conventional image processing system is. The method can therefore be relatively inexpensive realize. Another advantage is the speed with which covers the traffic situation across the board, i.e. at all points in the traffic network, and at all times can be reliably determined. The process can be quick and simply expanded to new areas of the traffic network become.

In einem nach Anspruch 2 weitergebildeten Verfahren wird die Lokalisierung der Verkehrswege in den aufgenommenen Bildern unter Zuhilfenahme eines herkömmlichen Map-Matching-Verfahrens mit überlagerten Vektorkarten bewerkstelligt, wodurch sich die interessierenden Verkehrswege zuverlässig feststellen lassen.In a method developed according to claim 2, the localization the traffic routes in the pictures taken below Using a conventional map matching method overlaid vector maps, which makes the interested Have traffic routes reliably determined.

Bei einem nach Anspruch 3 weitergebildeten Verfahren werden vom zu überwachenden Gebiet Bilder mittels verschiedener bildgebender Strahlungen aufgenommen. Je nach den Witterungsverhältnissen können mit der einen Strahlungsart eventuell zeitweise bessere Bilder als mit einer anderen Strahlungsart gewonnen werden. Von den Bildern können dann jeweils die geeignetsten zur weiteren Auswertung ausgewählt werden, wodurch die Verkehrslageüberwachung weitestgehend unabhängig von den Witterungsverhältnissen mit gleichbleibender Zuverlässigkeit möglich ist.In a further developed method according to claim 3 Area to be monitored Images using various imaging Radiations added. Depending on the weather conditions may be better at times with one type of radiation Images other than those obtained with a different type of radiation. From the pictures can then be the most suitable for each Evaluation can be selected, making the traffic situation monitoring largely independent of the weather conditions is possible with constant reliability.

Bei einem nach Anspruch 4 weitergebildeten Verfahren beinhaltet die Verkehrslageüberwachung eine verkehrslageabhängige Schätzung der Reisezeiten zwischen einem vorgebbaren Startort und einem vorgebbaren Zielort, indem die Schätzung auf der Grundlage der verfahrensgemäß erkannten, auf dem Verkehrswegenetz befindlichen Fahrzeuge vorgenommen wird. In a method further developed according to claim 4 the traffic situation monitoring is an estimate dependent on the traffic situation the travel times between a predeterminable starting point and a predeterminable destination by the estimate based on the recognized according to the procedure and located on the traffic network Vehicles is made.

Bei einem nach Anspruch 5 weitergebildeten Verfahren werden vom zu überwachenden Gebiet wiederholt in vorgebbaren Zeitabständen Bilder aufgenommen. Anhand der in den aufeinanderfolgend aufgenommenen Bildern erkannten Fahrzeuge wird dann die Entstehung bzw. Bewegung einer jeweiligen Verkehrsstörung festgestellt, d.h. es kann die Dynamik einer jeweiligen Verkehrsstörung überwacht werden.In a further developed method according to claim 5 area to be monitored repeatedly at predefinable time intervals Pictures taken. Based on the successively recorded The recognition of vehicles then becomes the creation or movement of a respective traffic disruption, i.e. it can monitor the dynamics of a particular traffic disruption become.

Bei einem nach Anspruch 6 weitergebildeten Verfahren wird über die reine Erkennung des Ortes, an dem sich jeweils ein Fahrzeug auf dem Verkehrswegenetz befindet, hinaus die räumliche Lage des erkannten Fahrzeugs ermittelt. Aus anormalen Fahrzeuglagen, z.B. aus dem Vorhandensein eines oder mehrerer querstehender oder umgekippter Fahrzeuge, wird dann auf eine Verkehrsstörung z.B. in Form eines Verkehrsunfalls geschlossen.In a further developed method according to claim 6 the pure recognition of the place where there is a vehicle located on the traffic network, the spatial location of the detected vehicle. From abnormal vehicle positions, e.g. from the presence of one or more transverse or upturned Vehicles, then a traffic disruption e.g. in Form of a traffic accident closed.

Die Vorrichtung nach Anspruch 7 eignet sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wozu sie einen oder mehrere Flugkörper mit einem Bildaufnahmesystem zum Aufnehmen von Bildern der Erdoberfläche und zum Senden entsprechender Bilddaten und eine, vorzugsweise erdfeste, Auswertezentrale aufweist. Die Auswertezentrale beinhaltet ein geeignet ausgelegtes Bildverarbeitungssystem für die Lokalisierung der Verkehrswege des Wegenetzes und zur Erkennung der darauf befindlichen Fahrzeuge. Außerdem besitzt die Auswertezentrale die nötigen herkömmlichen Mittel, um anhand der erkannten, auf dem Verkehrswegenetz befindlichen Fahrzeuge auf die Verkehrslage zu schließen. Hingegen benötigt die Vorrichtung keinerlei streckenseitige und fahrzeugseitige Mittel für die Verkehrslageüberwachung.The device according to claim 7 is suitable for performing the The method according to the invention, for which it uses one or more missiles with an image capturing system for capturing images the earth 's surface and for sending corresponding image data and has an, preferably earth-fixed, evaluation center. The evaluation center includes a suitably designed image processing system for the localization of the traffic routes of the road network and to identify the vehicles on it. Furthermore the evaluation center has the necessary conventional ones Means to based on the recognized, located on the traffic network Close vehicles to the traffic situation. On the other hand the device does not require any track-side or vehicle-side Means for traffic monitoring.

Eine nach Anspruch 8 weitergebildete Vorrichtung beinhaltet eine Reisezeit-Schätzeinrichtung derart, daß sie sich speziell zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4 eignet.A device developed according to claim 8 includes a Travel time estimation device in such a way that it is specifically for Carrying out the method according to claim 4 is suitable.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. An advantageous embodiment of the invention is in the Drawing shown and is described below.

Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zur großflächigen Verkehrslageüberwachung eines von Fahrzeugen befahrenen Verkehrswegenetzes.The single figure shows a schematic block diagram of a Device for large-area traffic situation monitoring one of Vehicle traffic network.

In der Figur ist ausschnittweise und stark schematisiert ein Teil eines Verkehrswegenetzes in Form eines Straßenverkehrsnetzes 1 dargestellt, das von Fahrzeugen 2 befahren wird, wobei die Verkehrslage großflächig überwacht wird. Hierzu werden Fernbildaufnahmen desjenigen Erdoberflächengebietes, in welchem sich das zu überwachende Verkehrswegenetz 1 befindet, von einem oder vorzugsweise mehreren Satelliten 3 aus gemacht. Dazu ist jeder Satellit 3 mit einem entsprechenden Bildaufnahmesystem ausgerüstet. Die Bilder können beispielsweise mittels Radar- oder Infrarotstrahlung oder einer anderen geeigneten magnetischen Strahlung aufgenommen werden. Alternativ zu Satelliten können die Bilder auch von Flugzeugen, insbesondere Luftschiffen, oder anderen Flugkörpern aus aufgenommen werden. Die Satelliten 3 sind so ausgewählt, daß das gesamte Gebiet, in welchem sich Verkehrswege des zu überwachenden Verkehrswegenetzes (1) befinden, flächendeckend aufgenommen wird.In the figure is a fragmentary and highly schematic Part of a traffic network in the form of a road network 1 shown, which is used by vehicles 2, the Traffic situation is monitored over a large area. For this, distant pictures are taken of the surface area of the earth in which the Traffic route network 1 to be monitored is located by one or preferably made of several satellites 3. Every satellite is there for that 3 equipped with a corresponding image recording system. The images can be, for example, by means of radar or infrared radiation or other suitable magnetic Radiation. As an alternative to satellites the pictures of airplanes, especially airships, or other missiles are included. The satellites 3 are selected so that the entire area in which there are traffic routes of the traffic route network to be monitored (1), is recorded nationwide.

Über Datenübertragungsstrecken 5 herkömmlichen Typs stehen die Satelliten 3 mit einer erdfesten Auswertezentrale 6 in Datenaustauschverbindung. Über diese Datenübertragungsstrecken 5 senden die Satelliten 3 die Daten der aufgenommenen Bilder an die Auswertezentrale 6. Die Auswertezentrale 6 weist ein automatisiertes Bildverarbeitungssystem 7 auf, das so ausgelegt ist, daß es in den übertragenden Fernbildaufnahmen die Verkehrswege des überwachten Wegenetzes zu lokalisieren und die auf den lokalisierten Verkehrswegen befindlichen Fahrzeuge zu erkennen vermag. Derartige Bildverarbeitungssysteme, mit denen aus Fernbildaufnahmen von Satelliten oder Flugzeugen aus eine solche Wegelokalisierung und hochaufgelöste Erkennung von vergleichsweise kleinen Objekten auf der Erdoberfläche, wie Fahrzeugen, möglich ist, sind an sich bekannt und bedürfen daher vorliegend keiner näheren Erläuterung. Insbesondere kann zur Lokalisierung der Verkehrswege des Wegenetzes in den Fernbildaufnahmen ein herkömmliches sogenanntes "Map-Matching-Verfahren" mit überlagerten Vektorkarten angewendet werden.The data transmission paths 5 are of a conventional type Satellite 3 with an earth-fixed evaluation center 6 in data exchange connection. Send over these data transmission links 5 the satellites 3 send the data of the recorded images to the evaluation center 6. The evaluation center 6 has an automated Image processing system 7, which is designed so that it the traffic routes of the to locate the monitored route network and the localized ones Vehicles can recognize traffic routes. Such image processing systems with which from distant images Such a path localization from satellites or aircraft and high-resolution detection of comparatively small ones Objects on the surface of the earth, such as vehicles, is possible are known per se and therefore do not require any further details in the present case Explanation. In particular, can be used to localize traffic routes of the route network in the long-distance photographs a conventional one So-called "map matching method" with superimposed vector maps be applied.

Die Auswertezentrale 6 verfügt somit zum jeweiligen Übervachungszeitpunkt über die Kenntnis hinsichtlich der Position praktisch aller sich momentan auf dem überwachten Verkehrswegenetz befindlichen Fahrzeuge, wodurch sie in der Lage ist, daraus in herkömmlicher Weise zuverlässig auf die momentane Verkehrslage zu schließen. Die Auswertezentrale 6 sendet dann entsprechende Verkehrslageinformationen z.B. über Rundfunk oder ein Funknetz aus, die von den mit entsprechenden Empfängern ausgerüsteten Fahrzeugen 2 in üblicher Weise empfangen und dem Fahrer angezeigt oder anderweitig verwertet werden können. Beispielsweise können die übermittelten Verkehrslageinformationen eine fahrzeugseitig vorhandene Navigationshilfseinrichtung bei der Routenplanung bzw. Routenfindung unterstützen.The evaluation center 6 is thus available at the respective monitoring time about knowledge of the position practically everyone is currently on the monitored traffic network existing vehicles, which makes it able to get out of it in a conventional manner reliably to the current traffic situation close. The evaluation center 6 then sends corresponding Traffic situation information e.g. via radio or a radio network from those equipped with appropriate receivers Vehicles 2 received in the usual way and displayed to the driver or can be used for other purposes. For example can the transmitted traffic situation information on the vehicle side existing navigation aid for route planning or route finding support.

Um die Verkehrslageüberwachung auch bei unterschiedlichsten Witterungsbedingungen zu gewährleisten, werden vorzugsweise wenigstens zwei Sätze von Fernbildaufnahmen gemacht, von denen jeder Satz das gesamte Überwachungsgebiet erfaßt und die auf jeweils verschiedenen bildgebenden Strahlungstypen beruhen, wie Radarstrahlung, Infrarotstrahlung etc. Die Auswertezentrale 6 kann dann die Fernbildaufnahmen desjenigen Strahlungstyps, der bei den momentanen Witterungsbedingungen die beste Bildqualität liefert, zur weiteren Answertung auswählen.The traffic situation monitoring even under the most varied weather conditions to ensure, preferably at least made two sets of distant photographs, each of which Sentence covers the entire surveillance area and that on each different types of imaging radiation, such as radar radiation, Infrared radiation etc. The evaluation center 6 can then the distant images of that type of radiation that at provides the best picture quality in the current weather conditions, select for further evaluation.

Vorzugsweise wird von der Auswertezentrale 6 durch die Bildverarbeitung der Fernbildaufnahmen nicht nur die Position eines jeden, auf dem Verkehrswegenetz befindlichen Fahrzeugs, sondern auch dessen räumliche Lage am betreffenden Ort ermittelt, d.h. die Auswertezentrale 6 erkennt durch ihr Bildverarbeitungssystem 7, ob sich das Fahrzeug in seiner normalen Lage längs zur Fahrbahn befindet oder aber quer zur Fahrbahn steht oder gekippt ist. Aus solchen anormalen Fahrzeuglagen schließt die Auswertezentrale 6 auf eine dortige, den Verkehr blockierende Verkehrsstörung, wie z.B. einen Verkehrsunfall. In der Figur ist eine solche Situation schematisiert anhand eines auf einem bestimmten Verkehrswegeabschnitt 1a querliegenden Fahrzeugs 2a symbolisiert, hinter dem sich ein nur symbolisiert schematisch wiedergegebener Stau aus einer Vielzahl von Fahrzeugen 2b gebildet hat.The evaluation center 6 preferably uses the image processing long-distance photography not just the position of everyone, vehicle located on the traffic network, but also determined its spatial location at the relevant location, i.e. the evaluation center 6 recognizes through its image processing system 7 whether the vehicle is in its normal position along the road located or standing across the road or tilted is. The evaluation center concludes from such abnormal vehicle positions 6 to a traffic disruption blocking traffic there, such as. a traffic accident. In the figure is one such situation schematized on the basis of a particular one Traffic route section 1a symbolizes transverse vehicle 2a, behind it is a symbolically reproduced one Traffic jam formed from a variety of vehicles 2b Has.

Zweckmäßigerweise wird das Aufnehmen der Fernbilder vom überwachten großflächigen Gebiet des Verkehrswegenetzes 1 in vorgebbaren Zeitabständen wiederholt. Eine die weitere Auswertung der vom Bildverarbeitungssystem 7 gewonnenen Informationen über die Position und Lage der Fahrzeuge 2 auf dem Verkehrswegenetz 1 durchführende Rechnereinheit der Auswertezentrale 6 ist dann dazu passend so ausgelegt, daß sie anhand der Positionen und Lagen der einzelnen, in den aufeinanderfolgend aufgenommenen Bildern erkannten Fahrzeugen nicht nur die Entstehung, sondern auch die Bewegung, d.h. die Dynamik einer jeweiligen Verkehrsstörung erkennt. Dies ermöglicht z.B. Prognosen über die Entwicklung erkannter Verkehrsstaus.Expediently, the distant images are monitored by the large area of the traffic network 1 in predetermined Repeated intervals. A further evaluation of the Information obtained from the image processing system 7 about the Position and location of vehicles 2 on traffic network 1 executing computer unit of the evaluation center 6 is then to do so suitably designed so that it is based on the positions and locations of the individual pictures taken in succession recognized vehicles not only the origin, but also the Movement, i.e. recognizes the dynamics of a particular traffic disruption. This enables e.g. Predictions about the development of recognized Traffic jams.

Des weiteren kann die auswertende Rechnereinheit der Auswertezentrale 6 eine in Hardware oder Software realisierte Reisezeit-Schätzeinrichtung beinhalten, mit der Reisezeiten von einem Startort, z.B. einem in der Figur gezeigten Ort A, zu einem vorgebbaren Zielort, z.B. einem in der Figur gezeigten Ort B, unter Zugrundelegung der ermittelten momentanen Verkehrslage geschätzt werden können. So kann beispielsweise in der Schätzung der Reisezeit vom gezeigten Startort A zum gezeigten Zielort B der auf der kürzesten Verkehrswegeverbindung zwischen diesen beiden Orten A, B liegende Verkehrsstau, symbolisiert durch das querstehende Fahrzeug 2a und die dahinter stehenden Fahrzeuge 2b, berücksichtigt werden. Geeignete, die Verkehrslage zwischen Startort und Zielort berücksichtigende Reisezeitschätzalgorithmen sind an sich bekannt, so daß hierauf vorliegend nicht weiter eingegangen zu werden braucht. Furthermore, the evaluating computer unit of the evaluation center 6 a travel time estimation device implemented in hardware or software include with the travel times of one Starting location, e.g. a location A shown in the figure, to a predeterminable Destination, e.g. a location B shown in the figure, under Based on the determined current traffic situation estimated can be. For example, in estimating travel time from the starting location A to the destination B shown the shortest route between these two locations A, B traffic jam, symbolized by the traffic jam Vehicle 2a and the vehicles 2b behind it are taken into account become. Suitable, the traffic situation between the starting point and travel time estimation algorithms taking into account destination are known per se, so that this is not the case here needs to be received.

Wie aus der obigen Beschreibung eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels deutlich wird, leisten das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung eine flächendeckende Verkehrslageüberwachung für ein großflächiges Gebiet eines Verkehrswegenetzes mit rascher und zuverlässiger Erkennung von Verkehrsstörungen und allen weiterführenden Anwendungsmöglichkeiten, wie Reisezeitprognosen und Navigationshilfeverfahren. Außer der speziellen Auslegung des Bildverarbeitungssystems hinsichtlich Lokalisierung der Verkehrswege und Erkennung der darauf befindlichen Fahrzeuge wird von gängigen Komponenten und Verfahren Gebrauch gemacht, so daß das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung relativ einfach in die Praxis umgesetzt werden können. Selbst im Fall eines sehr großen zu überwachenden Gebietes genügt eine einzige, geeignet ausgerüstete Auswertezentrale, die mit den bildaufnehmenden Satelliten bzw. Flugzeugen in Datenaustauschverbindung steht. Weitere neben- oder untergeordnete Auswertezentralen sind nicht unbedingt erforderlich.As from the above description of an advantageous embodiment the process of the invention makes it clear and the device according to the invention a comprehensive traffic situation monitoring for a large area of a traffic network with quick and reliable detection of traffic disruptions and all further applications, such as travel time forecasts and navigation aid procedures. Except the special design of the image processing system with regard to Localization of traffic routes and detection of those on them Vehicles is made up of common components and processes Made use of, so that the inventive method and Device according to the invention put into practice relatively simply can be. Even in the case of a very large one to be monitored A single, suitably equipped evaluation center is sufficient, with the imaging satellites or Aircraft in communication connection. Other side or subordinate evaluation centers are not absolutely necessary.

Claims (8)

Verfahren zur großflächigen Verkehrslageüberwachung eines von Fahrzeugen (2) befahrbaren Verkehrswegenetzes (1),
dadurch gekennzeichnet, daß Fernbildaufnahmen vom zu überwachenden Gebiet von Flugkörpern aus gemacht werden, die aufgenommenen Bilder einem Bildverarbeitungsvorgang zur Lokalisierung der Verkehrswege des Wegenetzes (1) und zur Erkennung von darauf befindlichen Fahrzeugen (2) unterzogen werden und anhand der erkannten Fahrzeuge auf die jeweilige Verkehrslage geschlossen wird. Method for large-area traffic situation monitoring of a traffic route network (1) that can be driven by vehicles (2),
characterized in that Long-distance images are taken from the area to be monitored from missiles, the images taken are subjected to an image processing operation for localizing the traffic routes of the road network (1) and for recognizing vehicles (2) located thereon and the traffic situation is determined based on the vehicles detected. Verfahren nach Anspruch 1, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
für die Lokalisierung der Verkehrswege ein Map-Matching-Verfahren mit überlagerten Vektorkarten verwendet wird.The method of claim 1, further
characterized in that
A map matching method with superimposed vector maps is used to localize the traffic routes. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
vom zu überwachenden Gebiet Bilder mittels verschiedener bildgebender Strahlungen, insbesondere mittels Radar- und mittels Infrarotstrahlung, aufgenommen werden.The method of claim 1 or 2, further
characterized in that
pictures of the area to be monitored are recorded by means of various imaging radiation, in particular by means of radar and infrared radiation. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
anhand der erkannten Fahrzeuge (2) Reisezeiten zwischen einem vorgebbaren Startort (A) und einem vorgebbaren Zielort (B) geschätzt werden. Method according to one of claims 1 to 3, further
characterized in that
Travel times between a predeterminable starting point (A) and a predeterminable destination (B) are estimated on the basis of the recognized vehicles (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß wiederholt Bilder vom zu überwachenden Gebiet in vorgebbaren Zeitabständen aufgenommen werden und anhand der in den aufeinanderfolgend aufgenommenen Bildern erkannten Fahrzeuge (2) die Entstehung bzw. Bewegung einer jeweiligen Verkehrsstörung erkannt wird. Method according to one of claims 1 to 4, further
characterized in that repeated images of the area to be monitored are taken at predefinable time intervals and on the basis of the vehicles (2) recognized in the successively recorded images, the occurrence or movement of a respective traffic disturbance is recognized. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lage der erkannten Fahrzeuge auf den Verkehrswegen durch den Bildverarbeitungsvorgang ermittelt und aus anormalen Fahrzeuglagen auf eine Verkehrsstörung, insbesondere einen Verkehrsunfall, geschlossen wird.Method according to one of claims 1 to 5, further
characterized in that
the position of the recognized vehicles on the traffic routes is determined by the image processing process and an abnormal vehicle position is used to infer a traffic disruption, in particular a traffic accident. Vorrichtung zur großflächigen Verkehrslageüberwachung eines von Fahrzeugen befahrbaren Verkehrswegenetzes, mit einem oder mehreren Flugkörpern (3), die mit einem Bildaufnahmesystem (4) zum Aufnehmen von Bildern des Teils der Erdoberfläche, in welchem sich das Verkehrswegenetz (1) befindet, ausgerüstet sind, und einer Auswertezentrale (6), welche bildbezogene Daten von dem oder den Flugkörpern (3) empfängt und die diese zur Beurteilung der Verkehrslage heranzieht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertezentrale (6) ein Bildverarbeitungssystem (7) beinhaltet, dem von dem oder den Flugkörpern (3) die Bilddaten der aufgenommenen Bilder übermittelt werden und das in den aufgenommenen Bildern die Verkehrswege des Wegenetzes (1) lokalisiert und die darauf befindlichen Fahrzeuge (2) erkennt, und anhand der vom Bildverarbeitungssystem erkannten Fahrzeuge auf die Verkehrslage schließt. Device for large-area traffic situation monitoring of a traffic route network accessible by vehicles, with one or more missiles (3) which are equipped with an image recording system (4) for taking images of the part of the surface of the earth in which the traffic route network (1) is located, and an evaluation center (6) which receives image-related data from the missile (s) (3) and which uses them to assess the traffic situation,
characterized in that the evaluation center (6) contains an image processing system (7), to which the missile (s) transmit the image data of the captured images and which locates the traffic routes of the route network (1) and the vehicles (2) located on them in the captured images. recognizes and draws conclusions about the traffic situation on the basis of the vehicles recognized by the image processing system. Vorrichtung nach Anspruch 7, weiter
dadurch gekennzeichnet, daß
die Auswertezentrale (6) eine Reisezeit-Schätzeinrichtung beinhaltet, welche Reisezeiten zwischen einem vorgebbaren Startort (A) und einem vorgebbaren Zielort (B) anhand der erkannten Fahrzeuge (2) auf den Verkehrswegen des Wegenetzes (1) schätzt.The device of claim 7, further
characterized in that
the evaluation center (6) contains a travel time estimation device which estimates travel times between a predeterminable starting point (A) and a predefinable destination (B) on the basis of the recognized vehicles (2) on the traffic routes of the route network (1).
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