EP1280118B1 - Verfahren zur Feststellung von Strassenverkehrszuständen - Google Patents

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EP1280118B1
EP1280118B1 EP01118029A EP01118029A EP1280118B1 EP 1280118 B1 EP1280118 B1 EP 1280118B1 EP 01118029 A EP01118029 A EP 01118029A EP 01118029 A EP01118029 A EP 01118029A EP 1280118 B1 EP1280118 B1 EP 1280118B1
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EP
European Patent Office
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generated
method step
traffic
feature
noise
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EP01118029A
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August Dr. sc. tech. Kälin
Stefan Oberle
Bruno Ganz
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Siemens Schweiz AG
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Siemens Schweiz AG
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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
    • G08G1/0104—Measuring and analyzing of parameters relative to traffic conditions
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a method of detection of road traffic conditions from ambient noise a street according to the preamble of claim 1.
  • EP 0 789 341 A1 (and EP 0 789 341 B1) describes an autonomous vehicle Detection of traffic congestion revealed at the individual Vehicles are provided with a device that the Vehicle speed recorded continuously, this Assigns speed to specified speed classes and an integral with the assigned speed classes form over time, its value to form a backlog is used. Together with the location of the vehicle is the storage volume e.g. via GSM to a data collection point transfer.
  • WO 01/35372 contains an example of a stationary solution Video surveillance system described using so-called Pattern recognition on the license plates of two different cars Digits recorded and by comparing the times a traffic condition is detected and a monitoring point or reports to the police.
  • EP 1 056 063 A1 (Siemens Buch AG) describes a method for Determination of the traffic condition of a traffic segment discloses a model having a Kalman filter underlying. The procedure is not of a particular kind the measurement of traffic volumes.
  • a so-called microphone array is set up and the analysis of the geographically different usually mostly based on microphones arranged at different heights make a statement about the exact source of noise on a train or locomotive and allowed the path of expansion.
  • Such a system for the detection of road traffic is with regard to the arrangement along a street, e.g. in the Distance of 2 - 3 km with an unsustainable effort connected.
  • the present invention is therefore based on the object specify a procedure that allows the state of traffic to automatically detect a section of a road that an already existing infrastructure can be used.
  • the method according to the invention for recording traffic conditions requires on site, i.e. on the street none additional infrastructure because existing microphones e.g. used by the emergency pillars can be.
  • no microphone arrays needed, and the inventive monophonic process can easily be provided on a computer with any additional digital signal processors are implemented and in a traffic control and / or traffic information system be involved.
  • FIG. 1 The used by the inventive method and in all The infrastructure that is already present is shown in FIG. 1.
  • This control center has an evaluation unit that based on predefined settings or as required by intervention of an official contained in the emergency pillars Microphones activated.
  • the disposition of such emergency pillars is mostly individual, i.e. the distance and the relative position to the at least one lane is dependent local conditions and, depending on the country, legal requirements Requirements.
  • an emergency call column is arranged in the same position (not shown in Fig. 1).
  • the microphone is arranged in the direction of travel r '' is possible also a disposition of the reception cone orthogonal to the lane 2 ', 2' 'or against the direction of travel r'.
  • the microphones of the individual emergency call pillars can be of the mentioned Central can be activated or deactivated.
  • a central evaluation unit the different Emergency telephones and the microphones contained therein activated and during a previously configured, i.e. adjustable interval during an also adjustable Duration activated and absorbs the ambient noise and as a so-called noise pattern to the central evaluation unit transmitted.
  • FIG. 3 shows an overview of the various process steps of the inventive method with the in a Evaluation unit implemented blocks 31, 32, 33 and 34.
  • the ambient noise is contained in the emergency column 3 Microphone 6 added.
  • This microphone 6 is through the evaluation unit mentioned is activated, for example the ambient noise is periodically during an interval of e.g. 60 s recorded by the microphone and as noise pattern A1 (also called frame) transmitted to the evaluation unit.
  • the For example, periodicity is 15 minutes.
  • These samples are preferably digital Form here with a resolution of e.g. 16 bit.
  • the digital audio signals of the aforementioned three bands are then subjected to smoothing in units 413, 423 and 433, and undersampling in units 414, 424 and 434 results in a reduction in the number of samples without loss of information , this last statement is based on the Shannon-Whittaker theorem.
  • the signals generated by the units 414, 424 and 434 are designated S1, S2 and S3, the signal S1 standing for the frequency band up to 200 Hz and S2 and S3 correspondingly in the order for the other two frequency bands mentioned above.
  • the number 60 refers to the expansion from 1 s to one minute.
  • the signals S1, S2, S3 themselves represent a level which corresponds to the sound pressure, which, apart from a scaling, has the unit [N / m 2 ].
  • a feature extraction takes place, which is shown in more detail in FIG. 5 with the units 51, 52, 53.
  • the ripple of the power is determined from signal S2 by differentiation according to time t, the amount being derived from the derivative. It would also be possible to square the derivative instead of the amount.
  • the ripple determined in this way can be used as a feature M1 for the traffic conditions Z1 "moderate traffic” and Z3 "heavy traffic" to distinguish the condition Z4 "traffic jam".
  • the signals S1 and S2 are subjected to a spectral performance comparison by the unit 52: based on extensive measurements, it has been shown that the quotient listed below is somewhat constant in the traffic condition Z4 traffic jam and can therefore be used as a feature M2 for the traffic condition Z4: average power P in the band 200 - 2000 Hz average power P in the band up to 200 Hz
  • a power peak is determined from signal S3.
  • the characteristic M3 obtained in this way is suitable for the Determination of the traffic conditions Z1, Z2 and Z3.
  • Z (t) ⁇ M1, M2, M3 ⁇ ⁇ Z1, Z2, Z3, Z4 ⁇ .
  • Z (t) is referred to as the status indicator and assigns the feature triples ⁇ M1, M2, M3 ⁇ determined in block 33 to a road traffic condition from the image area Z1, Z2, Z3 Z4.
  • This mapping takes place on the basis of previously stored characteristic values and characteristic value ranges from the respective value range of M1, M2 and M3. Since the road traffic state is discrete in order of time or continuous, the aforementioned figure Z (t) contains a state machine (also called a state machine) according to FIG. 6. This ensures that the state indicator is only one after the other in the sense of Order of neighboring states Z (t) and Z (t + ⁇ t) is generated.
  • the above illustration must be seen as:
  • each emergency call point points directly an evaluation unit of the aforementioned type on and transmits the traffic condition indicator Z (t) to one superordinate surveillance body.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung von Strassenverkehrszuständen aus dem Umgebungslärm einer Strasse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Durch die Zunahme des Strassenverkehrs entstehen unliebsame Verkehrsbehinderungen, die sich als "stop and go" oder gar als Stau auswirken. Für die Menge des Strassenverkehrs können verschiedene Messgrössen herangezogen werden wie z.B. der Fluss als Anzahl Fahrzeuge pro Zeiteinheit an einem Punkt einer Strasse pro Richtung oder die Dichte als Anzahl Fahrzeuge auf einem Fahrbahnabschnitt. Verkehrszustände können beispielsweise in die folgenden vier Kategorien Z1 .. Z4 gegliedert werden:
Z1
Sporadischer Verkehr
Z2
Mässiger Verkehr
Z3
Dichter Verkehr
Z4
Stau / "Stop and Go"
Für die automatisierte Feststellung des Verkehrszustandes sind fahrzeugautonome und ortsfeste Lösungen vorgeschlagen worden.
In EP 0 789 341 A1 (und EP 0 789 341 B1) wird eine fahrzeugautonome Detektion von Verkehrsstau offenbart, bei der einzelne Fahrzeuge mit einer Vorrichtung versehen sind, die die Geschwindigkeit des Fahrzeuges fortlaufend erfasst, diese Geschwindigkeit vorgegebenen Geschwindigkeitsklassen zuordnet und mit den zugeordneten Geschwindigkeitsklassen ein Integral über die Zeit bilden, dessen Wert zur Bildung eines Staumasses herangezogen wird. Zusammen mit der Lage des Fahrzeuges wird das Staumass z.B. über GSM an eine Datensammelstelle übertragen.
In WO 01/35372 ist als Beispiel einer ortsfesten Lösung ein Videoüberwachungssystem beschrieben, das mittels sogenannter Mustererkennung die Kennzeichen der Autos an zwei verschiedenen Stellen erfasst und durch einen Vergleich der Zeiten einen Verkehrszustand detektiert und einer Ueberwachungsstelle oder der Polizei meldet.
Bei der vorgenannten Videoüberwachung tritt das Problem von Spiegelungen auf, die sich bei bestimmten Sonnenständen oder bei Regen als sehr unliebsam manifestieren. Darüber hinaus bedingt eine Videoüberwachung eine separate Infrastruktur mit Kameras und entsprechenden draht- oder drahtlos geführten Verbindungen, deren Bereitstellung und Unterhalt aufwendig ist.
In EP 1 056 063 A1 (Siemens Schweiz AG) ist ein Verfahren zur Ermittlung des Verkehrszustandes eines Verkehrsabschnittes offenbart, dem ein ein Kalman-Filter aufweisendes Modell zugrunde liegt. Das Verfahren ist nicht an eine bestimmte Art der Messung der Verkehrsstärken gebunden.
Bezüglich einer akustischen Auswertung ist aus der Eisenbahntechnik bekannt, dass zur Feststellung der exakten Lärmquelle sowie der Art der Ausbreitung an einer Eisenbahnstrecke. ein sogenannter Mikrofonarray aufgestellt wird und die Analyse der örtlich verschieden meist in der Regel auf verschiedener Höhe angeordneter Mikrofone eine Aussage über die exakte Lärmquelle an einem Zug oder an der Lokomotive und den Weg der Ausbreitung erlaubt.
In US 6,195,608 (B1 Lucent Technologies Inc.) wird zur Detektion eines fahrenden Fahrzeuges innerhalb einer vorgegebenen Zone ein System vorgeschlagen, das eine Mehrzahl von auf die vorgegebene Zone ausgerichtete Mikrofone, verschiedene Bandpassfilter, Korrelations- und Integrationsmittel aufweist. Die Detektion selber erfolgt aufgrund des Überschreitens des vom Integrationsmittel abgegebenen Signals einer bestimmten Schwelle.
Ein solches System zur Detektion des Strassenverkehrs ist hinsichtlich der Anordnung längs einer Strasse, z.B. im Abstand von 2 - 3 km mit einem nicht tragbaren Aufwand verbunden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein Verfahren anzugeben, das erlaubt, den Strassenverkehrszustand eines Strassenabschnittes automatisiert so zu erfassen, dass eine ohnehin schon bestehende Infrastruktur genutzt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Erfassung von Verkehrszuständen erfordert vor Ort, d.h. an der Strasse keine zusätzliche Infrastruktur, da bereits vorhandene Mikrofone z.B. von den Notrufsäulen verwendet werden können. Insbesondere werden keine Mikrofonarrays benötigt, und das erfindungsgemässe monofone Verfahren kann leicht auf einem Computer mit allenfalls zusätzlich vorgesehenen digitalen Signalprozessoren implementiert werden und in ein Verkehrsleit- und/oder Verkehrsinformationssystem eingebunden werden.
So können sich die folgenden Vorteile zusätzlich ergeben:
  • i) Dadurch, dass
    im Verfahrensschritt C für drei im hörbaren Bereich liegende Frequenzbänder ein zweites Merkmal (M2) generiert wird, das aus dem Quotienten der mittleren Leistung im mittleren Band und der mittleren Leistung im unteren Band gebildet wird;
    erfordert die Generierung des zweiten Merkmals keine grosse Rechenkapazität (Patentanspruch 6).
  • ii) Dadurch, dass
    die Verkehrszustände geordnet sind und dass aus den im Verfahrensschritt B generierten Merkmalen zu einem unmittelbar vorangehend erzeugten Verkehrszustandsindikator im Verfahrensschritt D nur ein benachbarter Verkehrszustandsindikator erzeugt wird; ist das Verfahren gegenüber akustischen Störeinflüssen robust (Patentanspruch 8).
    • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:
    Figur 1
    Disposition an einer richtungsgetrennten Strasse mit einer Notrufsäule;
    Figur 2
    Vergrösserte Aufsicht einer Notrufsäule in der Disposition gemäss Figur 1;
    Figur 3
    Ablauf des erfindungsgemässen Verfahrens in der Uebersicht;
    Figur 4
    Funktionseinheiten zur Vorverarbeitung;
    Figur 5
    Signalfluss für die Merkmalsextraktion;
    Figur 6
    Zustandsdiagramm mit zulässigen Zustandsübergängen.
    Der Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden die eingangs genannten vier Verkehrszustände zugrundegelegt, die beispielhaft wie folgt quantifiziert werden (die Abkürzung "Fz" steht für Fahrzeug):
    Symbol Bezeichnung Beschreibung, Quantifizierung
    Z1 Sporadischer Verkehr Fluss J mit J < 15 [Fz/min]
    Z2 Mässiger Verkehr 15 < J < 35 [Fz/min]
    Z3 Dichter Verkehr J > 35 [Fz/min]
    Z4 Stau / "Stop and Go" Dichte D hoch [Fz/100 m] und v < 15 [km/h]
    Die vom erfindungsgemässen Verfahren benutzte und in aller Regel bereits vorhandene Infrastruktur ist in Figur 1 dargestellt. Längs einer Strasse sind in Abständen von ca. 500 m bis etwa 2 km Notrufsäulen angeordnet, die ein von einer Zentrale wie z.B. einer Polizeistation aktivierbares Mikrofon aufweisen. Diese Zentrale weist eine Auswerteeinheit auf, die aufgrund von vorgegebenen Einstellungen oder bedarfsweise durch Eingriff eines Beamten die in den Notrufsäulen enthaltenen Mikrofone aktiviert. Die Disposition solcher Notrufsäulen ist meist individuell, d.h. der Abstand und die relative Lage zu der wenigstens einen Fahrbahn ist abhängig von den örtlichen Gegebenheiten und je nach Land von gesetzlichen Vorgaben. Um keine Gefährdung von Personen zu provozieren, ist meist direkt auf der Gegenseite ebenfalls an der gleichen Lage eine Notrufsäule angeordnet (nicht dargestellt in Fig. 1). In der Disposition gemäss der Figur 1 ist das Mikrofon in Fahrtrichtung r'' angeordnet, möglich ist auch eine Disposition des Empfangskegels orthogonal zur Fahrbahn 2', 2'' oder auch gegen die Fahrtrichtung r'.
    Die Mikrofone der einzelnen Notrufsäulen können von der erwähnten Zentrale aktiviert bzw. deaktiviert werden. Für das erfindungsgemässe Verfahren ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass eine zentrale Auswerteeinheit die verschiedenen Notrufsäulen bzw. die darin enthaltenen Mikrofone aktiviert und während eines vorgängig konfigurierten, d.h. einstellbaren Intervalls während einer ebenfalls einstellbaren Dauer aktiviert und den Umgebungslärm aufnimmt und als ein sogenanntes Lärmmuster an die zentrale Auswerteeinheit übermittelt. Selbstverständlich ist dadurch die Benutzung der Notrufsäule durch eine Person in einem Notfall nicht beeinträchtigt. In einem solchen Fall würde die Uebertragung der Lärmmuster abgebrochen und zu einem späteren Zeitpunkt erfolgt dann eine weitere Aktivierung des Mikrofons.
    Fig. 3 zeigt in der Uebersicht die verschiedenen Verfahrensschritte des erfindungsgemässen Verfahrens mit den in einer Auswerteeinheit implementierten Blöcken 31, 32, 33 und 34.
    Der Umgebungslärm wird durch das in der Notrufsäule 3 enthaltene Mikrofon 6 aufgenommen. Dieses Mikrofon 6 wird durch die erwähnte Auswerteeinheit aktiv geschaltet, beispielsweise wird der Umgebungslärm periodisch während eines Intervalls von z.B. 60 s durch das Mikrofon aufgenommen und als Lärmmuster A1 (auch Frame genannt) an die Auswerteeinheit übermittelt. Die Periodizität beträgt beispielsweise 15 Minuten. Im Block 31 als Teil der Auswerteeinheit wird ein Lärmmuster A1 mit einer Frequenz von z.B. 8 kHz abgetastet, und dadurch werden Abtastwerte A1' generiert, die einzelne Abschnitte von 125 µs Dauer repräsentieren. Diese Abtastwerte sind vorzugsweise in digitaler Form vorliegend mit einer Auflösung von z.B. 16 Bit.
    Im Block 32 erfolgt eine Vorverarbeitung der Abtastwerte, z.B. der vorstehend beschriebenen 60x8000 digitalen Abtastwerte A1', die ein Lärmmuster A1 von 1 Minute Dauer repräsentieren. Die detaillierten Verfahrensschritte im Block 32 zeigt die Figur 4 mit den Verfahrensschritten bzw. Einheiten 411 .. 434. Die Abtastwerte A1' werden je einem Tiefpass 411, einem Bandpass 421 und einem Hochpass 431 zugeführt, deren Frequenzen folgende disjunkte Bänder F1, F2 und F3 umfassen:
    F1
    Tiefpass : bis 200 Hz;
    F2
    Bandpass : 200 - 2000 Hz;
    F3
    Hochpass : 2000 - 4000 Hz.
    Anschliessend werden die digitalen Audiosignale der vorgenannten drei Bänder in den Einheiten 413, 423 und 433 einer Glättung ("Smoothing") unterzogen und durch eine Unterabtastung in den Einheiten 414, 424 und 434 erfolgt eine Reduktion der Anzahl Abtastwerte, ohne dass dadurch ein Informationsverlust eintritt, diese letzte Feststellung ist auf das Shannon-Whittaker-Theorem gestützt. Die von den Einheiten 414, 424 und 434 erzeugten Signale werden mit S1, S2 und S3 bezeichnet, wobei das Signal S1 für das Frequenzband bis 200 Hz steht und S2 und S3 entsprechend in der Ordnung für die anderen beiden vorgenannten Frequenzbänder . Ein Signal Sx (x= 1, 2, 3) umfasst beispielsweise 60x8 bis 60x16 Abtastwerte, die im betreffenden Frequenzband ein Lärmmuster A1 von 1 Minute Dauer repräsentieren. Die Zahl 60 bezieht sich auf die Expansion von 1 s auf eine Minute. Die Signale S1, S2, S3 selber repräsentieren einen Pegel, der dem Schalldruck entspricht, wobei dieser bis auf eine Skalierung die Einheit [N/m2] aufweist.
    Im Block 33 erfolgt eine Merkmalsextraktion, die detaillierter in der Figur 5 mit den Einheiten 51, 52, 53 dargestellt ist. In der Einheit 51 wird aus dem Signal S2 die Welligkeit der Leistung durch Differentiation nach der Zeit t bestimmt, wobei von der Ableitung der Betrag gebildet wird. Ebenso wäre es auch möglich, anstelle der Betragsbildung die Ableitung zu quadrieren. Die so ermittelte Welligkeit kann als Merkmal M1 für die Verkehrszustände Z1 "mässiger Verkehr" und Z3 "Dichter Verkehr" zur Unterscheidung des Zustands Z4 "Stau" verwendet werden. Die Signale S1 und S2 werden von der Einheit 52 einem spektralen Leistungsvergleich unterzogen: Aufgrund von ausgedehnten Messungen hat sich gezeigt, dass der nachfolgend aufgeführte Quotient im Verkehrszustand Z4 Stau einigermassen konstant ist und deshalb als Merkmal M2 für den Verkehrszustand Z4 herangezogen werden kann: mittlere Leistung P im Band 200 - 2000 Hzmittlere Leistung P im Band bis 200 Hz
    Ebenfalls aufgrund von Messungen an einer Tunneleinfahrt hat sich gezeigt, dass der Wert dieses Quotienten in einem resistent ist gegenüber Witterungseinflüssen wie z.B. Regen und zwar solange, dass Geräusch des Regens einen bestimmten Anteil des von den Fahrzeugen entstammenden Lärms nicht übersteigt.
    Im Block 53 erfolgt aus dem Signal S3 eine Leistungsspitzenbestimmung. Das so gewonnene Merkmal M3 ist geeignet für die Bestimmung der Verkehrszustände Z1, Z2 und Z3.
    Die vorstehend definierten Merkmale werden der Einheit 34 - siehe dazu die Figur 3 - zugeführt zur Abbildung Z(t) : {M1, M2, M3}
    Figure 00080001
    {Z1, Z2, Z3, Z4}.
    Z(t) wird als Zustandsindikator bezeichnet und ordnet den im Block 33 ermittelten Merkmalstripeln {M1, M2,M3} einen Strassenverkehrszustand aus dem Bildbereich Z1, Z2, Z3 Z4 zu. Diese Abbildung erfolgt aufgrund vorgängig gespeicherter Merkmalswerte und Merkmalswertebereiche aus dem jeweiligen Wertebereich von M1, M2 und M3. Da der Strassenverkehrszustand zwar diskret jedoch in der zeitlichen Abfolge geordnet bzw. stetig ist, beinhaltet die vorgenannte Abbildung Z(t) eine Zustandsmaschine (auch Zustandsautomat genannt) gemäss der Fig. 6. Dadurch wird erreicht, dass der Zustandsindikator zeitlich hintereinander nur im Sinne der Ordnung benachbarter Zustände Z(t) und Z(t+Δt) generiert. In diesem Kontext muss die vorgenannte Abbildung nach einer erfolgten Initialisierung gesehen werden als:
    Figure 00080002
    Mit einem solchen Zustandsautomaten lässt sich die Robustheit des erfindungsgemässen Verfahrens erheblich steigern, in dem Ausreisser den tatsächlichen Verkehrszustand nicht falsch wiedergeben können.
    Da mehrere Notrufsäulen längs einer Strasse hintereinander angeordnet sind, kann die Robustheit weiter gesteigert werden, in dem allenfalls mit einer zeitlichen Verzögerung die festgestellten Verkehrszustände analysiert werden, dabei ist einerseits der Fall "Kollision" bei einem Auseinanderdriften von Verkehrszuständen zwischen zwei unmittelbar benachbarten Erfassungspunkten direkt feststellbar. Andererseits ist im besonderen bei den Zuständen Z1 und Z2 die zeitliche Verzögerung zwischen den beiden erwähnten Erfassungspunkten analysierbar und gibt dadurch eine noch bessere Qualität der Erfassung der Verkehrszustände.
    Vorstehend ist eine zentrale Ausführungsform, d.h. Implementierung des erfindungsgemässen Verfahrens beschrieben worden, bei dem die angegebene Werte als Beispiele anzusehen sind, die insbesondere von der Art der Uebertragung und damit von der Bandbreite zwischen Notrufsäule und Mikrofon abhängig sind. Um von dieser Bandbreite bzw. deren Beschränkung unabhängig zu werden, ist das erfindungsgemässe Verfahren auch dezentral implementierbar, das heisst, jede Notrufsäule weist direkt eine Auswerteeinheit der vorgenannten Art auf und übermittelt den Verkehrszustandsindikator Z(t) an eine übergeordnete Ueberwachungsstelle.
    Die Art der Merkmalsextraktion ist weder auf die drei angegebenen Frequenzbänder F1, F2 und F3 noch auf die angegebene Welligkeitsbestimmung, den spektralen Leistungsvergleich durch Quotientenbildung oder die Leistungsspitzenbestimmung beschränkt.
    Liste der verwendeten Bezugszeichen
    1
    Mittelstreifen
    2', 2''
    Fahrstreifen
    3
    Notrufsäule
    4
    Zugangsbereich zur Notrufsäule 3
    5
    Fahrende Fahrzeuge
    6
    in Notrufsäule eingelassenes Mikrofon 6
    7
    Blinklicht
    31
    Signalgewinnung und Signalwandlung
    32
    Vorverarbeitung
    33
    Merkmalsextraktion
    34
    Klassierung der Merkmale und Zuordnung zu Verkehrzuständen
    411
    Tiefpass
    421
    Bandpass
    431
    Hochpass
    412, 422, 432
    Leistungsermittlung
    413, 423, 433
    Glättung "Smoothing"
    414, 424, 434
    Abtastwert-Reduktion
    51
    Bestimmung der Welligkeit der Leistung
    52
    Spektraler Leistungsvergleich
    53
    Leistungsspitzenbestimmung
    A1
    Lärmmuster, Frame, Audiosignal analog
    A1'
    60x8000 Abtastwerte von A1, Audiosignal digital
    d
    momentaner Weg des Schalls zum Mikrofon 6
    F1, F2, F3
    Disjunkte und geordnete Frequenzbänder
    M1, M2, M3
    aus den Signalen S1, S2, S3 extrahierte Merkmale
    r', r "
    für die Fahrstreifen 2', 2'' vorgesehene Fahrrichtungen
    S1, S2, S3
    Signal in verschiedenen Frequenzbändern
    Z (t)
    Verkehrszustandsindikator
    Z1, Z2, Z3, Z4
    Verkehrszustände, Ausprägungen von Z(t)

    Claims (8)

    1. Verfahren zur Feststellung von Strassenverkehrszuständen, bei dem Umgebungslärm von einem an einer Strasse (2', 2'') angeordneten Mikrofon (6) aufgenommen und als ein Lärmmuster (A1) an eine Auswerteeinheit übertragen wird;
      gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
      A in der Auswerteeinheit werden aus dem Lärmmuster (A1) mehrere Abtastwerte (A1') generiert (31);
      B aus den im Verfahrensschritt A generierten Abtastwerten (A1') werden Signale (S1, S2, S3) erzeugt, die einen Pegel aus verschiedenen Frequenzbändern (F1, F2, F3) repräsentieren (32);
      C aus den im Verfahrensschritt B erzeugten Signalen (S1, S2, S3) werden durch eine Analyse im Frequenz- oder im Zeitbereich Merkmale (M1, M2, M3) generiert (33);
      D aus den im Verfahrensschritt C generierten Merkmalen (M1, M2, M3) wird aufgrund einer gespeicherten Zuordnung von Merkmalswertebereichen zu Verkehrszuständen (Z1, Z2, Z3, Z4) ein Verkehrszustandsindikator ( Z(t) ) erzeugt (34).
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      das Lärmmuster (A1) in einem einstellbaren Zeitintervall während einer einstellbaren Dauer aus dem Umgebungslärm von dem Mikrofon (6) aufgenommen wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      im Verfahrensschritt B ein erstes, zweites und drittes Signal (S1, S2, S3) generiert wird, das je einem bestimmten Frequenzband des Lärmmusters (A1) entstammt.
    4. Verfahren nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      ein erstes Merkmal (M1) generiert wird, das die Welligkeit des im Verfahrensschritt B generierten zweiten Signals (S2) repräsentiert.
    5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      im Verfahrensschritt B die Signale (S1, S2, S3) die Leistung repräsentieren.
    6. Verfahren nach Anspruch 5,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      im Verfahrensschritt C für drei im hörbaren Bereich liegende Frequenzbänder (F1, F2, F3) ein zweites Merkmal (M2) generiert wird, das aus dem Quotienten der mittleren Leistung im mittleren Band (F2) und der mittleren Leistung im unteren Band (F1) gebildet wird.
    7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      im Verfahrensschritt C ein drittes Merkmal (M3) generiert wird, das Leistungsspitzen repräsentiert.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      die Verkehrszustände (Z1, Z2, Z3, Z4) geordnet sind und dass aus den im Verfahrensschritt C generierten Merkmalen (M1, M2, M3) zu einem unmittelbar vorangehend erzeugten Verkehrszustandsindikator ( z(t) im Verfahrensschritt D nur ein benachbarter Verkehrszustandsindikator ( Z(t+Δt) ) erzeugt wird.
    EP01118029A 2001-07-25 2001-07-25 Verfahren zur Feststellung von Strassenverkehrszuständen Expired - Lifetime EP1280118B1 (de)

    Priority Applications (3)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    AT01118029T ATE277392T1 (de) 2001-07-25 2001-07-25 Verfahren zur feststellung von strassenverkehrszuständen
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