EP2211321B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern mindestens einer Lichtzeichenanlage eines Fußgängerüberwegs - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern mindestens einer Lichtzeichenanlage eines Fußgängerüberwegs Download PDF

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EP2211321B1
EP2211321B1 EP10151548A EP10151548A EP2211321B1 EP 2211321 B1 EP2211321 B1 EP 2211321B1 EP 10151548 A EP10151548 A EP 10151548A EP 10151548 A EP10151548 A EP 10151548A EP 2211321 B1 EP2211321 B1 EP 2211321B1
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EP
European Patent Office
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pedestrian crossing
pedestrian
area
camera
detected
Prior art date
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Revoked
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EP10151548A
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English (en)
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EP2211321A1 (de
Inventor
Matthias Hoffmeier
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Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella KGaA Huek and Co
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Publication date
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Application filed by Hella KGaA Huek and Co filed Critical Hella KGaA Huek and Co
Priority to EP12158275A priority Critical patent/EP2466566A1/de
Publication of EP2211321A1 publication Critical patent/EP2211321A1/de
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/07—Controlling traffic signals
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/164—Centralised systems, e.g. external to vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for controlling at least one traffic light system.
  • a release signal is generated for releasing the lane section of the pedestrian crossing for vehicles by the traffic light system or for deactivating a warning signal generated by the traffic light system.
  • traffic lights as warning lights, such as yellow flashing lights, as well as Konlicht Hilanlagen known, which are also referred to as traffic lights.
  • traffic lights are used to protect the pedestrian crossing the road via a pedestrian crossing.
  • variable traffic light traffic systems are used to control road traffic, with a traffic light system for road users ordering a certain behavior in that controlled light signals are emitted by light signal elements of the alternating light signaling system.
  • controlled light signals are emitted by light signal elements of the alternating light signaling system.
  • These different light signals according to shape and / or color each have a different meaning and are emitted by the light signal elements against the direction of travel of the traffic to be controlled.
  • Traffic light elements for controlling the vehicle traffic have the colors red with the meaning "no license”, green with the meaning "the traffic is released” and yellow with the meaning "waiting for the next signal”.
  • Alternating light traffic signs are switched with fixed switching signal sequences or depending on request signals.
  • alternating light traffic signs are known in which pedestrians with the help of a request button can request a release of a pedestrian crossing for pedestrians by the Komlicht Hilstrom.
  • induction loops and infrared sensors are known which detect vehicles in an area in front of a Konlichticht umansstrom and generate a request signal to release the vehicle traffic in the direction of travel of the detected vehicle.
  • a request signal-dependent control of the alternating light signaling systems is also referred to as traffic-dependent control of the alternating light signal system.
  • the control of the light signals of the alternating light signal system takes place with the aid of a signal time schedule. In this the lengths of the individual switching phases of the light signals of a Komlicht Weinstrom are given. The switching times defined in the signal schedule can be changed or canceled by request signals.
  • a vehicle-mounted device for detecting an approach to a pedestrian crossing is known. This device generates a signal indicative of the approach.
  • a pedestrian detection apparatus and method in which a laser radar is used to detect a pedestrian by detecting the position of a reflection object and imaging it in a two-dimensional coordinate system.
  • the device is arranged in a vehicle.
  • a pedestrian monitoring device for a pedestrian crossing is known in which using a camera that extracts the waiting at the pedestrian crossing and requesting the release of the pedestrian crossing requesting persons and the pedestrian and traffic lights on the basis of various information, such as the number of waiting pedestrians, the waiting time and the like controls.
  • the object of the invention is to specify a method and a device by means of which a control of at least one traffic light system on a pedestrian crossing is simply possible depending on at least one object detected in a region of a road section marked as a pedestrian crossing.
  • a release is made for releasing the roadway section of the pedestrian crossing.
  • a release of the road section of the pedestrian crossing for vehicles only take place when no pedestrian is detected in the lane section of the pedestrian crossing.
  • the position of at least the object detected as a pedestrian is determined. As a result, based on the determined position, in particular based on the position of the pedestrian in a world coordinate system, it can be determined whether or not the pedestrian is in the area of the pedestrian crossing.
  • the roadway in the area of the pedestrian crossing can be released again for vehicle traffic or, alternatively, a warning signal can be switched off, with the help of which reference is made to possible pedestrians on the pedestrian crossing.
  • the road section designated as a pedestrian crossing is blocked by the traffic light system for vehicles at least when an object classified as a pedestrian is detected in an area adjacent to the pedestrian crossing area of the footpath.
  • a request signal for blocking the road section of the pedestrian crossing for vehicles can then be generated by the traffic light system. This can be determined in particular whether a pedestrian approaches the pedestrian crossing or will pass on the footpath on the pedestrian crossing. As a result, the area of the pedestrian crossing for vehicles can only be blocked if it is to be assumed from the sequence of movement of the detected pedestrian that the latter actually wants to cross the roadway. As a result, an unnecessary restriction of vehicle traffic due to a precautionary blockage can be avoided by the mere detection of a pedestrian on the footpath in an area adjacent to the pedestrian crossing.
  • At least one image of at least one first object which is located in the region of the road segment marked as a pedestrian crossing
  • at least one second camera of the camera system at least one image of at least one second object is detected, which is located in the region of another roadway section that is different from the pedestrian crossing.
  • the detected objects are classified in each case.
  • a request signal for releasing the lane section of the pedestrian crossing for vehicles is generated when the at least one second object is classified as a vehicle approaching the footpath.
  • the help of the request signal to the traffic signal system can be initiated depending on the release signal to release the lane section of the pedestrian crossing for vehicles this release.
  • the camera system may comprise at least two cameras, preferably at least two stereo cameras, which are arranged at a distance from one another and whose detection area comprises at least one area of the pedestrian crossing. These cameras are preferably arranged on opposite sides of the road. The detection areas of these cameras overlap at least partially in the area of the traffic lane section marked as a pedestrian crossing, so that an image of a roadway in itself the overlapping area object is detected by each of the cameras. Each camera takes a picture with a picture of the object. In this case, it is advantageous to determine the position of the object on the basis of the images acquired by each of the two cameras, wherein a position determined with the aid of the image of the object detected by the camera is verified with the aid of the image of the object detected by the other camera and / or corrected.
  • the traffic light system may, in particular, comprise a changing light signaling system, ie a traffic light system, or a warning light, preferably a flashing warning light.
  • a protection of the pedestrian crossing the roadway is achieved by preventing vehicles from passing through the traffic light of the traffic light system to drive the area of the pedestrian crossing, or by the vehicle drivers of these vehicles receive a warning before crossing the pedestrian by the warning light.
  • Another aspect of the invention relates to a device having the features of the independent device claim.
  • This device can be developed in the same way as is disclosed for the method according to the invention, in particular by the features specified in the dependent claims or by corresponding device features.
  • FIG. 1 is a traffic situation 10 on a roadway 12 and on the roadway 12 adjacent footpaths 14, 16 shown.
  • An area 18 of the road 12 is marked as a pedestrian crossing.
  • a light signal exchange system ie a traffic light system, provided for the protection of pedestrians when crossing the lane 12 on the pedestrian crossing 18.
  • a pedestrian on the footpaths 14, 16 is designated by the reference numerals 32, 34.
  • the traffic light system comprises two traffic light masts 20, 22, which are arranged on opposite sides of the pedestrian crossing 18 in the direction of travel of the traffic lanes before the pedestrian crossing 18 on the footpaths 14, 16.
  • each light signal unit 24 to 30 has at least two Lichtabstrahl Schemee whose Light emission can be activated or deactivated by a drive signal.
  • Light elements with two Lichtabstrahl Schemeen have a Lichtabstrahl Scheme the color red and a Lichtabstrahl Scheme the color green.
  • the pedestrian crossing 18 is marked by markings in the form of a zebra crossing on the roadway 12.
  • the marks are in FIG. 1 indicated by the dashed lines 38, 40.
  • stop lines 42, 44 are applied as a road marking on the roadway 12, at which at a red light signal of the light signal units 24, 26 have to hold vehicle 36 until a release of the roadway 12 in the area of the pedestrian crossing 18 by a green light signal of the light signal units 24, 26 is generated.
  • the line of sight of the stereo cameras 46, 48 are in FIG. 1 schematically shown by the solid lines 46a, 46b, and 48a, 48b.
  • the detection areas of the stereo camera 46, 48 overlap in the area of the pedestrian crossing 18, so that the objects located in this overlapping area are detected with the aid of both the first stereo camera 46 and the second stereo camera 48.
  • the detection areas of the stereo cameras 46, 48 may not overlap. Furthermore, it is alternatively or additionally possible to monitor with the help of the stereo camera 46, 48 or with the help of other cameras adjacent to the pedestrian crossing 18 areas of the footpaths 14, 16, by using the images taken by these cameras with pictures of the pedestrian crossing 18 adjacent areas of the footpaths 14, 18 detected and the images of relevant objects in these images are detected and classified. Will be at least classifies one of these objects as a pedestrian, a request signal to release the pedestrian crossing for pedestrians 32, 34 by the Komlicht Strong Industriessstrom 24 to 30 done.
  • the cameras 46, 48 consecutively take pictures or pairs of images.
  • each of the cameras 46, 48 captures images at a frequency in the range of 3 to 30 frames per second, preferably in the range of 15 to 30 frames per second, and processes them to detect images of objects in those images as well as to classify the images objects.
  • a request signal is transmitted to a control unit 50 of the alternating light traffic facility, which then switches the light-signaling elements 24, 26 to red, so that a red light signal is output, and thus vehicles 36 must stop at the stop lines 42, 44 and the pedestrian crossing 18 may not ride.
  • the light-signal elements 28, 30 are switched to green, so that a green light signal is output and thus the pedestrian crossing 18 for the pedestrians 32, 34 is released.
  • the cameras 46, 48 or further cameras can detect at least one area of the roadway 12 against the direction of travel of the respective traffic lane at least from the respective stop line 42, 44 in order to detect waiting or approaching the pedestrian crossing 18 vehicles 36 and in a detection of such vehicles 36 to generate a request signal to the control unit 50 of the alternating light signaling system, which then the pedestrian crossing 18 for pedestrians 32, 34 blocks by the light-emitting elements 28, 30 are switched to red.
  • the Konlichtichtstrom after a fixed switching protocol with fixed switching intervals or in addition or alternatively Request is automatically controlled, for example by means of infrared or induction loops in the lane or pedestrian request buttons, or whether the request is made by means of the camera 46, 48, with the aid of the cameras 46, 48 after pedestrians 32 pedestrian crossing 18 is blocked; 34 monitored by a red light signal of the light-emitting elements 28, 30, whether the area of the pedestrian crossing 18 is vacated or whether in the area of the pedestrian crossing 18 on the lane 12 are still pedestrians.
  • the traffic light system is controlled so that a release signal for releasing the road in the area of the pedestrian crossing 18 for vehicles 36 takes place only when no pedestrian is in the area of the pedestrian crossing 18, ie only when the pedestrian crossing 18 is vacated.
  • the traffic safety especially when handicapped persons cross the pedestrian crossing 18, be increased because a release of the roadway 12 in the area of the pedestrian crossing 18 for the vehicles 36 takes place only if these people leave the area of the pedestrian crossing 18 and the pedestrian crossing Have vacated 18.
  • the stereo cameras 46, 48 can be implemented as a color-cast camera or as a black-and-white stereo camera.
  • grayscale images are generated, the processing of which is possible with less effort than the processing of color images.
  • image capture sensors for black-and-white cameras are currently known, which have a brightness resolution of up to 4096 gray levels per pixel, so that a good distinguishability of objects and background is possible.
  • black and white cameras can achieve higher brightness resolution and higher image resolution than comparable color cameras.
  • the control unit 50 of the alternating light signaling system is in the present embodiment additionally a processing unit for Processing the image data of the captured using the cameras 46, 48 images provided.
  • the pollutant emissions of the vehicles 36 can be reduced by a speedy activation and waiting times can be avoided or reduced.
  • infrared lighting devices may be provided, the stereo cameras 46, 48 being designed for recording the pedestrian crossing 18 illuminated by infrared light.
  • FIG. 2 are the waveform 100 of the light-emitting elements 24, 26, the waveform 101 of the light-emitting elements 28, 30 and the waveform 102 of the detection result of the cameras 46, 48 each shown as a time course.
  • the signal course 100 is also referred to as a lane-tracking signal
  • the signal course 101 as a pedestrian signal
  • the signal course 102 is also referred to as the visual interval course of the cameras 46, 48.
  • the time segments of the waveforms 100, 101 are subdivided into a plurality of time intervals identified by the numerals 15, 16, 17 and 18, wherein in each of the time intervals 15 the light-signaling element 24, 26 activates the yellow light, in the time interval 16 activates the red light, in the time interval 17 activates the red and yellow light simultaneously and activates the green light in the time interval 18.
  • the time intervals of the signal course 102 are designated by the numerals 20, 21 and 22, wherein in the time interval 20 the cameras 46, 48 are switched off or the consideration of the camera signals is deactivated, the cameras 46, 48 detect no pedestrians in the time interval 21 and in the time interval 22 at least one camera 46, 48 detects at least one pedestrian.
  • Result from this operating phases 200, 201 of the alternating light signaling system wherein in the operating phase 200 each have a fixed switching interval for controlling the Konlicht Strong Industriessstrom without consideration of release and / or request signals of the camera 46, 48 is used, and in the time interval 201, the control of the alternating light system starting from the by the camera 46, 48 detected objects takes place.
  • the lane signal 100 is switched from green to yellow and then to red. After the lane signal 100 has been switched to red, the pedestrian signal is switched from red to green. Only when the cameras 46, 48 no pedestrians 32, 34 detect more in the area of the pedestrian crossing 18, the pedestrian signal is switched back to red and then switched the lane signals to red-yellow and subsequently to green. Only after the cameras 46, 48 detect another pedestrian 32, 34, which presumably intends to cross the lane in the area of the pedestrian crossing 18, is the lane signal 100 switched to yellow and subsequently to red. After the lane signal is switched to red, the pedestrian signal 101 is switched to green again.
  • the lane signal 100 remains switched to red until the cameras 46, 48 detect that no pedestrian 32, 34 is located in the area of the pedestrian crossing 18 on the lane 12. Only then is the lane signal 100 again switched to red-yellow and then to green. Instead of the red yellow signal, only a yellow signal can be output.
  • step S10 a flowchart for controlling the change-sign system and the camera system with the cameras 46, 48 is shown.
  • step S10 the process is started.
  • step S 12 it is checked whether the camera system with the cameras 46, 48 is activated and ready for use. If this is not the case, then in step S 14 a light signal protocol with fixed switching times of the alternating light signaling system is activated and the sequence in Step S 16 ends. If it is determined in step S 12 that the camera system with the cameras 46, 48 can be used to control the alternating light signaling system, it is then checked in step S 18 whether a pedestrian 34, 36 in the area of the pedestrian crossing 18 or on the pedestrian crossing 18 adjacent areas of the footpaths 14, 16 has been detected.
  • step S20 the area of the lane 12 of the pedestrian crossing 18 for vehicles 36 is subsequently blocked in step S20 by the light signal units 24, 26 first activating a yellow light and subsequently a red light.
  • the camera system outputs to the control unit 50 of the alternating light signaling system, the signal "vehicles halt" from.
  • the pedestrian crossing 18 is subsequently released in step S22 with the aid of the pedestrian crossfader 32, 34 by activating the green light of the light-signaling element 28, 30. Subsequently, the process in step S 16 is completed.
  • step S 18 determines whether pedestrian 32, 34 has been detected in the area of the pedestrian crossing 18 and the adjacent areas of the footpaths 14, 16
  • the pedestrian crossing 18 is blocked by pedestrians 32, 34 in step S24 by the alternating light signaling system.
  • the light-signal elements 28, 30 are switched to red or remain switched to red and the light-signal elements 24, 26 are switched from red to yellow and then to green or remain switched to green.
  • the pedestrian crossing 18 is released for driving over the vehicles 36 and vehicles 36 no longer have to stop at the stop lines 42, 44. Subsequently, the process in step S 16 is completed.
  • step S 10 is started again.
  • a loop may be in progress be provided, which maintains the signal state of the light-emitting elements 24 to 30, as long as pedestrians in the area of the pedestrian crossing 18 and / or in the region of the adjacent areas of the footpaths 14, 16 are detected.
  • the pedestrian crossing 18 may be provided as a transition region of a roadway 12 at a location without crossing the roadway 12 with a further roadway in the vicinity of the pedestrian crossing 18 or at a road intersection of at least two intersecting roadways 12.
  • an image sequence is generated with a plurality of consecutively recorded images, or a plurality of successively recorded image pairs.
  • Such a picture sequence is also called a video sequence.
  • a detected object 32, 34, 36 can then be tracked over a plurality of successively recorded images or over a plurality of successively recorded image pairs. For tracking the object 32, 34, 36 so-called tracking methods are used.
  • a traffic signal system preferably a alternating light signal system
  • a warning light signal system for example with flashing light signals, can be provided, which is in each case directed towards the pedestrian crossing 18 approaching vehicles 36 counter to the direction of travel. These are then activated only when pedestrians 32, 34 are in the area of the pedestrian crossing 18 or these pedestrians 32, 34 are detected with the aid of the cameras 46, 48.
  • the area of the lane 12 of the pedestrian crossing 18 for vehicles 36 is only released when there is no pedestrian 32, 34 on the lane 12 in the area of the pedestrian crossing 18, ie only when the pedestrian crossing 18 has been vacated.
  • the pedestrian crossing 18 are only released by the light-signaling elements 28, 30 of the pedestrian traffic lights when pedestrians 32, 34 want to actually cross the pedestrian crossing 18 and not according to a fixed predetermined signal sequence.
  • pedestrians 32, 34 who want to cross the lane 12 on the pedestrian crossing 18 can be reliably distinguished from the pedestrians 32, 34, who move along the lane 12 at the roadside or on the footpaths 14, 16. Further, by providing a plurality of cameras 46, 48 whose detection ranges overlap, redundancy in the object detection can be achieved. In particular, when the position of an object 32, 34 is determined, this position can be determined with the aid of both cameras 46, 48 and the determined positions are compared with one another. As a result, either a corrected position can be determined or a determined position of the object 32, 34 can be verified from the acquired images of the coverage area of the respective other camera 46, 48.
  • the release of the roadway 12 in the area of the pedestrian crossing 18 for vehicles 36 takes place only when pedestrians 32, 34 are no longer detected in the area of the pedestrian crossing 18 with the aid of the camera system.
  • the switching of the light-signaling elements 28, 30 of the pedestrian traffic lights to enable or disable the pedestrian crossing 18 for pedestrians 32, 34 can after a predetermined period of time or in dependence on the determined number of pedestrians 32, 34 detected on the areas of the footpaths 14, 16 adjoining the pedestrian crossing 18.
  • the subsequent release of the area of the roadway 12 in the area of the pedestrian crossing 18 for vehicles 36 takes place only when no pedestrian 32, 34 has been detected in the area of the pedestrian crossing 18 on the roadway 12.
  • abnormal traffic situations such as the simultaneous presence of pedestrians 32, 34 and vehicles 36 in the area of the pedestrian crossing 18, or even collisions between pedestrians 32, 34 and vehicles 36 can be detected.
  • video sequences are stored which at least show the occurrence and the abnormal state itself.
  • a virtual image with an arrangement of the detected objects 32, 34, 36 in the area of the pedestrian crossing 18 can be generated, for example as a top view.
  • a virtual movement sequence can be generated by the detected objects 32, 34, 36 and used for traffic planning. In this case, depending on the virtual movements of the objects 32, 34, 36 driving and / or holding phases or release and / or holding phases can be defined.
  • accidents can also be detected and virtual motion sequences used for reconstruction. For this purpose, in particular a time-limited storage and evaluation of the image material by a processing unit of the camera system can take place.
  • the release of the pedestrian crossing can only take place when it is determined with the aid of the camera system, a vehicle stopped or stopped counter to the direction of travel in front of the pedestrian crossing is stopped or stopped.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern mindestens einer Lichtzeichenanlage. Es wird ein Freigabesignal zum Freigeben des Fahrbahnabschnitts des Fußgängerüberwegs für Fahrzeuge durch die Lichtzeichenanlage oder zum Deaktivieren eines durch die Lichtzeichenanlage erzeugten Warnsignals erzeugt.
  • Es sind Lichtzeichenanlagen als Warnleuchten, beispielsweise gelb blinkende Leuchten, sowie Wechsellichtzeichenanlagen bekannt, die auch als Ampel bezeichnet werden. Solche Lichtzeichenanlagen dienen zum Schutz der Fußgänger beim Überqueren der Straße über einen Fußgängerüberweg. Allgemein dienen Wechsellichtzeichenverkehrsanlagen zur Steuerung des Straßenverkehrs, wobei eine Lichtzeichenanlage für Verkehrsteilnehmer ein bestimmtes Verhalten anordnet, indem gesteuerte Lichtsignale durch Lichtsignalelemente der Wechsellichtzeichenanlage abgegeben werden. Diese nach Form und/oder Farbe verschiedenen Lichtsignale haben jeweils eine andere Bedeutung und werden durch die Lichtsignalelemente entgegen der Fahrtrichtung des zu steuernden Verkehrs abgestrahlt. Lichtsignalelemente zum Steuern des Fahrzeugverkehrs haben die Farben rot mit der Bedeutung "keine Fahrerlaubnis", grün mit der Bedeutung "der Verkehr ist freigegeben" und gelb mit der Bedeutung "auf nächstes Signal warten".
  • Zur Steuerung des Fußgängerverkehrs sind auch Wechsellichtzeichenanlagen mit Lichtsignalelementen bekannt, die nur Lichtsignale in den Farben rot und grün abstrahlen. Die Wechsellichtzeichenanlagen an Fußgängerüberwegen dienen dazu, den Fußgängern das Queren von Fahrbahnen zu ermöglichen. Solche Wechsellichtzeichenanlagen werden auch als Fußgängerschutzanlagen bezeichnet.
  • Wechsellichtzeichenverkehrsanlagen werden mit festen Schaltsignalfolgen oder abhängig von Anforderungssignalen geschaltet. Beispielsweise sind Wechsellichtzeichenverkehrsanlagen bekannt, bei denen Fußgänger mit Hilfe eines Anforderungstasters eine Freigabe eines Fußgängerüberwegs für Fußgängerdurch die Wechsellichtzeichenanlage anfordern können. Ferner sind Induktionsschleifen und Infrarotsensoren bekannt, die Fahrzeuge in einem Bereich vor einer Wechsellichtzeichenverkehrsanlage erfassen und ein Anforderungssignal zur Freigabe des Fahrzeugverkehrs in Fahrtrichtung des detektierten Fahrzeuges erzeugen. Eine anforderungssignalabhängige Steuerung der Wechsellichtzeichenanlagen wird auch als verkehrsabhängige Steuerung der Wechsellichtsignalanlage bezeichnet. Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Steuerung der Lichtsignale der Wechsellichtsignalanlage mit Hilfe eines Signalzeitplans. In diesem sind die Längen der einzelnen Schaltphasen der Lichtsignale einer Wechsellichtzeichenanlage vorgegeben. Die in dem Signalzeitplan festgelegten Schaltzeiten können durch Anforderungssignale geändert oder aufgehoben werden.
  • Aus dem Dokument EP 0 974 947 B1 ist eine Lichtsignalanlage mit einer Überwachungseinrichtung zum Überprüfen der Lichtquelle auf einen fehlerfreien Betriebszustand bekannt.
  • Aus dem Dokument EP 1 671 298 B1 und aus dem Dokument DE 103 41 753 A1 ist eine in einem Fahrzeug angeordnete Vorrichtung zur Detektion einer Annäherung an einen Fußgängerüberweg bekannt. Diese Vorrichtung erzeugt ein die Annäherung kennzeichnendes Signal.
  • Aus dem Dokument DE 10 2007 023 888 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Fußgängererkennung bekannt, bei der ein Laserradar dazu verwendet wird, einen Fußgänger zu erkennen, indem die Position eines Reflektionsobjekts erfasst und in einem zweidimensionalen Koordinatensystem abgebildet werden. Die Vorrichtung ist in einem Fahrzeug angeordnet.
  • Aus dem Dokument EP 1 095 832 B1 ist ein System zum Verhindern von Zusammenstößen zwischen Fahrzeugen und Fußgängern bekannt, bei dem ein auf einem Fußgängerüberweg gehender Fußgänger erfasst wird. Das System gibt dem Fahrer einen Alarm bei einer Kollisionsmöglichkeit mit einem Fußgänger aus oder das Fahrzeug wird automatisch gestoppt.
  • Aus dem Dokument JP 11-275562 A ist eine Fußgängerüberwachungseinrichtung für einen Fußgängerüberweg bekannt, bei der mit Hilfe einer Kamera das die am Fußgängerüberweg wartenden und über die Anforderungsschalter eine Freigabe des Fußgängerüberwegs anfordernden Personen extrahiert und die Fußgänger- und Fahrzeugampel auf der Grundlage von verschiedenen Informationen, wie der Anzahl der wartenden Fußgänger, der Wartezeit und ähnliches, steuert.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, durch das bzw. durch die eine Steuerung mindestens einer Lichtzeichenanlage an einem Fußgängerüberweg abhängig von mindestens einem in einem Bereich eines als Fußgängerüberweg gekennzeichneten Fahrbahnabschnitts detektierten Objekts einfach möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Steuern mindestens einer Lichtzeichenanlage an einem Fußgängerüberweg mit Hilfe einer kamerabasierten Objekterfassung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Durch ein erfindungsgemäßes Verfahren und eine erfindungsgemäße Vorrichtung wird erreicht, dass ausgehend von den mit Hilfe des Kamerasystems im Bereich des Fußgängerüberwegs detektierten Fußgängern eine Freigabe zum Freigeben des Fahrbahnabschnitts des Fußgängerüberwegs erfolgt. Dadurch kann eine Freigabe des Fahrbahnabschnitts des Fußgängerüberwegs für Fahrzeuge erst dann erfolgen, wenn kein Fußgänger mehr im Fahrbahnabschnitt des Fußgängerüberwegs detektiert wird. Dadurch ist es insbesondere möglich, den Schutz auch für Fußgänger zu gewährleisten, die die Straße relativ langsam überqueren, wie beispielsweise ältere Fußgänger und /oder gehbehinderte Fußgänger. Mit Hilfe mindestens einer Stereokamera des Kamerasystems wird die Position zumindest des als Fußgänger detektierten Objekts bestimmt. Dadurch kann ausgehend von der ermittelten Position, insbesondere ausgehend von der Position des Fußgängers in einem Weltkoordinatensystem, ermittelt werden, ob sich der Fußgänger im Bereich des Fußgängerüberwegs befindet oder nicht.
  • Mit Hilfe des Freigabesignals kann die Fahrbahn im Bereich des Fußgängerüberwegs wieder für den Fahrzeugverkehr freigegeben oder alternativ ein Warnsignal abgeschaltet werden, mit dessen Hilfe auf mögliche Fußgänger auf dem Fußgängerüberweg hingewiesen wird.
  • Besonders vorteilhaft ist es, mit Hilfe des Kamerasystems zumindest ein Objekt in einem an den Fußgängerüberweg angrenzenden Bereich eines Fußwegs zu detektieren und zu klassifizieren. Der als Fußgängerüberweg gekennzeichnete Fahrbahnabschnitt wird zumindest dann durch die Lichtzeichenanlage für Fahrzeuge gesperrt, wenn ein als Fußgänger klassifiziertes Objekt in einem an den Fußgängerüberweg angrenzenden Bereich des Fußwegs detektiert wird.
  • Dadurch kann auch eine Sperrung der Fahrbahn für Fahrzeuge im Bereich des Fußgängerüberwegs abhängig von detektierten Fußgängern erfolgen, die die Fahrbahn am Fußgängerüberweg mit hoher Wahrscheinlichkeit überqueren wollen.
  • Besonders vorteilhaft ist es dabei, ausgehend von einer mit Hilfe des Kamerasystems aufgenommenen Bildfolge einen Bewegungsablauf zumindest des als Fußgänger klassifizierten Objekts zu ermitteln. Abhängig vom ermittelten Bewegungsablauf kann dann ein Anforderungssignal zur Sperrung des Fahrbahnabschnitts des Fußgängerüberwegs für Fahrzeuge durch die Lichtzeichenanlage erzeugt werden. Dadurch kann insbesondere ermittelt werden, ob sich ein Fußgänger dem Fußgängerüberweg nähert oder auf dem Fußweg am Fußgängerüberweg vorbeigehen wird. Dadurch kann der Bereich des Fußgängerüberwegs für Fahrzeuge nur dann gesperrt werden, wenn vom Bewegungsablauf des detektierten Fußgängers davon auszugehen ist, dass dieser die Fahrbahn auch tatsächlich überqueren will. Dadurch kann eine unnötige Einschränkung des Fahrzeugverkehrs auf Grund einer vorsorglichen Sperrung durch die bloße Detektion eines Fußgängers auf dem Fußweg in einem an den Fußgängerüberweg angrenzenden Bereich vermieden werden.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, mit Hilfe einer Kamera des Kamerasystems eine Abbildung des Objekts im Bereich des als Fußgängerüberweg gekennzeichneten Fahrbahnabschnitts zu erfassen und das Objekt durch das Kamerasystem ausgehend von der erfassten Abbildung des Objekts zu klassifizieren. Dadurch ist eine einfache Detektion eines Fußgängers im Bereich des als Fußgängerüberweg gekennzeichneten Fahrbahnabschnitts möglich.
  • Dabei ist es vorteilhaft, mit Hilfe mindestens einer Kamera des Kamerasystems eine Bildfolge mit mehreren nacheinander aufgenommenen Bildern eines Erfassungsbereichs der Kamera zu erfassen und den Bildern entsprechende Bilddaten zu erzeugen, die durch eine Verarbeitungseinheit des Kamerasystems weiterverarbeitet werden, indem zumindest die Abbildung eines Objekts im Bild detektiert und das Objekt klassifiziert wird und indem eine Nachverfolgung (sogenanntes Tracking) des Objekts in den nacheinander aufgenommenen Bildern erfolgt, wobei vorzugsweise die Position des Objekts in einem Weltkoordinatensystem zu den Aufnahmezeitpunkten von mindestens zwei nacheinander aufgenommenen Bildern ermittelt wird. Dadurch kann ein Objekt sicher detektiert und die Bewegung des Objekts über mehrere Bilder nachverfolgt werden.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung wird mit Hilfe mindestens einer ersten Kamera des Kamerasystems mindestens eine Abbildung mindestens eines ersten Objekts erfasst, das sich im Bereich des als Fußgängerüberweg gekennzeichneten Fahrbahnabschnitts befindet. Mit Hilfe mindestens einer zweiten Kamera des Kamerasystems wird mindestens eine Abbildung mindestens eines zweiten Objekts erfasst, das sich im Bereich eines weiteren vom Fußgängerüberweg verschiedenen Fahrbahnabschnitts befindet. Die detektierten Objekte werden jeweils klassifiziert. Ein Anforderungssignal zur Freigabe des Fahrbahnabschnitts des Fußgängerüberwegs für Fahrzeuge wird dann erzeugt, wenn das mindestens eine zweite Objekt als ein sich dem Fußweg näherndes Fahrzeug klassifiziert wird. Mit Hilfe des Anforderungssignals an die Lichtsignalanlage kann abhängig vom Freigabesignal zur Freigabe des Fahrbahnabschnitts des Fußgängerüberwegs für Fahrzeuge diese Freigabe initiiert werden.
  • Das Kamerasystem kann mindestens zwei Kameras, vorzugsweise mindestens zwei Stereokameras, umfassen, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind und deren Erfassungsbereich jeweils zumindest einen Bereich des Fußgängerüberwegs umfasst. Diese Kameras sind vorzugsweise auf gegenüberliegenden Straßenseiten angeordnet. Die Erfassungsbereiche dieser Kameras überlappen sich im Bereich des als Fußgängerüberweg gekennzeichneten Fahrbahnabschnitts zumindest teilweise, so dass eine Abbildung eines sich in den überlappenden Bereich befindlichen Objekts von jeder der Kameras erfasst wird. Jede Kamera nimmt ein Bild mit einer Abbildung des Objekts auf. Dabei ist es vorteilhaft, die Position des Objekts ausgehend von den durch jede der beiden Kameras erfassten Bilder zu ermitteln, wobei eine mit Hilfe durch die eine Kamera erfassten Abbildung des Objekts ermittelten Position mit Hilfe der durch die andere Kamera erfassten Abbildung des Objekts ermittelten Position verifiziert und/oder korrigiert wird. Dadurch kann eine sichere Positionsbestimmung der Position eines Objekts durchgeführt werden. Die Lichtzeichenanlage kann insbesondere eine Wechsellichtzeichenanlage, d.h. eine Ampelanlage, oder ein Warnlicht, vorzugsweise ein blinkendes Warnlicht, umfassen. Dadurch wird ein Schutz der die Fahrbahn überquerenden Fußgänger erreicht, indem Fahrzeuge durch die Lichtzeichen der Lichtzeichenanlage daran gehindert werden, den Bereich des Fußgängerüberwegs zu befahren, oder indem die Fahrzeugführer dieser Fahrzeuge durch das Warnlicht einen Warnhinweis vor der Straßenüberquerung der Fußgänger erhalten.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs. Diese Vorrichtung kann auf die gleiche Weise weitergebildet werden, wie dies für das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere durch die in den abhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmale bzw. durch entsprechende Vorrichtungsmerkmale, offenbart ist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Figuren die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    die schematische Darstellung einer Verkehrssituation an einem Fußgängerüberweg mit zwei Stereokameras zum Überwachen des als Fußgängerüberweg gekennzeichneten Fahrbahnab- schnitts;
    Figur 2
    eine Schaltfolge zur Steuerung einer Wechsellichtzeichenanlage am Fußgängerüberweg nach Figur 1; und
    Figur 3
    einen Ablaufplan zur Steuerung der Wechsellichtzeichenanlage nach Figur 1 in Abhängigkeit von im Bereich des Fußgänger- überwegs detektierten Fußgängern.
  • In Figur 1 ist eine Verkehrssituation 10 auf einer Fahrbahn 12 und auf an die Fahrbahn 12 angrenzenden Fußwegen 14, 16 gezeigt. Ein Bereich 18 der Fahrbahn 12 ist als Fußgängerüberweg gekennzeichnet. Am Fußgängerüberweg 18 ist eine Lichtzeichenwechselanlage, d.h. eine Ampelanlage, zum Schutz von Fußgängern beim Überqueren der Fahrbahn 12 am Fußgängerüberweg 18 vorgesehen. Beispielhaft ist jeweils ein Fußgänger auf den Fußwegen 14, 16 mit den Bezugszeichen 32, 34 bezeichnet. Die Ampelanlage umfasst zwei Ampelmaste 20, 22, die auf gegenüberliegenden Seiten des Fußgängerüberwegs 18 in Fahrtrichtung der Fahrspuren jeweils vor dem Fußgängerüberweg 18 auf den Fußwegen 14, 16 angeordnet sind. An den Masten 20, 22 sind jeweils eine Lichtsignaleinheit 24, 26 für die die Fahrbahn 12 befahrenen Fahrzeuge 36 und jeweils eine Lichtsignaleinheit 28, 30 für die Überquerung des Fußgängerüberwegs 18 durch Fußgänger 32, 34 vorgesehen. Jede Lichtsignaleinheit 24 bis 30 hat mindestens zwei Lichtabstrahlbereiche, deren Lichtabstrahlung durch ein Ansteuersignal aktiviert oder deaktiviert werden kann. Lichtelemente mit zwei Lichtabstrahlbereichen haben einen Lichtabstrahlbereich der Farbe Rot und einen Lichtabstrahlbereich der Farbe Grün.
  • Der Fußgängerüberweg 18 ist durch Markierungen in Form eines Zebrastreifens auf der Fahrbahn 12 gekennzeichnet. Die Markierungen sind in Figur 1 durch die Strichlinien 38, 40 angedeutet. Ferner sind Haltelinien 42, 44 als Fahrbahnmarkierung auf der Fahrbahn 12 aufgebracht, an denen bei einem roten Lichtsignal der Lichtsignaleinheiten 24, 26 Fahrzeug 36 zu halten haben, bis eine Freigabe der Fahrbahn 12 im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 durch ein grünes Lichtsignal der Lichtsignaleinheiten 24, 26 erzeugt wird.
  • An den Masten 20, 22 ist oberhalb der Lichtsignaleinheiten 24, 26 jeweils eine Stereokamera 46, 48 angeordnet, deren Erfassungsbereich jeweils einen Bereich des Fußgängerüberwegs 18 umfasst. Die Sichtlinien der Stereokameras 46, 48 sind in Figur 1 schematisch durch die Volllinien 46a, 46b, bzw. 48a, 48b gezeigt. Die Erfassungsbereiche der Stereokamera 46, 48 überlappen sich im Bereich des Fußgängerüberwegs 18, so dass die sich in diesem Überlappungsbereich befindlichen Objekte mit Hilfe sowohl der ersten Stereokamera 46, als auch der zweiten Stereokamera 48 erfasst werden.
  • Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel können sich die Erfassungsbereiche der Stereokameras 46, 48 nicht überlappen. Ferner ist es alternativ oder zusätzlich möglich, mit Hilfe der Stereokamera 46, 48 oder mit Hilfe weiterer Kameras die an den Fußgängerüberweg 18 angrenzenden Bereiche der Fußwege 14, 16 zu überwachen, indem mit Hilfe der durch diese Kameras aufgenommenen Bilder mit Abbildungen der an den Fußgängerüberweg 18 angrenzenden Bereiche der Fußwege 14, 18 erfasst und die Abbildungen relevanter Objekte in diesen Bildern detektiert und klassifiziert werden. Wird mindestens eines dieser Objekte als Fußgänger klassifiziert, kann ein Anforderungssignal zur Freigabe des Fußgängerüberwegs für Fußgänger 32, 34 durch die Wechsellichtzeichenverkehrsanlage 24 bis 30 erfolgen. Die Kameras 46, 48 nehmen fortlaufend nacheinander Bilder bzw. Bildpaare auf. Vorzugsweise nimmt jede der Kameras 46, 48 Bilder mit einer Frequenz im Bereich von 3 bis 30 Bildern pro Sekunde, vorzugsweise im Bereich von 15 bis 30 Bilder pro Sekunde, auf und verarbeitet diese zur Detektion von Abbildungen von Objekten in diesen Bildern sowie zur Klassifizierung der Objekte. Werden bei einem alternativen Ausführungsbeispiel Fußgänger 32, 34 auf den an den Fußgängerüberweg 18 angrenzenden Bereichen der Fußwege 14, 16 detektiert, so wird ein Anforderungssignal an eine Steuereinheit 50 der Wechsellichtzeichenverkehrsanlage übertragen, die dann die Lichtzeichenelemente 24, 26 auf rot schaltet, so dass ein rotes Lichtsignal ausgegeben wird, und somit Fahrzeuge 36 an den Haltelinien 42, 44 stoppen müssen und den Fußgängerüberweg 18 nicht mehr befahren dürfen. Weiterhin werden die Lichtzeichenelemente 28, 30 auf grün geschaltet, so dass ein grünes Lichtsignal ausgegeben und somit der Fußgängerüberweg 18 für die Fußgänger 32, 34 freigegeben ist.
  • Weiterhin können die Kameras 46, 48 oder weitere Kameras zumindest einen Bereich der Fahrbahn 12 entgegen der Fahrtrichtung der jeweiligen Fahrspur zumindest ab der jeweiligen Haltelinie 42, 44 erfassen, um wartende oder sich dem Fußgängerüberweg 18 nähernde Fahrzeuge 36 zu detektieren und bei einer Detektion solcher Fahrzeuge 36 ein Anforderungssignal an die Steuereinheit 50 der Wechsellichtzeichenanlage zu erzeugen, die dann den Fußgängerüberweg 18 für die Fußgänger 32, 34 sperrt, indem die Lichtzeichenelemente 28, 30 auf rot geschaltet werden.
  • Unabhängig davon, ob die Wechsellichtzeichenanlage nach einem festen Schaltprotokoll mit festen Schaltintervallen oder zusätzlich oder alternativ auf Anforderung automatisch, beispielsweise durch Infrarot- oder Induktionsschleifen in der Fahrbahn oder Anforderungstaster für Fußgänger gesteuert wird, oder ob die Anforderung mit Hilfe der Kamera 46, 48 erfolgt, wird mit Hilfe der Kameras 46, 48 nach einer Sperrung des Fußgängerüberwegs 18 für Fußgänger 32, 34 durch ein rotes Lichtsignal der Lichtzeichenelemente 28, 30 überwacht, ob der Bereich des Fußgängerüberwegs 18 geräumt ist oder ob sich im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 auf der Fahrbahn 12 noch Fußgänger befinden. Dabei wird die Lichtzeichenanlage so gesteuert, dass ein Freigabesignal zur Freigabe der Fahrbahn im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 für Fahrzeuge 36 erst dann erfolgt, wenn sich kein Fußgänger mehr im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 befindet, d.h. erst dann, wenn der Fußgängerüberweg 18 geräumt ist. Dadurch kann die Verkehrssicherheit, insbesondere dann, wenn gehbehinderte Personen den Fußgängerüberweg 18 überqueren, erhöht werden, da eine Freigabe der Fahrbahn 12 im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 für die Fahrzeuge 36 erst erfolgt, wenn auch diese Personen den Bereich des Fußgängerüberwegs 18 verlassen und den Fußgängerüberweg 18 geräumt haben.
  • Die Stereokameras 46, 48 können als Farbstereokamera oder als Schwarz-Weiß-Stereokamera ausgeführt sein. Bei der Ausbildung als Schwarz-Weiß-Kamera werden Graustufenbilder erzeugt, deren Verarbeitung mit geringerem Aufwand als die Verarbeitung von Farbbildern möglich ist. Ferner sind derzeit Bilderfassungssensoren für Schwarz-Weiß-Kameras bekannt, die eine Helligkeitsauflösung von bis zu 4096 Graustufen pro Bildpunkt haben, so dass dadurch eine gute Unterscheidbarkeit von Objekten und Hintergrund möglich ist. Im Allgemeinen können mit Schwarz-Weiß-Kameras eine höhere Helligkeitsauflösung und eine höhere Bildauflösung erreicht werden als bei vergleichbaren Farbkameras. In der Steuereinheit 50 der Wechsellichtzeichenanlage ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Verarbeitungseinheit zum Verarbeiten der Bilddaten der mit Hilfe der Kameras 46, 48 erfassten Bilder vorgesehen. Bei einer Anforderung der Freigabe der Fahrbahn 12 des Fußgängerüberwegs 18 für Fahrzeuge 36 kann der Schadstoffausstoß der Fahrzeuge 36 durch eine zügige Freischaltung reduziert und Wartezeiten vermieden bzw. reduziert werden.
  • Neben der Straßenbeleuchtung im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 können insbesondere zur besseren Bilderfassung bei Dunkelheit zusätzlich Infrarotbeleuchtungsvorrichtungen vorgesehen sein, wobei die Stereokameras 46, 48 zur Aufnahmebildung des mit Infrarotlicht beleuchteten Fußgängerüberwegs 18 ausgebildet sind.
  • In Figur 2 sind der Signalverlauf 100 der Lichtzeichenelemente 24, 26, der Signalverlauf 101 der Lichtzeichenelemente 28, 30 und der Signalverlauf 102 des Detektionsergebnisses der Kameras 46, 48 jeweils als zeitlicher Verlauf dargestellt. Der Signalverlauf 100 wird auch als Fahrspursignal, der Signalverlauf 101 als Fußgängersignal und der Signalverlauf 102 auch Sichtintervallverlauf der Kameras46, 48 bezeichnet. Die Zeitabschnitte der Signalverläufe 100, 101 sind in mehrere mit den Ziffern 15, 16, 17 und 18 gekennzeichneten Zeitintervalle unterteilt, wobei in jedem der Zeitintervalle 15 das Lichtzeichenelement 24, 26 das gelbe Licht aktiviert, im Zeitintervall 16 das rote Licht aktiviert, im Zeitintervall 17 das rote und gelbe Licht gleichzeitig aktiviert und im Zeitintervall 18 das grüne Licht aktiviert.
  • Die Zeitintervalle des Signalverlaufs 102 sind mit den Ziffern 20, 21 und 22 bezeichnet, wobei im Zeitintervall 20 die Kameras 46, 48 ausgeschaltet bzw. die Berücksichtung der Kamerasignale deaktiviert ist, die Kameras 46,48 im Zeitintervall 21 keine Fußgänger detektieren und im Zeitintervall 22 mindestens eine Kamera 46, 48 mindestens einen Fußgänger detektiert. Daraus ergeben sich Betriebsphasen 200, 201 der Wechsellichtzeichenanlage, wobei in der Betriebsphase 200 jeweils ein festes Schaltintervall zum Steuern der Wechsellichtzeichenverkehrsanlage ohne Berücksichtigung von Freigabe- und/oder Anforderungssignalen der Kamera 46, 48 genutzt wird, und im Zeitintervall 201 die Steuerung der Wechsellichtanlage ausgehend von den durch die Kamera 46, 48 detektierten Objekte erfolgt. Nachdem eine Kamera 46, 48 einen Fußgänger 32, 34 detektiert hat, wird das Fahrspursignal 100 von grün auf gelb und dann auf rot geschaltet. Nachdem das Fahrspursignal 100 auf rot geschaltet worden ist, wird das Fußgängersignal von rot auf grün geschaltet. Erst wenn die Kameras 46, 48 keine Fußgänger 32, 34 mehr im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 detektieren, wird das Fußgängersignal zurück auf rot geschaltet und anschließend die Fahrspursignale auf rot-gelb und nachfolgend auf grün geschaltet. Erst nachdem die Kameras 46, 48 einen weiteren Fußgänger 32, 34 detektieren, der vermutlich beabsichtigt, die Fahrbahn im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 zu überqueren, wird das Fahrspursignal 100 auf gelb geschaltet und nachfolgend auf rot. Nachdem das Fahrspursignal auf rot geschaltet ist, wird das Fußgängersignal 101 wieder auf grün geschaltet. Das Fahrspursignal 100 bleibt solange auf rot geschaltet, bis die Kameras 46, 48 detektieren, dass sich kein Fußgänger 32, 34 mehr im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 auf der Fahrbahn 12 befindet. Erst dann wird das Fahrspursignal 100 wieder auf rot-gelb und anschließend auf grün geschaltet. Anstatt des rotgelben Signals kann auch nur ein gelbes Signal ausgegeben werden.
  • In Figur 3 ist ein Ablaufplan zur Steuerung der Wechsellichtzeichenanlage und des Kamerasystems mit den Kameras 46, 48 gezeigt. In Schritt S10 wird der Ablauf gestartet. In Schritt S 12 wird überprüft, ob das Kamerasystem mit den Kameras 46, 48 aktiviert und einsatzbereit ist. Ist das nicht der Fall, so wird anschließend in Schritt S 14 ein Lichtsignalprotokoll mit festen Schaltzeiten der Wechsellichtzeichenanlage aktiviert und nachfolgende der Ablauf im Schritt S 16 beendet. Wird in Schritt S 12 festgestellt, dass das Kamerasystem mit den Kameras 46, 48 zur Steuerung der Wechsellichtzeichenanlage genutzt werden kann, so wird anschließend in Schritt S 18 überprüft, ob ein Fußgänger 34, 36 im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 oder auf den an den Fußgängerüberweg 18 angrenzenden Bereichen der Fußwege 14, 16 detektiert worden ist. Ist das der Fall, so wird anschließend in Schritt S20 der Bereich der Fahrbahn 12 des Fußgängerüberwegs 18 für Fahrzeuge 36 gesperrt, indem die Lichtsignaleinheiten 24, 26 zuerst ein gelbes Licht und nachfolgend ein rotes Licht aktivieren. Das Kamerasystem gibt dazu an die Steuereinheit 50 der Wechsellichtzeichenanlage das Signal "Fahrzeuge halt" aus. Ferner wird nachfolgend im Schritt S22 der Fußgängerüberweg 18 mit Hilfe der Wechsellichtzeichenanlage für Fußgänger 32, 34 freigegeben, indem das grüne Licht des Lichtzeichenelements 28, 30 aktiviert wird. Anschließend ist der Ablauf in Schritt S 16 beendet. Wird in Schritt S 18 jedoch festgestellt, dass kein Fußgänger 32, 34 im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 und den angrenzenden Bereichen der Fußwege 14, 16 detektiert worden ist, so wird in Schritt S24 durch die Wechsellichtzeichenanlage der Fußgängerüberweg 18 für Fußgänger 32, 34 gesperrt, indem die Lichtzeichenelemente 28, 30 auf rot geschaltet werden, bzw. auf rot geschaltet bleiben und die Lichtzeichenelemente 24, 26 von rot auf gelb und anschließend auf Grün geschaltet werden bzw. auf Grün geschaltet bleiben. Dadurch wird der Fußgängerüberweg 18 zum Überfahren der Fahrzeuge 36 freigegeben und Fahrzeuge 36 müssen nicht mehr an den Haltelinien 42, 44 anhalten. Anschließend ist der Ablauf in Schritt S 16 beendet.
  • Der in Figur 3 gezeigte Ablauf wird beim Betrieb der Lichtzeichenanlage fortlaufend oder zu festgelegten Zeitpunkten regelmäßig wiederholt. Insbesondere wird der Ablauf für jedes aufgenommene und ausgewertete Bild der Kameras 46, 48 wiederholt oder unmittelbar nach Beenden des Ablaufs in Schritt S 16 wieder Schritt S 10 gestartet. Alternativ kann im Ablauf eine Schleife vorgesehen werden, die den Signalzustand der Lichtzeichenelemente 24 bis 30 beibehält, solange Fußgänger im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 und/oder im Bereich der angrenzenden Bereiche der Fußwege 14, 16 detektiert werden.
  • Der Fußgängerüberweg 18 kann als Übergangsbereich einer Fahrbahn 12 an einer Stelle ohne Kreuzung der Fahrbahn 12 mit einer weiteren Fahrbahn in der Nähe des Fußgängerüberwegs 18 oder an einer Straßenkreuzung von mindestens zwei sich kreuzenden Fahrbahnen 12 vorgesehen sein. Vorzugsweise wird mit Hilfe der Kameras 46, 48 eine Bildfolge mit mehreren nacheinander aufgenommenen Bildern, bzw. mehreren nacheinander aufgenommenen Bildpaaren erzeugt. Eine solche Bildfolge wird auch als Videosequenz bezeichnet. Ein detektiertes Objekt 32, 34, 36 kann dann über mehrere nacheinander aufgenommene Bilder bzw. über mehrere nacheinander aufgenommene Bildpaare verfolgt werden. Zum Verfolgen des Objekts 32, 34, 36 werden sogenannte Trackingverfahren genutzt. Durch das erfindungsgemäße Überwachen des Fußgängerüberwegs 18 kann eine Lichtsignalanlage, vorzugsweise eine Wechsellichtsignalanlage, einfach entsprechend dem Aufkommen an Verkehrsteilnehmern gesteuert werden. Alternativ kann anstatt einer Wechsellichtsignalanlage auch eine Warnlichtsignalanlage, beispielsweise mit blinkenden Lichtsignalen, vorgesehen werden, die jeweils entgegen der Fahrtrichtung auf sich dem Fußgängerüberweg 18 nähernde Fahrzeuge 36 gerichtet ist. Diese werden dann nur aktiviert, wenn sich Fußgänger 32, 34 im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 befinden bzw. diese Fußgänger 32, 34 mit Hilfe der Kameras 46, 48 detektiert werden.
  • Vorzugsweise wird der Bereich der Fahrbahn 12 des Fußgängerüberwegs 18 für Fahrzeuge 36 erst dann freigegeben, wenn sich kein Fußgänger 32, 34 auf der Fahrbahn 12 im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 befindet, d.h. erst dann, wenn der Fußgängerüberweg 18 geräumt ist. Zusätzlich kann der Fußgängerüberweg 18 durch die Lichtzeichenelemente 28, 30 der Fußgängerampel nur dann freigegeben werden, wenn Fußgänger 32, 34 den Fußgängerüberweg 18 tatsächlich überqueren wollen und nicht nach einer festen vorgegebenen Signalfolge.
  • Anhand ihres Bewegungsablaufs können Fußgänger 32, 34, die die Fahrbahn 12 am Fußgängerüberweg 18 überqueren wollen, sicher von den Fußgängern 32, 34 unterschieden werden, die sich am Straßenrand bzw. auf den Fußwegen 14, 16 entlang der Fahrbahn 12 bewegen. Durch das Vorsehen mehrerer Kameras 46, 48, deren Erfassungsbereiche sich überlappen, kann ferner eine Redundanz in der Objektdetektion erzielt werden. Insbesondere dann, wenn die Position eines Objekts 32, 34 ermittelt wird, kann diese Position mit Hilfe beider Kameras 46, 48 ermittelt werden und die ermittelten Positionen miteinander verglichen werden. Dadurch kann entweder eine korrigierte Position ermittelt oder eine ermittelte Position des Objekts 32, 34 von den erfassten Abbildungen des Erfassungsbereichs der jeweils anderen Kamera 46, 48 verifiziert werden.
  • Die Steuerung der Wechsellichtzeichenanlage nach dem Erzeugen eines Freigabesignals zur Freigabe des Fußgängerüberwegs 18 für die Fahrzeuge 32 und zur Freigabe des Fußgängerüberwegs 18 für Fußgänger 32, 34 erfolgt wie bei bekannten Anforderungen und Umschaltungen von Lichtzeichenanlagen, beispielsweise bei Anforderungen durch Fußgänger mit Hilfe bekannter Taster oder Infrarotsensoren. Im Unterschied zu bekannten Systemen erfolgt jedoch die Freigabe der Fahrbahn 12 im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 für Fahrzeuge 36 erst dann, wenn mit Hilfe des Kamerasystems keine Fußgänger 32, 34 mehr im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 detektiert werden. Die Umschaltung der Lichtzeichenelemente 28, 30 der Fußgängerampel zur Freigabe bzw. Sperrung des Fußgängerüberwegs 18 für Fußgänger 32, 34 kann jedoch nach einer vorgegebenen Zeitdauer oder in Abhängigkeit von der ermittelten Anzahl von auf den an den Fußgängerüberweg 18 angrenzenden Bereichen der Fußwege 14, 16 detektierten Fußgängern 32, 34 erfolgen. Die nachfolgende Freigabe des Bereichs der Fahrbahn 12 im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 für Fahrzeuge 36 erfolgt jedoch erst dann, wenn kein Fußgänger 32, 34 mehr im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 auf der Fahrbahn 12 detektiert worden ist. Ferner können mit Hilfe der Kameras 46, 48 abnormale Verkehrssituationen, wie das gleichzeitige Vorhandensein von Fußgängern 32, 34 und Fahrzeugen 36 im Bereich des Fußgängerüberwegs 18, oder gar Kollisionen zwischen Fußgängern 32, 34 und Fahrzeugen 36 detektiert werden. Vorzugsweise werden Videosequenzen gespeichert, die zumindest das Zustandekommen und den abnormalen Zustand selbst zeigen.
  • Ferner kann mit Hilfe der detektierten Objekte 32, 34, 36 und deren Position ein virtuelles Bild mit einer Anordnung der detektierten Objekte 32, 34, 36 im Bereich des Fußgängerüberwegs 18 beispielsweise als Draufsicht erzeugt werden. Ferner kann ein virtueller Bewegungsablauf von den detektierten Objekten 32, 34, 36 erzeugt und zur Verkehrsplanung genutzt werden. Dabei können abhängig von den virtuellen Bewegungen der Objekte 32, 34, 36 Fahr- und/oder Haltephasen bzw. Freigabe- und/oder Haltephasen festgelegt werden. Bei der Analyse der Bewegungsabläufen und der Detektion ungewöhnlicher Zustände können auch Unfälle detektiert und virtuelle Bewegungsabläufe zur Rekonstruktion genutzt werden. Dazu kann insbesondere eine zeitlich begrenzte Speicherung und Auswertung des Bildmaterials durch eine Verarbeitungseinheit des Kamerasystems erfolgen.
  • Bei anderen Ausführungsbeispielen kann die Freigabe des Fußgängerüberwegs erst dann erfolgen, wenn mit Hilfe des Kamerasystems ermittelt wird, dass ein entgegen der Fahrtrichtung vor dem Fußgängerüberweg detektiertes Fahrzeug anhält oder steht.

Claims (11)

  1. Verfahren zur Steuerung mindestens einer Lichtzeichenanlage an einem Fußgängerüberweg
    bei dem mit Hilfe eines Kamerasystems (46, 48) zumindest ein Objekt (32, 34, 36) im Bereich eines als Fußgängerüberweg (18) gekennzeichneten Fahrbahnabschnitts detektiert und klassifiziert wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe mindestens einer Stereokamera (46, 48) des Kamerasystems die Position zumindest des als Fußgänger (32, 34) detektierten Objekts bestimmt wird,
    und dass ein Freigabesignal zum Freigeben des Fahrbahnabschnitts des Fußgängerüberwegs (18) für Fahrzeuge (36) durch die Lichtzeichenanlage (24 bis 30) oder zum Deaktivieren eines durch die Lichtzeichenanlage erzeugten Warnsignals erst dann erzeugt wird, wenn kein als Fußgänger (32, 34) klassifiziertes Objekt mehr im Bereich des Fußgängerüberwegs (18) detektiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des Kamerasystems (46, 48) zumindest ein Objekt (32, 34) im Bereich eines an den Fußgängerüberweg (18) angrenzenden Bereichs eines Fußwegs (14, 16) detektiert und klassifiziert wird, und dass der als Fußgängerüberweg (18) gekennzeichnete Fahrbahnabschnitt durch die Lichtzeichenanlage (24 bis 30) für Fahrzeuge (36) gesperrt wird, wenn ein als Fußgänger (32, 34) klassifiziertes Objekt in einem an den Fußgängerüberweg (18) angrenzenden Bereich des Fußwegs (14, 16) detektiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von einer mit Hilfe des Kamerasystems (46, 48) aufgenommenen Bildfolge der Bewegungsverlauf zumindest des als Fußgänger (32, 34) klassifizierten Objekts ermittelt wird, und dass abhängig vom ermittelten Bewegungsverlauf ein Anfordersignal zur Sperrung des Fahrbahnabschnitts des Fußgängerüberwegs (18) für Fahrzeuge (26) durch die Lichtzeichenanlage erzeugt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer Kamera (46, 48) des Kamerasystems ein Bild mit einer Abbildung des Objekts (32, 34) im Bereich des als Fußgängerüberweg (18) gekennzeichneten Fahrbahnabschnitts erfasst und das Objekt (32, 34) durch eine Verarbeitungseinheit des Kamerasystems ausgehend von der Abbildung des Objekts (32, 34) klassifiziert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der Kamera (46, 48) eine Bildfolge mit mehreren nacheinander aufgenommenen Bildern eines Erfassungsbereichs der Kamera (46, 48) erfasst und den Bildern entsprechende Bilddaten erzeugt werden, die durch eine Verarbeitungseinheit des Kamerasystems weiterverarbeitet werden, indem zumindest die Abbildung eines Objekts (32, 34) in einem ersten Bild detektiert und das Objekt (32, 34) klassifiziert wird und indem das Objekt (32, 34) in den weiteren nacheinander aufgenommenen Bildern nachverfolgt wird, wobei vorzugsweise die Position des Objekts (32, 34) in einem Weltkoordinatensystem für mindestens zwei nacheinander aufgenommene Bilder ermittelt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe mindestens einer ersten Kamera (46, 48) des Kamerasystems mindestens ein Bild mit einer Abbildung mindestens eines ersten Objekts (32, 34), das sich im Bereich des als Fußgängerüberweg (18) gekennzeichneten Fahrbahnabschnitts befindet, erfasst wird, und
    dass mit Hilfe mindestens einer zweiten Kamera (46, 48) des Kamerasystems mindestens ein Bild mit einer Abbildung mindestens eines zweiten Objekts (36), das sich im Bereich eines weiteren vom Fußgängerüberweg (18) verschiedenen Fahrbahnabschnitts befindet, erfasst wird, und
    dass das jeweilige Objekt (32, 34, 36) klassifiziert wird, wobei ein Anforderungssignal zur Freigabe des Fahrbahnabschnitts des Fußgängerüberwegs (18) für Fahrzeuge (36) erzeugt wird, wenn das mindestens eine zweite Objekt (36) als ein sich dem Fußgängerüberweg (18) näherndes Fahrzeug (36) klassifiziert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem mindestens zwei erste Kameras (46, 48), vorzugsweise mindestens zwei Stereokameras, hat, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten der Fahrbahn (12) angeordnet sind, und deren Erfassungsbereiche sich im Bereich des als Fußgängerüberweg (18) gekennzeichneten Fahrbahnabschnitts zumindest teilweise überlappen, sodass eine Abbildung eines sich in dem überlappenden Bereich befindlichen Objekts (32, 34) von jeder der beiden Kameras (46, 48) erfasst wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Objekts (32, 34) ausgehend von den durch jede der Kameras (46, 48) erfassten Bilder ermittelt wird, wobei eine erste Position, die mit Hilfe des durch die erste Kamera (46) erfassten Bildes mit einer Abbildung des Objekts (32, 34) ermittelt worden ist, mit Hilfe einer zweiten Position, die mit Hilfe des durch die zweite Kamera (48) erfassten Bildes mit einer Abbildung des Objekts (32, 34) ermittelt worden ist, verifiziert und/oder korrigiert wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtzeichenanlage eine Ampelanlage und/oder ein Warnlicht, vorzugsweise ein blinkendes Warnlicht, umfasst.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bewegungsverlauf mindestens eines als Fußgänger (32, 34) klassifizierten Objekts ermittelt wird, das sich dem Fußgängerüberweg (18) auf einem an den Fußgängerüberweg (18) angrenzenden Bereich eines Fußwegs (14, 16) nähert, und dass der ermittelte Bewegungsablauf mit mindestens einem gespeicherten weiteren Bewegungsablauf und/oder mit mindestens diesem Bewegungsablaufmuster verglichen wird, und dass bei einer erfolgreichen, den voreingestellten Vergleichsanforderungen entsprechenden Übereinstimmung des ermittelten Bewegungsablaufs mit dem gespeicherten Bewegungsablauf bzw. mit dem gespeicherten Bewegungsablaufmuster ermittelt wird, ob bei diesem Bewegungsablauf bzw. Bewegungsablaufmuster eine gewünschte Überquerung der Fahrbahn (12) am Fußgängerüberweg (18) durch diesen Fußgänger (32, 34) zu erwarten ist, und dass dann, wenn eine Überquerung zu erwarten ist, ein Anforderungssignal zur Sperrung des Fahrbahnabschnitts des Fußgängerüberwegs (18) für Fahrzeuge (36) oder eine Anforderung für einen Warnhinweis durch die Lichtzeichenanlage für Fahrzeugführer, die sich dem Fußgängerüberweg (18) nähern, erzeugt wird.
  11. Vorrichtung zum Steuern mindestens einer Lichtzeichenanlage an einem Fußgängerüberweg
    mit einem Kamerasystem (46, 48) zum Detektieren mindestens eines Objekts (32, 34) im Bereich eines als Fußgängerüberweg (18) gekennzeichneten Fahrbahnabschnitts und zum Klassifizieren des Objekts (32, 34),
    dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem mindestens eine Stereokamera (46, 48) umfasst, die die Position zumindest des als Fußgänger detektierten Objekts bestimmt,
    und dass das Kamerasystem (46, 48) eine Verarbeitungseinheit hat, die ein Freigabesignal zur Freigabe des Fahrbahnabschnitts des Fußgängerüberwegs (18) für Fahrzeuge (36) durch die Lichtzeichenanlage oder zum Deaktivieren eines durch die Lichtzeichenanlage erzeugten Warnsignals erst dann erzeugt, wenn kein als Fußgänger (32, 34) klassifiziertes Objekt mehr im Bereich des Fußgängerüberwegs (18) detektiert worden ist.
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