Beschreibung
Titel
Kontrollvorrichtunq, Verfahren zur Kontrolle eines Objektes in einem Überwachunqsbereich und Computerproqramm
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Kontrollvorrichtung zur Kontrolle eines Objektes in einem Überwachungsbereich mit einer Identifikationseinrichtung, welche durch ein Identifikationsdatum identifizierbar ist und welche zur Mitnahme an dem
Objekt geeignet und/oder ausgebildet ist, mit einer Abfrageeinrichtung, welche zur Abfrage des Identifikationsdatums der Identifikationseinrichtung ausgebildet ist, mit mindestens einer Kamera zur Erzeugung von Bilddaten des Objektes, wobei die Kamera zur Überwachung des Überwachungsbereiches angeordnet und/oder anordbar ist, und mit einer Auswerteeinrichtung, welche zur Zuordnung eines abgefragten Identifikationsdatums und der erzeugten Bilddaten zu einem gemeinsamen Objekt ausgebildet ist, wobei die Zuordnung über eine Korrelation der räumlichen Position der Identifikationseinrichtung und der Anordnung der Kamera erfolgt. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Kontrolle eines Objektes in einem Überwachungsbereich und ein entsprechendes
Computerprogramm.
Zugangskontrollen zu Sicherheitszonen oder anderen abgetrennten Bereichen wurden zunächst durch Überwachungspersonal durchgeführt, welche als Pförtner eintretende Personen kontrolliert haben. Im Rahmen einer
Automatisierung wurden Identifikationskarten oder andere Identifikationsträger eingeführt, die automatisch abgefragt bzw. kontrolliert werden konnten und welche die eintretenden Personen eindeutig identifiziert haben. So ist es beispielsweise üblich, als Zugangskontrolle einen Kartenleser oder - berührungslos - eine Transponderabfrage zu verwenden.
Derartige Zugangskontrollen können jedoch einfach getäuscht werden, indem eine Fremdperson den Identifikationsträger, zum Beispiel widerrechtlich, in seinen Besitz bringt und bei der Zugangskontrolle verwendet.
Vor diesem Hintergrund ist die Entwicklung dazu übergegangen, neben der
Kontrolle des Identifikationsträgers weitere Kontrollverfahren zu betreiben. Beispielsweise ist es bei heutigen Geldautomaten üblich, eine Kamera zu integrieren, welche nach Eingabe der Geldkarte gestartet wird und die Bilddaten von dem Bediener des Geldautomaten aufnimmt und gemeinsam mit den Daten der Geldkarte für eine spätere Verwendung abspeichert. Bei derartigen
Geldautomaten wird ausgenutzt, dass das Geldkartenlesegerät und die Überwachungskamera so positioniert sind, dass der Bediener bei der Eingabe der Geldkarte oder Betätigung der Tasten von der Kamera erfasst wird. Durch die räumliche Korrelation von Geldkartenlesegerät und Überwachungskamera ist eine eindeutige Zuordnung der Bilddaten zu der Geldkarte möglich.
Aus dem druckschriftlichen Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift DE 10 146 821 A1 bekannt, die ein Zutrittskontrollsystem betrifft. Das Zutrittskontrollsystem weist einen Dokumentenleser, welcher eine Dokumenten- Identifikationserkennung ermöglicht, und eine Kontrolleinrichtung mit
Gesichtserkennungssoftware auf, wobei die Gesichtserkennungssoftware ausgebildet ist, von einer Kamera gelieferte Bilddaten mit gespeicherten Bilddaten zu vergleichen. Es ist vorgesehen, dass eine Verknüpfung zwischen Gesichtserkennung und Dokumenten-Identifikationserkennung durchgeführt wird.
Offenbarung der Erfindung
Im Rahmen der Erfindung wird eine Kontrollvorrichtung zur Kontrolle eines Objektes mit den Merkmalen des Anspruches 1 , ein Verfahren zur Kontrolle eines Objektes in einem Überwachungsbereich mit den Merkmalen des
Anspruchs 9 sowie ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 vorgeschlagen. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung geben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
Die Erfindung betrifft eine Kontrollvorrichtung zur Kontrolle eines Objektes in einem Überwachungsbereich. Beispielsweise ist die Kontrollvorrichtung als ein Zutrittskontrollsystem, insbesondere zur Gebäude- und/oder Geländezugangskontrolle ausgebildet. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Kontrollvorrichtung als eine Autorisierungsvorrichtung ausgebildet sein, welche andere Vorrichtung gemäß Autorisierungsregeln freigibt, aktiviert oder in anderer Weise steuert. Vorzugsweise setzt die Kontrolle eine Verifizierung der Identität des Objekts um.
Das Objekt kann prinzipiell beliebig, beispielsweise als ein bewegter und/oder oder bewegbarer Gegenstand, insbesondere als ein Fahrzeug oder allgemein als ein Mobil, ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Objekt als eine Person realisiert.
Das Objekt bzw. die Person kann sich an einer beliebigen und/oder frei wählbaren Position in dem Überwachungsbereich aufhalten, wobei der
Überwachungsbereich so ausgedehnt ist, dass das Objekt seine Position in dem Überwachungsbereich wechseln kann und mehrere, verschiedene, insbesondere voneinander beabstandete und/oder nicht-überlappende Positionen einnehmen kann.
Die Kontrollvorrichtung weist mindestens eine, insbesondere mobile, Identifikationseinrichtung auf, welche zur Mitnahme an dem Objekt geeignet und/oder ausgebildet ist. Beispielsweise ist die Identifikationseinrichtung als eine Karte, ein Transponder, ein RFI D-Chip, ein Sender und/oder ein Reflektor, welcher auf ein Abfragesignal mit einem Antwortsignal reagiert, ausgebildet. Die
Identifikationseinrichtung ist durch ein Identifikationsdatum identifizierbar, wobei vorzugsweise eine Mehrzahl derartiger Identifikationseinrichtungen vorgesehen sind, welche sich durch die zugeordneten Identifikationsdaten unterscheiden. Das Identifikationsdatum kann eine Mehrzahl von Daten enthalten.
Die Kontrollvorrichtung umfasst mindestens eine, insbesondere stationäre, Abfrageinrichtung, welche zur Abfrage des Identifikationsdatums der Identifikationseinrichtung ausgebildet ist. Durch die Abfrageeinrichtung ist somit das Identifikationsdatum der von dem Objekt mitgeführten Identifikationseinrichtung ermittelbar.
Ferner umfasst die Kontrollvorrichtung mindestens eine Kamera zur Erzeugung von Bilddaten des Objektes, wobei die Kamera zur Überwachung des Überwachungsbereiches angeordnet und/oder anordbar ist. Bei den erzeugten Bilddaten kann es sich um die Rohdaten oder auch um nachverarbeitete Daten, wie zum Beispiel eine Sammlung von Objektmerkmalen zur Beschreibung des
Objektes, handeln. Die Kamera ist vorzugsweise zur Aufnahme von Bilddaten im sichtbaren Längenwellenbereich ausgebildet, bei anderen Ausführungsformen kann es sich auch um eine UV-, NIR- oder FIR-Kamera handeln. Vorzugsweise sind eine Mehrzahl derartiger Kameras in dem Überwachungsbereich angeordnet und/oder anordbar, wobei die Mehrzahl der Kameras unterschiedliche Sichtfelder ausweisen, so dass das Objekt von mehreren Seiten erfasst wird.
Die Kontrollvorrichtung schließt ferner eine Auswerteeinrichtung ein, welche zur Zuordnung eines abgefragten Identifikationsdatums und der erzeugten Bilddaten zu einem gemeinsamen Objekt ausgebildet ist. Die Zuordnung erfolgt auf Basis einer Korrelation der räumliche Position der Identifikationseinrichtung und der Anordnung der Kamera bzw. der Kameras.
Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Abfrageeinrichtung zur
Bestimmung der räumlichen Position der Identifikationseinrichtung in dem Überwachungsbereich ausgebildet ist.
Bekannte Systeme können üblicherweise nur vereinzelte Personen mit einem kooperativen Verhalten kontrollieren. Ein kooperatives Verhalten liegt zum
Beispiel darin, dass die Person in eine Kamera blickt. Dagegen ist die Kontrollvorrichtung gemäß der Erfindung vorteilhaft auch bei einem nichtkooperativen Verhalten bzw. ohne ein Schleusensystem oder unbemerkt einsetzbar.
Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, dass die Position zur Abfrage des Identifikationsdatums der Identifikationseinrichtung räumlich nicht festgelegt ist, sondern vorzugsweise nahezu oder vollständig beliebig in dem Überwachungsbereich erfolgen kann. Um trotzdem eine sichere und verlässliche Zuordnung der Bilddaten zu dem Objekt einer erfassten Identifikationseinrichtung zu erreichen, wird neben dem Identifizierungsdatum die räumliche Position der
Identifikationseinrichtung messtechnisch aufgenommen. Nach Abgleich der räumlichen Position mit dem Kamerasichtfeld bzw. -feldern können nachfolgend die Bilddaten mit dem Identifikationsdatum eines Objektes zusammengeführt oder fusioniert werden.
Bei einer Anwendung als Zutrittskontrollsystem können beispielsweise Staus oder Probleme mit nicht-kooperativem Verhalten von Eintretenden vermieden oder verringert werden, so dass das Betreten von zu überwachenden Geländen, wie zum Beispiel Firmengeländen, beschleunigt und zugleich sicherer gemacht werden kann. Dies beruht darauf, dass berechtigte Personen einen geschützten
Bereich, insbesondere nachfolgend zu einem Überwachungsbereich, ohne Behinderung betreten können, wobei zugleich sichergestellt wird, dass nur tatsächlich berechtigte Personen den geschützten Bereich betreten. Die eintretenden Personen werden über die Positionsbestimmung der Identifikationseinrichtung im Überwachungsbereich lokalisiert, die lokalisierte
Position an die Auswerteeinrichtung übertragen, welche die zugehörige Person in den Bilddaten der Kamera lokalisiert. Anschließend kann das Identifikationsdatum und die zugeordneten Bilddaten der eintretenden Person überprüft werden.
Bei einer sehr einfachen Ausführungsform kann diese Überprüfung durch das Wachpersonal erfolgen, wobei z.B. ein Bild der Person aus den aktuellen Bilddaten ausgeschnitten und mit einem in einer Datenbank abgespeicherten Referenzbild der Person, die der Inhaber der Identifikationseinrichtung mit dem erfassten Identifikationsdatum ist, automatisch auf einem Monitor des
Wachpersonals dargestellt werden. Bei dieser Vorgehensweise bekommt das Wachpersonal zu jeder eintretenden Person ein aktuelles Bild der Person und ein Referenzbild, welches dem Identifikationsdatum zugeordnet ist, dargestellt und kann die eintretende Person verifizieren. Im Ergebnis wird kontrolliert, ob der eintretenden Person die Identifikationseinrichtung gehört bzw. zugeordnet ist.
Ergänzend kann kontrolliert werden, ob die Identifikationseinrichtung gültig ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Kamera oder die Kameras und die Abfrageeinrichtung einen überlappenden Erfassungsbereich auf, in dem die Identifikationseinrichtung abfragbar ist, die räumliche Position bestimmbar ist und die Bilddaten erzeugbar sind, wobei sich
der Erfassungsbereich vorzugsweise ununterbrochen über mehrere Objektgrößen erstreckt. Bei Objekten in Form von Personen erstreckt sich der Erfassungsbereich beispielsweise über einen Bereich mit mehr als 2 m, vorzugsweise mit mehr als 3 m minimalen Durchmesser, wobei sich das Objekt vorzugsweise an einer beliebigen Position in diesem Erfassungsbereich aufhalten kann. Durch den großräumigen Erfassungsbereich ist die räumliche Position der Identifikationseinrichtung weitgehend von der Position der Abfrageeinrichtung entkoppelt. Diese kann beispielsweise mechanisch unzugänglich oder versteckt angeordnet sein.
Bei einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist die Abfrageeinrichtung zur 2-D- und/oder 3-D-Erfassung der räumlichen Position der Identifikationseinrichtung ausgebildet. Bei der 2-D Erfassung wird die räumliche Position in Bezug auf eine Fläche, vorzugsweise in Bezug auf die Grundfläche des Überwachungsbereichs aufgenommen. Bei der 3D-Erfassung wird dagegen ergänzend eine weitere Koordinate, z.B. eine Höhe in Bezug auf die Grundfläche des Überwachungsbereichs aufgenommen. Mögliche technische Umsetzung der Erfassung der räumlichen Position sind beispielsweise eine Kreuzortung durch mehrere Abfrageeinrichtungen oder eine Laufzeit- und/oder Winkelmessung.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die räumliche Position oder eine äquivalente Größe an die Auswerteeinrichtung übermittelt wird. Diese Ausgestaltung unterstreicht nochmals die erfinderische Idee, die räumliche Position als weitere Eingangsgröße zur Kontrolle des Objektes zu verwenden. Um den erfinderischen Gedanken weiter zu unterstreichen, wird vorzugsweise beansprucht, dass die
Auswerteeinrichtung zur Zuordnung von Bilddaten des Objektes an der übermittelten Position zu dem Identifikationsdatum ausgebildet ist.
Es ist besonders bevorzugt, wenn die Abfrageeinrichtung zur berührungslosen Abfrage des Identifikationsdatums ausgebildet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Objekt bzw. die eintretende Person nicht aktiv kooperieren muss, sondern auch bei passivem Verhalten kontrolliert werden kann.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Auswerteeinrichtung zur automatischen Überprüfung und/oder Verifizierung des
Identifikationsdatums und/oder der zugeordneten Bilddaten und/oder des Objekts ausgebildet ist. Beispielsweise wird ein Ausschnitt aus den aktuellen Bilddaten an der räumlichen Position bzw. in der Nähe der räumlichen Position der Identifikationseinrichtung mit einem zuvor abgespeicherten Referenzbild verglichen. Für den Vergleich können Bildverarbeitungsalgorithmen eingesetzt werden. Wenn die Objekte als Personen ausgebildet sind, kann auch eine Gesichtserkennungssoftware oder ähnliche Verfahren verwendet werden. Vorzugsweise ist die Kontrollvorrichtung ausgebildet, das Überwachungspersonal bei einer Nicht-Übereinstimmung von aktuellen Bilddaten und Referenzbild zu alarmieren.
Ferner ist es bevorzugt, dass Objekte ohne eine Identifikationseinrichtung über die Bilddaten der Kamera automatisch von der Auswerteeinrichtung detektiert werden, wobei bei fehlender Identifikationseinrichtung ein Signal, wie zum Beispiel ein Alarm, ausgelöst wird, um das Überwachungspersonal zu informieren.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Kontrolleinrichtung zur insbesondere synchronen und/oder zeitgleichen und/oder gemeinsamen Kontrolle von mehreren Objekten in dem Überwachungsbereich ausgebildet. Dadurch, dass die räumliche Position der Identifikationseinrichtung ermittelt wird, können auch Objekte, welche benachbart in dem Überwachungsbereich angeordnet sind, unterschieden werden. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass ein serielles Durchschleusen oder Vereinzeln der Objekte im Überwachungsbereich nicht zwingend notwendig ist und statt dessen eine parallele Kontrolle der Objekte realisiert werden kann.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle eines Objektes in einem Überwachungsbereich mit den Merkmalen des Anspruchs 9, welches vorzugsweise mit einer Kontrollvorrichtung, wie sie zuvor beschrieben ist bzw. nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchgeführt wird. Das Verfahren umfasst die Schritte der Abfrage eines Identifikationsdatums einer von einem Objekt mitgeführten Identifikationseinrichtung, die Bestimmung der räumlichen Position der Identifikationseinrichtung in dem Überwachungsbereich und dass zu der räumlichen Position des Objektes Bilddaten einer oder mehrerer
den Überwachungsbereich überwachenden Kameras lokalisiert und diese Bilddaten dem Identifikationsdatum zugeordnet werden.
Insbesondere erfolgt die Abfrage des Identifikationsdatums und/oder die Bestimmung der räumlichen Position und/oder die Erfassung der Bilddaten ohne eine Kooperation des Objektes und/oder schleusenfrei.
Ein letzter Gegenstand der Erfindung betrifft ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln mit den Merkmalen des Anspruches 1 1.
Die möglichen Eigenschaften bzw. Vorteile der Erfindung bei ausgewählten Ausführungsformen sind die elektronische Überprüfung des Ausweises durch zum Beispiel RFID-Technik; die visuelle Überprüfung des aktuellen und des gespeicherten Fotos des Objektes auf Zugehörigkeit in dem Verhältnis Identifikationseinrichtung und Person; die Vermeidung von Engpässen im
Zugangsbereich und trotzdem die Aufrechterhaltung sicherer Kontrolle; die Minimierung von Überwachungspersonal, wobei besonders hervorzuheben ist, dass das Personal nur abgelehnte Personen kontrollieren muss; die Vereinfachung der Verifizierung, da die Identität der Personen durch die Identifikationseinrichtung bekannt ist. Aufgrund der Lokalisierung der Personen, können mehreren Personen in den Bilddaten ein Identität zugewiesen werden und parallel verifiziert werden, dadurch ist eine Einrichtung von Schleusen zur Vereinzelung von Personen nicht zwingend notwendig. Da das Verfahren eine hohe Konfidenz der Identifikation von Personen erreicht, können Lernverfahren eingesetzt werden, um Referenzdaten, insbesondere Merkmale oder
Referenzbilder der Personen, auf dem aktuellen Stand zu halten.
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung und der beigefügten Figur. Dabei zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Zutrittskontrollsystems als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Zugangskontrollsystem
1 , welches zur Kontrolle von als Personen 2 ausgebildete Objekte in einem
Überwachungsbereich 3 ausgebildet ist. Der Überwachungsbereich 3 kann beispielsweise als der Zugang zu einem Gebäude, einer Fertigungsanlage oder einem Gelände ausgebildet sein.
Das Zugangskontrollsystem 1 ist mit einer Mehrzahl von Kameras 4 signaltechnisch verschaltet, deren Sichtfeld mit dem Überwachungsbereich 3 überlappt. Beispielhaft ist für eine der Kameras 4 ein Sichtfeld 5 schematisch angedeutet. Die Kameras 4 sind dabei so angeordnet, dass die Gesichter und eventuell andere spezifische Merkmale der Personen erfasst werden.
Ferner ist das Zugangskontrollsystem 1 mit einer Mehrzahl von Abfrageeinrichtungen 6 verbunden, welche zur Abfrage von Identifikationseinrichtungen 7, die von den Personen 2 mitgeführt werden, ausgebildet sind. Bei einer Abfrage wird ein Identifikationsdatum, insbesondere eine ID, von den Identifikationseinrichtungen 7 auf die Abfrageeinrichtungen 6 übertragen. Die Identifikationseinrichtungen 7 sind beispielsweise als Transponder oder RFID-Chips ausgebildet. Es ist möglich, dass die Identifikationseinrichtungen 7 aktiv oder passiv realisiert sind.
Neben der Abfrage der Identifikationseinrichtungen 7 nach deren Identität sind die Abfrageeinrichtungen 6 dazu ausgebildet, zum Beispiel mittels einer Kreuzortung oder einer Triangulation, die räumliche Position der Identifikationseinrichtungen 7 und damit der Personen 2 in dem Überwachungsbereich 3 zu lokalisieren. Die Abfrageeinrichtungen 6 sind beispielsweise als Empfängermodule mit Empfangsantennen ausgebildet, welche die von der Identifikationseinrichtung 7 abgesendeten Signale auffangen. Die Lokalisierung soll dabei in einem Bereich 8 erfolgen, welcher überlappend zu dem Erfassungsbereich 5 der Kameras 4 angeordnet ist. In der Figur 1 ist dieser Bereich mit einer 8 gekennzeichnet und überlappt großflächig mit dem Erfassungsbereich 5 der Kameras 4. Der Überlappungsbereich ist so ausgebildet, dass sich mehrere der Personen 2 nebeneinander in diesem aufhalten können. Der Bereich 8 kann auch den gesamten Überwachungsbereich 3 umfassen. Die Genauigkeit der Lokalisierung soll ausreichend sein, um verschiedene Personen in dem Überwachungsbereich 3 zu unterscheiden. Beispielsweise sollen die Identifikationseinrichtungen mit einer
Genauigkeit von besser als 30 cm, insbesondere besser als 10 cm lokalisierbar sein.
Optional ist es möglich, mehrere Signale von verschiedenen Identifikationseinrichtungen 7 gleichzeitig zu lokalisieren, so dass gleichzeitig mehrere Personen 2 lokalisiert werden können.
Die Rohbilddaten der Kameras 6 werden in einem Kameramodul 9 gesammelt. Die Daten über die Identifikationseinrichtungen 7, also die Identifikationsdaten und die räumliche Position der Identifikationseinrichtungen 7, werden in ein Ident-
Modul 10 geführt. In einer Auswerteeinrichtung 1 1 werden die Ergebnisse der Lokalisation der Identifikationseinrichtungen 7 in Kamerakoordinaten der Kameras 4 umgerechnet und an der Position in dem Erfassungsbereich 5 personenspezifische Bilddaten, zum Beispiel Gesichter oder andere wichtige Merkmale der Personen 2, selektiert. Die Auswerteeinrichtung 1 1 führt dann die selektierten Bilddaten der Personen 2 mit dem zugehörigen Identifikationsdatum zusammen, so dass für jede Person 2 ein Datensatz, umfassend das Identifikationsdatum, optional die räumliche Position und Bilddaten der Person 2 aus den Kameras 4, gebildet wird.
Nachfolgend wird der personenspezifische Datensatz optional über einen Datenspeicher 12 um Referenzbilddaten, zum Beispiel um ein abgespeichertes Referenzbild des Gesichtes der jeweiligen Person 2, ergänzt.
In einem weiteren Schritt können die personenspezifischen Bilddaten 13 und die abgespeicherten Referenzbilddaten 14 auf einem Monitor 15 für Überwachungspersonal dargestellt werden, so dass diese in einfacher Weise die Identität der Person und die Zugehörigkeit zu dem Identifikationsdatum überprüfen können.
Bei einer Alternative oder Ergänzung des Ausführungsbeispiels erfolgt eine automatische Verifikation der Personen 2 in einem Verifikationsmodul 16, wobei über Bildverarbeitungsalgorithmen die aktuellen Bilddaten der Person 2 eines Identifikationsdatum mit gespeicherten Referenzbilddaten der Person 2 mit diesem Identifikationsdatum verglichen wird. Für eine automatische Verifikation ist es vorteilhaft, dass die Identität bereits bekannt ist. Das Verifikationsproblem
vereinfacht sich in der Weise, dass nicht mehr eine Person aus einer potentiellen großen Menge von Personen in der Datenbank erkannt werden muss, sondern es genügt zu erkennen, dass es sich nicht um dieselbe Person handelt.