EP2656335A2 - Method for safely identifying a vehicle captured by a radiation sensor in a photograph - Google Patents

Method for safely identifying a vehicle captured by a radiation sensor in a photograph

Info

Publication number
EP2656335A2
EP2656335A2 EP11833574.4A EP11833574A EP2656335A2 EP 2656335 A2 EP2656335 A2 EP 2656335A2 EP 11833574 A EP11833574 A EP 11833574A EP 2656335 A2 EP2656335 A2 EP 2656335A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lane
vehicle
sensor
radar
measurement data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11833574.4A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christoph Gebauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jenoptik Robot GmbH
Original Assignee
Jenoptik Robot GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jenoptik Robot GmbH filed Critical Jenoptik Robot GmbH
Publication of EP2656335A2 publication Critical patent/EP2656335A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G08G1/052—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for determining speed or overspeed
    • G08G1/054—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for determining speed or overspeed photographing overspeeding vehicles

Definitions

  • invasive and non-invasive sensors which provide road traffic in a narrow surveillance area, e.g. B. only one lane covering, monitor within a road section (eg, induction loops, piezo strips, laser sensors and radar sensors). An assignment of the acquired measurement data, to one of these causing vehicles, is less problematic.
  • non-invasive sensors have been increasingly established, covering a wide range of surveillance, e.g. B. cover several lanes within a road section.
  • sensors are radiation sensors, in particular radiation sensors for laser or radar radiation, the sensor area of which forms the surveillance area which, in contrast to the invasive sensors, is not directly visible in the image acquisition but is invisible to the human eye over a roadway section.
  • the vehicles passing through the sensor area become adequate at several measurement times, which is also referred to as "tracking" (eg EP 2 048 515 A1 or DE 10 2007 038 364 A1).
  • tracking is to be understood quite generally as the repeated detection of measurement data relating to the position that changes over the passage through a sensor region.
  • the tracking data obtained when tracking an object are a sequence of measurement data, including measurement data for the position, which are respectively assigned to individual measurement times, wherein the distance of the measurement times from the repetition frequency of the measurement or the acquisition is determined.
  • the tracking data of a vehicle traveling through a sensor area of a radiation sensor describe the lane that describes the vehicle when driving through the sensor area, with which the tracking data can be used to identify the appropriate vehicle.
  • the vehicle a specific lane be assigned and thus identified in an image recording a traffic scene.
  • measured data should be understood to mean not only the data obtained by immediate measurement, but also those which can be derived from the data obtained directly by measurement.
  • Suitable for tracking sensors are those sensors that can detect the position and their change, such as radar sensors, laser scanners and video cameras with two-dimensionally arranged photosensitive receiver elements, also called matrix receiver, such.
  • DE 10 2007 022 373 A1 discloses a method for detecting traffic violations by detecting object tracking data by means of a radar sensor, which directs radar radiation onto a roadway in such a way that a plurality of vehicles simultaneously through a measuring range defined by the radar beam (radar lobe). following sensor range).
  • a radar device can be positioned next to the roadway or above the road, z. B. attached to a bridge.
  • the relative velocity of an object to the radar sensor, the distance of its radar radiation reflecting surfaces to the radar sensor and the angle at which the reflected radar radiation to the radar axis incident on the radar sensor derive.
  • a continuous speed measurement or a continuous distance measurement is performed by exploiting the Doppler radar effect or frequency shift keying principle (FSK) in evaluation of the phase difference Radar signals of different frequencies.
  • An angle measurement takes place z. B. by means of two receiving antennas via a triangulation measurement.
  • the measurements are carried out over a period of about 100 ms to a few seconds, depending on the vehicle speed between entry and exit from the radar cone z.
  • Example at a distance of 20 ms, whereby the vehicle lanes (hereinafter lane), which describes the appropriate vehicle can be determined with high accuracy.
  • the value triplets determined by the radar sensor, together with an associated measurement time, are assigned to a respective vehicle number (not the number plate of which is meant here), an entry time and an exit time (referred to as tracking data below).
  • the computer uses the tracking data to determine the lane of the infringement vehicle concerned and sends a signal to a camera for creating a picture (image capture) of the current traffic scene.
  • the camera is positioned and adjusted at a known fixed distance from the radar so that the optical axis (hereinafter camera axis) is aligned in fixed angular relation to the radar axis and the traffic scene is sharply imaged over a range of depths of focus by a predetermined distance, referred to as the photopoint ,
  • the object field of the camera not only extends over all the lanes over which the radar cone (sensor area) is directed, but is usually larger, also vehicles can be imaged in the recording, which at the time the camera is not or no longer in the radar cone.
  • the lane determined by the appropriate vehicle is shown in the figure. The insertion advantageously takes place in such a way that a marking representing the lane is superimposed on the pixels in the image which are to be assigned to the positions defined by the distance and the angle, which together form the lane, in the object field.
  • the identification is carried out solely on the basis of the radar relative measured lane without absolute reference to individual lanes of the road.
  • the marking of the lane can, according to DE 10 2007 022 373 A1 in the form of pixels, z. B. by points, crosses, triangles or the like or in the form of a line or area are displayed.
  • the overlay can be colored
  • a tolerance range can also be specified for the actual measurement data.
  • the object of the invention is to find a method with which the security of the identification of a vehicle detected by tracking in an image acquisition is increased.
  • the object of the invention is for a method for reliable identification of a vehicle detected by a radiation sensor in an image recording, in which by a vehicle over the duration of traversing the sensor area of a radiation sensor at several measuring times measured data for its speed and position are detected by means of a camera is created an image capture of an object area, which includes the sensor area, when the appropriate vehicle is at a predetermined photo point and from the measurement data to position the lane traveled by the vehicle is detected and this is faded into the image capture, solved in that using the measurement data for the position, the determined lane is extrapolated beyond the sensor area and displayed in the image acquisition.
  • the lane is extrapolated over the entire object area and superimposed into the image recording.
  • a representative length of the vehicle is determined using the measurement data of the position and the speed and the duration of the acquisition of the measurement data and the lane displayed in the image acquisition is interrupted over the representative length by an interruption where there is a vehicle in the picture on the pictured lane.
  • the interruption of the displayed lane begins at the photo point.
  • the lane is displayed in the form of a lightening the roadway shown lane.
  • Fig. 1 a original of an image recording with a car
  • FIG. 1 b drawing of an image taken in accordance with FIG. 1 a
  • Fig. 2a original of an image with a truck
  • FIG. 2b drawing of an image taken in accordance with Fig. 2a
  • any radiation sensor known from the prior art can be used which, as described at the beginning, detects measured data on the speed and the position of the vehicle when driving through a vehicle through its sensor area at several measuring times.
  • laser scanners or radar sensors can be used, as they were mentioned in the description of the prior art. They are aligned to the edge of the road and the road surface, as is known from known generic method for speed measurement, so that their sensor area, which is determined by the radar cone in a radar sensor and a laser scanner by the scan angle range, a section of the roadway preferably over all Covering lanes.
  • the object field of the camera must at least partially cover the sensor area.
  • the size ratio of the object field of the camera, determined by its opening angle, and the sensor area is typically different for the different radiation sensors.
  • the radiation angle is usually about 5 °, whereby the radar cone is generally narrower than the object field of a camera, which usually has an opening angle of about 20 °.
  • the radiation angle z. B between 20 ° and 40 °, so that the radar cone can have approximately the same width as the object field of the camera is wide.
  • the scan angle range of a laser scanner comprises, as detailed in the prior art, a dead area about the scan axis in which no useful measurement data for deriving a speed are received, why these measurement data are not evaluated. If the camera is aligned with the laser scanner in such a way that it at least partially encloses both subregions of the scan angle range in which useful measurement data for the derivation of a velocity are received, the dead region is enclosed by the object field.
  • the mapped sensor area along the imaged roadway is not substantially wider than the length of a vehicle, only the vehicle is covered, as long as the triggering time between the entrance and the exit is in or out of the sensor area. Information about the vehicle could be lost. If the triggering time is a time after the passage of the appropriate vehicle through the sensor area, the displayed lane is behind the appropriate vehicle shown in the image capture.
  • the superimposed lane is now to be determined by extrapolation, i. beyond the range which can be calculated from the measurement data for the position, can be displayed extended.
  • This extension preferably takes place over the entire image recording.
  • the distance that a vehicle travels between the entrance and the exit differs, in particular, if the radiation sensor is a radar sensor depending on the distance range in which the vehicle passes the radar cone away from the radar sensor, and knowledge of the route length is required in order to be aware of the duration the detection of the measured data and the speed with the help of the path-time law to be able to determine a representative length of the vehicle.
  • the radiation sensor is a radar sensor depending on the distance range in which the vehicle passes the radar cone away from the radar sensor
  • the duration of the acquisition of the measurement data is limited by a first and a last measurement time, at which the radiation of the radiation sensor is reflected at a respective vehicle.
  • the photo point is known by the fact that the triggering time with a predetermined time delay after the first acquisition of measurement data, i. after retraction on incoming traffic or after the last acquisition of measurement data, i. after exiting with outgoing traffic.
  • the time delay is so short that a different speed of the vehicles, especially when it comes to the detection of speed violations, where the possible speed difference between different vehicles is more limited, has only negligible effect on the position of the appropriate vehicle in the image acquisition. That is, the photo point and thus the position of the displayed, appropriate vehicles in the image recording differs essentially only when the vehicles describe different lanes, which is particularly true when driving on different lanes.
  • the mathematically determined lane and the extended lane developed therefrom by extrapolation must be converted into an image which is determined by the relative position of the optical axis of the camera relative to the sensor axis (such as the radar axis or scan axis), the magnification and the distortion of the camera lens is determined to display them in the image capture, matching the pictured object field.
  • the superimposed lane is projected as a strip or a broken strip on the road surface, which appears in the brightness significantly different from the road surface.
  • a brightened representation is advantageous.
  • FIGS. 1 and 2 an image document with a data bar and an image recording 1 is shown, in which, traveling on a roadway, at least one vehicle 2 is shown.
  • the roadway is shown brightened in front of and behind the vehicle 2 depicted at a given photo point along a strip 3 interrupted by the vehicle 2 and representing the traffic lane.
  • the length of the section of the road over which the strip 3 is interrupted corresponds to a length which is characteristic of the vehicle 2 depicted.
  • the section starts at the photo point for the appropriate vehicle 2.
  • an auxiliary strip 3.1 may be shown adjacent the depicted vehicle 2, with a length equal to the section the interruption.
  • an image pick-up 1 is created, which emphasizes, compared to the prior art, an appropriate vehicle 2 depicted in the image pickup 1 even more clearly than the appropriate vehicle 2.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Image Processing (AREA)

Abstract

Method for safely identifying a vehicle (2) captured by a radiation sensor in a photograph (1), in which measured data that have been obtained which relate to the position of the vehicle are used to ascertain the lane in which said vehicle is travelling, said lane being extrapolated using the photograph (1) and shown in the photograph (1). Advantageously, measured data that have been obtained which relate to the speed, and the period for which measured data are captured, are used to determine a representative length for the vehicle, and the lane shown in the photograph (1) is interrupted over the representative length, starting at the photograph point.

Description

Verfahren zur sicheren Identifikation eines durch einen Strahlungssensor erfassten Fahrzeuges in einer Bildaufnahme  Method for the secure identification of a vehicle detected by a radiation sensor in an image recording
In der Verkehrsüberwachung sind invasive und nicht-invasive Sensoren bekannt, die den Straßenverkehr in einem engen Überwachungsbereich, z. B. nur einen Fahrstreifen überdeckend, innerhalb eines Straßenabschnittes überwachen (z. B. Induktionsschleifen, Piezostreifen, Lasersensoren und Radarsensoren). Eine Zuordnung der erfassten Messdaten, zu einem dieser verursachenden Fahrzeuge, ist dadurch weniger problematisch. In traffic monitoring, invasive and non-invasive sensors are known which provide road traffic in a narrow surveillance area, e.g. B. only one lane covering, monitor within a road section (eg, induction loops, piezo strips, laser sensors and radar sensors). An assignment of the acquired measurement data, to one of these causing vehicles, is less problematic.
In den letzten Jahren haben sich vermehrt nicht-invasive Sensoren etabliert, die einen weiten Überwachungsbereich, z. B. mehrere Fahrstreifen, innerhalb eines Straßenabschnittes abdecken. Derartige Sensoren sind Strahlungssensoren, insbesondere Strahlungssensoren für Laser- oder Radarstrahlung, deren Sensorbereich den Überwachungsbereich bildet, der im Gegensatz zur invasiven Sensoren in der Bildaufnahme nicht direkt sichtbar ist, sondern für das menschliche Auge unsichtbar über einen Fahrbahnabschnitt überdeckt. Um die erfassten Messdaten einem dieser verursachenden Fahrzeuge zuzuordnen, werden die den Sensorbereich durchfahrenden Fahrzeuge zu mehreren Messzeitpunkten angemessen, was auch als„tracken" bezeichnet wird (z. B. EP 2 048 515 A1 oder DE 10 2007 038 364 A1 ). In recent years, non-invasive sensors have been increasingly established, covering a wide range of surveillance, e.g. B. cover several lanes within a road section. Such sensors are radiation sensors, in particular radiation sensors for laser or radar radiation, the sensor area of which forms the surveillance area which, in contrast to the invasive sensors, is not directly visible in the image acquisition but is invisible to the human eye over a roadway section. In order to assign the acquired measurement data to one of these causative vehicles, the vehicles passing through the sensor area become adequate at several measurement times, which is also referred to as "tracking" (eg EP 2 048 515 A1 or DE 10 2007 038 364 A1).
Unter dem Begriff „tracken" soll im Sinne der Erfindung ganz allgemein das wiederholte Erfassen von sich über die Durchfahrt durch einen Sensorbereich ändernden Messdaten zur Position verstanden werden.  For the purposes of the invention, the term "tracking" is to be understood quite generally as the repeated detection of measurement data relating to the position that changes over the passage through a sensor region.
Die beim Tracken eines Objektes erhaltenen Trackingdaten sind eine Folge von Messdaten, einschließlich Messdaten zur Position, die jeweils einzelnen Messzeitpunkten zugeordnet sind, wobei der Abstand der Messzeitpunkte von der Wiederholfrequenz des Anmessens bzw. des Erfassens bestimmt ist. Die Trackingdaten eines durch einen Sensorbereich eines Strahlungssensors fahrenden Fahrzeuges beschreiben die Fahrspur, die das Fahrzeug beim Durchfahren des Sensorbereiches beschreibt, womit die Trackingdaten zur Identifikation des angemessenen Fahrzeuges verwendet werden können. Üblicherweise kann z. B. über die Kenntnis der Fahrspur, das Fahrzeug einem bestimmten Fahrstreifen zugeordnet werden und somit in einer Bildaufnahme einer Verkehrsszene identifiziert werden. The tracking data obtained when tracking an object are a sequence of measurement data, including measurement data for the position, which are respectively assigned to individual measurement times, wherein the distance of the measurement times from the repetition frequency of the measurement or the acquisition is determined. The tracking data of a vehicle traveling through a sensor area of a radiation sensor describe the lane that describes the vehicle when driving through the sensor area, with which the tracking data can be used to identify the appropriate vehicle. Usually z. B. on the knowledge of the lane, the vehicle a specific lane be assigned and thus identified in an image recording a traffic scene.
Welche Messdaten pro Messzeitpunkt gewonnen werden, hängt vom Typ des Messsensors ab. Which measured data are obtained per measuring time depends on the type of measuring sensor.
Unter„Messdaten" sollen im Sinne der Erfindung nicht nur die Daten verstanden werden, die durch das unmittelbare Anmessen gewonnen werden, sondern auch solche, die aus den unmittelbar durch Anmessen gewonnenen Daten rechnerisch abgeleitet werden können. For the purposes of the invention, "measured data" should be understood to mean not only the data obtained by immediate measurement, but also those which can be derived from the data obtained directly by measurement.
Zum Tracking geeignete Sensoren sind solche Sensoren, die die Position und deren Änderung erfassen können, wie Radarsensoren, Laserscanner und Videokameras mit zweidimensional angeordneten lichtempfindlichen Empfängerelementen, auch Matrixempfänger genannt, wie z. B. CCD- oder C-MOS-Sensoren.  Suitable for tracking sensors are those sensors that can detect the position and their change, such as radar sensors, laser scanners and video cameras with two-dimensionally arranged photosensitive receiver elements, also called matrix receiver, such. B. CCD or C-MOS sensors.
Aus der DE 10 2007 022 373 A1 ist ein Verfahren zum Erfassen von Verkehrsverstößen durch Erfassen von Objekt-Trackingdaten mittels eines Radarsensors bekannt, der eine Radarstrahlung so auf eine Fahrbahn richtet, dass gleichzeitig mehrere Fahrzeuge durch einen durch die Radarstrahlung (Radarkeule) definierten Messbereich (nachfolgend Sensorbereich) fahren können. DE 10 2007 022 373 A1 discloses a method for detecting traffic violations by detecting object tracking data by means of a radar sensor, which directs radar radiation onto a roadway in such a way that a plurality of vehicles simultaneously through a measuring range defined by the radar beam (radar lobe). following sensor range).
Hierzu kann ein Radargerät neben der Fahrbahn positioniert werden oder oberhalb der Fahrbahn, z. B. an einer Brücke befestigt sein. For this purpose, a radar device can be positioned next to the roadway or above the road, z. B. attached to a bridge.
Aus den reflektierten Radarsignalen lassen sich die relative Geschwindigkeit eines Objektes zum Radarsensor, die Entfernung seiner die Radarstrahlung reflektierenden Flächen zum Radarsensor und der Winkel unter dem die reflektierte Radarstrahlung zur Radarachse auf den Radarsensor auftrifft, ableiten. From the reflected radar signals, the relative velocity of an object to the radar sensor, the distance of its radar radiation reflecting surfaces to the radar sensor and the angle at which the reflected radar radiation to the radar axis incident on the radar sensor, derive.
Bei einem Dauerradarsensor, von dem in der DE 10 2007 022 373 A1 ausgegangen wird, erfolgt eine kontinuierliche Geschwindigkeitsmessung bzw. eine kontinuierliche Entfernungsmessung durch Ausnutzung des Dopplerradareffektes bzw. des Frequenzumtastungsprinzips (FSK) in Auswertung der Phasendifferenz reflektierter Radarsignale unterschiedlicher Frequenz. Eine Winkelmessung erfolgt z. B. mittels zweier Empfangsantennen über eine Triangulationsmessung. In a continuous radar sensor, which is assumed in DE 10 2007 022 373 A1, a continuous speed measurement or a continuous distance measurement is performed by exploiting the Doppler radar effect or frequency shift keying principle (FSK) in evaluation of the phase difference Radar signals of different frequencies. An angle measurement takes place z. B. by means of two receiving antennas via a triangulation measurement.
Zu jedem Messzeitpunkt, hierunter wird ein Zeitfenster verstanden in dem Messdaten erfasst werden, entsteht somit für jedes Fahrzeug im Radarkegel ein Wertetripel aus radialer Geschwindigkeit, Entfernung und Winkel (E(t); V(t); γ(ΐ)), wobei die einzelnen Werte z. B. durch Mittelwertbildung aus einer Messwertschar von Partialreflexionen nach einer Rayleighverteilung gebildet werden, wie sie insbesondere für die Entfernung und den Winkel entstehen. For each measurement time, this is a time window understood in the measured data are recorded, thus resulting for each vehicle in the radar cone a value triplet of radial velocity, distance and angle (E (t); V (t), γ (ΐ)), wherein the individual values z. B. are formed by averaging a set of measured partial reflections according to a Rayleigh distribution, as they arise in particular for the distance and the angle.
Die Messungen erfolgen über einen Zeitraum von ca. 100 ms bis hin zu einigen Sekunden, je nach Fahrzeuggeschwindigkeit zwischen Eintritt in und Austritt aus dem Radarkegel z. B. in einem Abstand von 20 ms, wodurch die Fahrzeugspuren (nachfolgend Fahrspur), welche das angemessene Fahrzeug beschreibt, mit einer hohen Genauigkeit bestimmt werden können. The measurements are carried out over a period of about 100 ms to a few seconds, depending on the vehicle speed between entry and exit from the radar cone z. Example, at a distance of 20 ms, whereby the vehicle lanes (hereinafter lane), which describes the appropriate vehicle can be determined with high accuracy.
Die vom Radarsensor ermittelten Wertetripel werden gemeinsam mit einem zugehörigen Messzeitpunkt jeweils einer Fahrzeugnummer (hier ist nicht dessen Kennzeichen gemeint), einer Eintrittszeit und einer Austrittszeit zugeordnet, einem Rechner zugeführt (nachfolgend als Trackingdaten bezeichnet). The value triplets determined by the radar sensor, together with an associated measurement time, are assigned to a respective vehicle number (not the number plate of which is meant here), an entry time and an exit time (referred to as tracking data below).
Sollte während der Messung eine Geschwindigkeit detektiert worden sein, die oberhalb einer vorgegebenen Grenzgeschwindigkeit liegt, ermittelt der Rechner über die Trackingdaten die Fahrspur des betreffenden Verstoßfahrzeuges und gibt ein Signal an eine Kamera zur Erstellung einer Abbildung (Bildaufnahme) der aktuellen Verkehrsszene. Die Kamera ist in einem bekannten festen Abstand zum Radargerät so angeordnet und eingestellt, dass die optische Achse (nachfolgend Kameraachse) in fester Winkelbeziehung zur Radarachse ausgerichtet ist und die Verkehrsszene über einen Tiefenschärfebereich um eine vorgegebene Entfernung, die als Fotopunkt bezeichnet wird, scharf abgebildet wird. If, during the measurement, a speed has been detected which is above a predetermined limit speed, the computer uses the tracking data to determine the lane of the infringement vehicle concerned and sends a signal to a camera for creating a picture (image capture) of the current traffic scene. The camera is positioned and adjusted at a known fixed distance from the radar so that the optical axis (hereinafter camera axis) is aligned in fixed angular relation to the radar axis and the traffic scene is sharply imaged over a range of depths of focus by a predetermined distance, referred to as the photopoint ,
Da das Objektfeld der Kamera nicht nur über alle Fahrstreifen reicht, über die auch der Radarkegel (Sensorbereich) gerichtet ist, sondern in der Regel größer ist, können auch Fahrzeuge in der Aufzeichnung abgebildet sein, die sich zum Zeitpunkt des Auslösens der Kamera noch nicht oder nicht mehr im Radarkegel befinden. Um nun das angemessene Fahrzeug in der Abbildung eindeutig zu identifizieren, wird die vom angemessenen Fahrzeug messtechnisch ermittelte Fahrspur in die Abbildung eingeblendet. Die Einblendung erfolgt vorteilhaft so, dass eine die Fahrspur darstellende Markierung über die Bildpunkte in der Abbildung eingeblendet wird, die den über die Entfernung und den Winkel definierten Positionen, welche gemeinsam die Fahrspur bilden, im Objektfeld zuzuordnen sind. Since the object field of the camera not only extends over all the lanes over which the radar cone (sensor area) is directed, but is usually larger, also vehicles can be imaged in the recording, which at the time the camera is not or no longer in the radar cone. In order to clearly identify the appropriate vehicle in the figure, the lane determined by the appropriate vehicle is shown in the figure. The insertion advantageously takes place in such a way that a marking representing the lane is superimposed on the pixels in the image which are to be assigned to the positions defined by the distance and the angle, which together form the lane, in the object field.
Das heißt die Identifikation erfolgt allein anhand der zum Radargerät relativ gemessenen Fahrspur ohne absoluten Bezug auf einzelne Fahrstreifen der Fahrbahn. That is, the identification is carried out solely on the basis of the radar relative measured lane without absolute reference to individual lanes of the road.
Die Markierung der Fahrspur kann gemäß der DE 10 2007 022 373 A1 in Form von Bildpunkten, z. B. durch Punkte, Kreuze, Dreiecke oder Ähnliches oder in Form einer Linie oder Fläche eingeblendet werden. Die Einblendung kann durch farbige The marking of the lane can, according to DE 10 2007 022 373 A1 in the form of pixels, z. B. by points, crosses, triangles or the like or in the form of a line or area are displayed. The overlay can be colored
Gestaltung oder durch Aufhellen bzw. Abdunkeln der entsprechenden Bildbereiche erfolgen. Um die eigentlichen Messdaten kann auch ein Toleranzbereich angegeben sein. Design or by lightening or darkening of the corresponding image areas. A tolerance range can also be specified for the actual measurement data.
Vorteilhaft sollen während der Durchfahrt eines Fahrzeuges mehrere Beweisfotos erstellt werden können, die dieses dann an verschiedenen Positionen der ermittelten Fahrspur zeigen. Advantageously, during the passage of a vehicle several proof photos can be created, which then show this at different positions of the determined lane.
Zusätzlich zu Problemen der genauen Messdatenerfassung, die vom Sensortyp abhängig sind, aufgrund deren die Fahrspur eines Fahrzeuges nur mit einer gewissen Ungenauigkeit ermittelt werden kann, besteht die Problematik, dass hintereinander fahrende Fahrzeuge auch einer gleichen in das Beweisfoto eingeblendeten Fahrspur zugeordnet werden könnten. Hierdurch kann nicht in jedem Fall ein angemessenes Fahrzeug in einer Gruppe von abgebildeten Fahrzeugen identifiziert werden. In addition to problems of accurate measurement data acquisition, which are dependent on the sensor type, due to which the lane of a vehicle can be determined only with a certain degree of inaccuracy, there is the problem that consecutive vehicles could also be assigned to a same in the evidence photo superimposed lane. As a result, an appropriate vehicle in a group of imaged vehicles can not always be identified.
Die Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zu finden, mit dem die Sicherheit der Identifikation eines durch Tracking erfassten Fahrzeuges in einer Bildaufnahme erhöht wird. Die Aufgabe der Erfindung wird für ein Verfahren zur sicheren Identifikation eines durch einen Strahlungssensor erfassten Fahrzeuges in einer Bildaufnahme, bei dem von einem Fahrzeug über die Dauer des Durchfahrens des Sensorbereiches eines Strahlungssensors zu mehreren Messzeitpunkten Messdaten zu dessen Geschwindigkeit und Position erfasst werden, mittels einer Kamera eine Bildaufnahme von einem Objektbereich, welcher den Sensorbereich umfasst, erstellt wird, wenn sich das angemessene Fahrzeug an einem vorgegebenen Fotopunkt befindet und aus den Messdaten zur Position die von dem Fahrzeug zurückgelegte Fahrspur ermittelt wird und diese in die Bildaufnahme eingeblendet wird, dadurch gelöst, dass unter Nutzung der Messdaten zur Position die ermittelte Fahrspur über den Sensorbereich hinaus extrapoliert und in die Bildaufnahme eingeblendet wird. The object of the invention is to find a method with which the security of the identification of a vehicle detected by tracking in an image acquisition is increased. The object of the invention is for a method for reliable identification of a vehicle detected by a radiation sensor in an image recording, in which by a vehicle over the duration of traversing the sensor area of a radiation sensor at several measuring times measured data for its speed and position are detected by means of a camera is created an image capture of an object area, which includes the sensor area, when the appropriate vehicle is at a predetermined photo point and from the measurement data to position the lane traveled by the vehicle is detected and this is faded into the image capture, solved in that using the measurement data for the position, the determined lane is extrapolated beyond the sensor area and displayed in the image acquisition.
Vorteilhaft wird die Fahrspur über den gesamten Objektbereich extrapoliert und in die Bildaufnahme eingeblendet. Advantageously, the lane is extrapolated over the entire object area and superimposed into the image recording.
Es ist des weiteren von Vorteil, wenn unter Nutzung der Messdaten der Position und der Geschwindigkeit sowie der Dauer der Erfassung der Messdaten eine repräsentative Länge des Fahrzeuges bestimmt wird und die in die Bildaufnahme eingeblendete Fahrspur über die repräsentative Länge durch eine Unterbrechung dort unterbrochen wird, wo sich in der Bildaufnahme auf der abgebildeten Fahrspur ein Fahrzeug befindet. It is furthermore advantageous if a representative length of the vehicle is determined using the measurement data of the position and the speed and the duration of the acquisition of the measurement data and the lane displayed in the image acquisition is interrupted over the representative length by an interruption where there is a vehicle in the picture on the pictured lane.
Vorteilhaft beginnt die Unterbrechung der eingeblendeten Fahrspur am Fotopunkt.  Advantageously, the interruption of the displayed lane begins at the photo point.
Günstig wird die Fahrspur in Form eines die abgebildete Fahrbahn aufhellenden Streifens eingeblendet. Conveniently, the lane is displayed in the form of a lightening the roadway shown lane.
Auch ist es von Vorteil, wenn über die Länge der Unterbrechung ein Hilfsstreifen versetzt zum Streifen abgebildet wird.  It is also advantageous if over the length of the interruption an auxiliary strip is shown offset from the strip.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher erläutert werden. Hierin zeigen: Fig. 1 a Original einer Bildaufnahme mit einem PKW The invention will be explained below using an exemplary embodiment with reference to a drawing. Herein show: Fig. 1 a original of an image recording with a car
Fig. 1 b Zeichnung einer Bildaufnahme gemäß Fig. 1 a Fig. 1 b drawing of an image taken in accordance with FIG. 1 a
Fig. 2a Original einer Bildaufnahme mit einem LKW Fig. 2a original of an image with a truck
Fig. 2b Zeichnung einer Bildaufnahme gemäß Fig. 2a Fig. 2b drawing of an image taken in accordance with Fig. 2a
Zur Durchführung des Verfahrens kann ein beliebiger aus dem Stand der Technik bekannter Strahlungssensor verwendet werden, der wie einleitend beschrieben, beim Durchfahren eines Fahrzeuges durch dessen Sensorbereich zu mehreren Messzeitpunkten Messdaten zur Geschwindigkeit und zur Position des Fahrzeuges erfasst. For carrying out the method, any radiation sensor known from the prior art can be used which, as described at the beginning, detects measured data on the speed and the position of the vehicle when driving through a vehicle through its sensor area at several measuring times.
Insbesondere können Laserscanner oder Radarsensoren verwendet werden, wie sie in der Beschreibung des Standes der Technik genannt wurden. Sie werden zum Fahrbahnrand und der Fahrbahnoberfläche so ausgerichtet, wie das aus bekannten gattungsgleichen Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung bekannt ist, so dass ihr Sensorbereich, der bei einem Radarsensor durch den Radarkegel und bei einem Laserscanner durch dessen Scanwinkelbereich bestimmt ist, einen Abschnitt der Fahrbahn bevorzugt über alle Fahrstreifen reichend abdeckt. In particular, laser scanners or radar sensors can be used, as they were mentioned in the description of the prior art. They are aligned to the edge of the road and the road surface, as is known from known generic method for speed measurement, so that their sensor area, which is determined by the radar cone in a radar sensor and a laser scanner by the scan angle range, a section of the roadway preferably over all Covering lanes.
Das Objektfeld der Kamera muss den Sensorbereich wenigstens teilweise überdecken. The object field of the camera must at least partially cover the sensor area.
Das Größenverhältnis von Objektfeld der Kamera, bestimmt durch deren Öffnungswinkel, und dem Sensorbereich ist für die unterschiedlichen Strahlungssensoren typbedingt unterschiedlich.  The size ratio of the object field of the camera, determined by its opening angle, and the sensor area is typically different for the different radiation sensors.
Bei Radarsensoren, bei denen als Positionswerte nur Entfernungswerte aus den Messdaten abgeleitet werden können, ist der Abstrahlwinkel üblicherweise ca. 5° womit der Radarkegel grundsätzlich schmaler ist, als das Objektfeld einer Kamera, die üblicherweise einen Öffnungswinkel von ca. 20° aufweist.  In radar sensors in which only distance values can be derived from the measured data as position values, the radiation angle is usually about 5 °, whereby the radar cone is generally narrower than the object field of a camera, which usually has an opening angle of about 20 °.
Bei Radarsensoren, bei denen als Messdaten zur Position Entfernungs- und Winkelwerte erfasst werden können, ist der Abstrahlwinkel z. B. zwischen 20° und 40°, womit der Radarkegel ungefähr eine gleiche Breite aufweisen kann, wie das Objektfeld der Kamera breit ist. In the case of radar sensors in which distance and angle values can be detected as measurement data for the position, the radiation angle z. B. between 20 ° and 40 °, so that the radar cone can have approximately the same width as the object field of the camera is wide.
Der Scanwinkelbereich eines Laserscanners umfasst, wie im Stand der Technik ausführlich dargelegt, einen Totbereich um die Scanachse, in dem keine brauchbaren Messdaten für die Ableitung einer Geschwindigkeit empfangen werden, weshalb diese Messdaten nicht ausgewertet werden. Wird die Kamera so zum Laserscanner ausgerichtet , dass sie beide Teilbereiche des Scanwinkelbereiches wenigstens teilweise einschließt, in denen brauchbare Messdaten für die Ableitung einer Geschwindigkeit empfangen werden, so wird der Totbereich vom Objektfeld eingeschlossen. The scan angle range of a laser scanner comprises, as detailed in the prior art, a dead area about the scan axis in which no useful measurement data for deriving a speed are received, why these measurement data are not evaluated. If the camera is aligned with the laser scanner in such a way that it at least partially encloses both subregions of the scan angle range in which useful measurement data for the derivation of a velocity are received, the dead region is enclosed by the object field.
Wird nun, wie aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt und in der Beschreibung zum Stand der Technik dargelegt, aus den Messdaten zur abgeleiteten Position die von dem Fahrzeug zurückgelegte Fahrspur ermittelt und diese in eine Bildaufnahme eingeblendet, die zuvor zu einem Auslösezeitpunkt während des Durchfahrens eines Fahrzeuges durch den Objektbereich einer Kamera, der den Sensorbereich wenigstens teilweise einschließt, erstellt wurde, überdeckt die eingeblendete Fahrspur nur den Bereich in der Bildaufnahme die dem abgebildeten Sensorbereich entspricht. Insbesondere wenn der abgebildete Sensorbereich entlang der abgebildeten Fahrbahn nicht wesentlich breiter ist, als die Länge eines Fahrzeuges, wird nur das Fahrzeug überdeckt, sofern der Auslösezeitpunkt zwischen der Einfahrt und der Ausfahrt in bzw. aus dem Sensorbereich liegt. Es könnten dabei Informationen zum Fahrzeug verloren gehen. Ist der Auslösezeitpunkt ein Zeitpunkt nach der Durchfahrt des angemessenen Fahrzeuges durch den Sensorbereich, befindet sich in der Bildaufnahme die eingeblendete Fahrspur hinter dem abgebildeten angemessenen Fahrzeug. Will now, as also known from the prior art and set forth in the description of the prior art, from the measured data to the derived position, the lane traveled by the vehicle detected and this faded into an image recording previously at a triggering time during the passage of a Vehicle by the object area of a camera, which includes the sensor area at least partially created, covers the displayed lane only the area in the image recording corresponding to the imaged sensor area. In particular, if the mapped sensor area along the imaged roadway is not substantially wider than the length of a vehicle, only the vehicle is covered, as long as the triggering time between the entrance and the exit is in or out of the sensor area. Information about the vehicle could be lost. If the triggering time is a time after the passage of the appropriate vehicle through the sensor area, the displayed lane is behind the appropriate vehicle shown in the image capture.
Befinden sich weitere Fahrzeuge in der Bildaufnahme, könnte es passieren, dass die Fahrspur nicht zweifelsfrei dem angemessenen Fahrzeug zugeordnet wird, womit die Fahrspur nicht zur zweifelsfreien Identifikation des angemessenen Fahrzeuges führt. If there are other vehicles in the image recording, it could happen that the lane is not unambiguously assigned to the appropriate vehicle, whereby the lane does not lead to the unambiguous identification of the appropriate vehicle.
Gemäß der Erfindung soll nun die eingeblendete Fahrspur durch Extrapolation, d.h. über den durch die Messdaten zur Position errechenbaren Bereich hinaus, verlängert abgebildet werden. According to the invention, the superimposed lane is now to be determined by extrapolation, i. beyond the range which can be calculated from the measurement data for the position, can be displayed extended.
Bevorzugt erfolgt diese Verlängerung über die gesamte Bildaufnahme.  This extension preferably takes place over the entire image recording.
Um das angemessene Fahrzeug nicht durch die abgebildete Fahrspur zu überdecken und um eine zusätzliche Bestätigung für das angemessene Fahrzeug zu erhalten, wird vorteilhaft aus den Messdaten zur Position, aus denen die Streckenlänge zwischen Ein- und Ausfahrt bestimmt werden kann sowie den Messdaten zur Geschwindigkeit und der Dauer der Erfassung der Messdaten eine repräsentative Länge des Fahrzeuges bestimmt und die eingeblendete Fahrspur wird entsprechend der repräsentativen Länge am Ort des abgebildeten angemessenen Fahrzeuges, dem Fotopunkt, unterbrochen. In order not to cover the appropriate vehicle by the imaged lane and to obtain additional confirmation for the appropriate vehicle is advantageously from the measurement data to the position from which the length of the route between entry and exit can be determined and the measurement data for speed and Duration of the acquisition of the measurement data representative length of the vehicle is determined and the displayed lane is interrupted according to the representative length at the location of the displayed appropriate vehicle, the photo point.
Die Streckenlänge die ein Fahrzeug zwischen der Einfahrt und der Ausfahrt durchfährt unterscheidet sich insbesondere wenn der Strahlungssensor ein Radarsensor ist in Abhängigkeit von dem Entfernungsbereich in dem das Fahrzeug vom Radarsensor entfernt den Radarkegel durchfährt, weshalb die Kenntnis der Streckenlänge erforderlich ist, um in Kenntnis der Dauer der Erfassung der Messdaten und der Geschwindigkeit mit Hilfe des Weg-Zeit-Gesetzes eine repräsentative Länge des Fahrzeuges ermitteln zu können.  The distance that a vehicle travels between the entrance and the exit differs, in particular, if the radiation sensor is a radar sensor depending on the distance range in which the vehicle passes the radar cone away from the radar sensor, and knowledge of the route length is required in order to be aware of the duration the detection of the measured data and the speed with the help of the path-time law to be able to determine a representative length of the vehicle.
Die Dauer der Erfassung der Messdaten ist durch einen ersten und einen letzten Messzeitpunkt begrenzt, zu denen die Strahlung des Strahlungssensors an einem betreffenden Fahrzeug reflektiert wird.  The duration of the acquisition of the measurement data is limited by a first and a last measurement time, at which the radiation of the radiation sensor is reflected at a respective vehicle.
Der Fotopunkt ist dadurch bekannt, dass der Auslösezeitpunkt mit einer vorbestimmten Zeitverzögerung nach der ersten Erfassung von Messdaten, d.h. nach dem Einfahren bei ankommenden Verkehr bzw. nach der letzten Erfassung von Messdaten, d.h. nach dem Ausfahren bei abfließendem Verkehr liegt. Die Zeitverzögerung ist so kurz, dass eine unterschiedliche Geschwindigkeit der Fahrzeuge, insbesondere wenn es um die Erfassung von Geschwindigkeitsverstößen geht, wo die mögliche Geschwindigkeitsdifferenz zwischen verschiedenen Fahrzeugen stärker begrenzt ist, eine nur vernachlässigbare Auswirkung auf die Position des angemessenen Fahrzeuges in der Bildaufnahme hat. Das heißt der Fotopunkt und damit die Position der abgebildeten, angemessenen Fahrzeuge in der Bildaufnahme unterscheidet sich im Wesentlichen nur dann, wenn die Fahrzeuge unterschiedliche Fahrspuren beschreiben, was insbesondere dann zutrifft, wenn sie auf unterschiedlichen Fahrstreifen fahren.  The photo point is known by the fact that the triggering time with a predetermined time delay after the first acquisition of measurement data, i. after retraction on incoming traffic or after the last acquisition of measurement data, i. after exiting with outgoing traffic. The time delay is so short that a different speed of the vehicles, especially when it comes to the detection of speed violations, where the possible speed difference between different vehicles is more limited, has only negligible effect on the position of the appropriate vehicle in the image acquisition. That is, the photo point and thus the position of the displayed, appropriate vehicles in the image recording differs essentially only when the vehicles describe different lanes, which is particularly true when driving on different lanes.
Es ist dem Fachmann klar, dass die rechnerisch ermittelte Fahrspur und die daraus durch Extrapolation entwickelte, verlängerte Fahrspur in eine Abbildung umgerechnet werden muss, die durch die Relativlage der optischen Achse der Kamera zur Sensorachse (wie Radarachse oder Scanachse), dem Abbildungsmaßstab und die Verzeichnung des Kameraobjektives bestimmt ist, um sie in die Bildaufnahme, passend zum abgebildeten Objektfeld einzublenden. Vorteilhaft wird die eingeblendete Fahrspur als ein Streifen bzw. ein unterbrochener Streifen auf die Fahrbahnoberfläche projiziert, der in der Helligkeit deutlich unterschiedlich zur Fahrbahnoberfläche erscheint. Vorteilhaft ist insbesondere eine aufgehellte Darstellung. It is clear to the person skilled in the art that the mathematically determined lane and the extended lane developed therefrom by extrapolation must be converted into an image which is determined by the relative position of the optical axis of the camera relative to the sensor axis (such as the radar axis or scan axis), the magnification and the distortion of the camera lens is determined to display them in the image capture, matching the pictured object field. Advantageously, the superimposed lane is projected as a strip or a broken strip on the road surface, which appears in the brightness significantly different from the road surface. In particular, a brightened representation is advantageous.
In den Fig. 1 und 2 ist jeweils ein Bilddokument mit einer Datenleiste und einer Bildaufnahme 1 gezeigt, in der, auf einer Fahrbahn fahrend, wenigstens ein Fahrzeug 2 abgebildet ist. Die Fahrbahn ist jeweils vor und hinter dem an einem vorgegebenen Fotopunkt abgebildeten Fahrzeug 2 entlang einem um das Fahrzeug 2 unterbrochenen Streifen 3, der die Fahrspur repräsentiert, aufgehellt dargestellt. Die Länge des Abschnittes der Fahrbahn über die der Streifen 3 unterbrochen ist entspricht einer Länge die charakteristisch für das abgebildete Fahrzeug 2 ist. In FIGS. 1 and 2, an image document with a data bar and an image recording 1 is shown, in which, traveling on a roadway, at least one vehicle 2 is shown. The roadway is shown brightened in front of and behind the vehicle 2 depicted at a given photo point along a strip 3 interrupted by the vehicle 2 and representing the traffic lane. The length of the section of the road over which the strip 3 is interrupted corresponds to a length which is characteristic of the vehicle 2 depicted.
Vorteilhaft beginnt der Abschnitt am Fotopunkt für das angemessene Fahrzeug 2. Wie in Fig. 1 gezeigt kann entlang des Abschnittes über den der Streifen 3 unterbrochen ist, versetzt zur Fahrspur neben dem abgebildeten Fahrzeug 2 ein Hilfsstreifen 3.1 dargestellt sein, mit einer Länge gleich dem Abschnitt der Unterbrechung. Advantageously, the section starts at the photo point for the appropriate vehicle 2. As shown in Figure 1, along the section over which the strip 3 is interrupted, offset from the traffic lane, an auxiliary strip 3.1 may be shown adjacent the depicted vehicle 2, with a length equal to the section the interruption.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Bildaufnahme 1 geschaffen, die vergleichsweise zum Stand der Technik ein angemessenes und in der Bildaufnahme 1 abgebildetes Fahrzeug 2 noch deutlicher als das angemessene Fahrzeug 2 hervorhebt. With the method according to the invention, an image pick-up 1 is created, which emphasizes, compared to the prior art, an appropriate vehicle 2 depicted in the image pickup 1 even more clearly than the appropriate vehicle 2.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Bildaufnahme1 image capture
2 Fahrzeug2 vehicle
3 Streifen3 stripes
3.1 Hilfsstreifen 3.1 auxiliary strips

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zur sicheren Identifikation eines durch einen Strahlungssensor erfassten Fahrzeuges in einer Bildaufnahme (1 ), bei dem von einem Fahrzeug (2) über die Dauer des Durchfahrens des Sensorbereiches eines Strahlungssensors zu mehreren Messzeitpunkten Messdaten zu dessen Geschwindigkeit und Position erfasst werden, mittels einer Kamera eine Bildaufnahme (1 ) von einem Objektbereich, welcher den Sensorbereich umfasst, erstellt wird, wenn sich das angemessene Fahrzeug (2) an einem vorgegebenen Fotopunkt befindet und aus den Messdaten zur Position die von dem Fahrzeug (2) zurückgelegte Fahrspur ermittelt wird und diese in die Bildaufnahme (1 ) eingeblendet wird, dadurch gekennzeichnet, 1 . Method for reliable identification of a vehicle detected by a radiation sensor in an image recording (1), in which by a vehicle (2) over the duration of passing through the sensor area of a radiation sensor at several measuring times measured data for its speed and position are detected by means of a camera Image acquisition (1) of an object area, which includes the sensor area, is created when the appropriate vehicle (2) is at a predetermined photo point and from the measurement data to the position determined by the vehicle (2) lane and this in the Image Capture (1) is displayed, characterized
dass unter Nutzung der Messdaten zur Position die ermittelte Fahrspur über den Sensorbereich hinaus extrapoliert und in die Bildaufnahme eingeblendet wird.  that the determined lane is extrapolated beyond the sensor range using the measurement data for the position and is superimposed on the image acquisition.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, 2. The method according to claim 1, characterized
dass die Fahrspur über den gesamten Objektbereich extrapoliert und in die Bildaufnahme (1 ) eingeblendet wird.  that the lane is extrapolated over the entire object area and displayed in the image recording (1).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, 3. The method according to claim 2, characterized
dass unter Nutzung der Messdaten der Position und der Geschwindigkeit sowie der Dauer der Erfassung der Messdaten eine repräsentative Länge des Fahrzeuges (2) bestimmt wird und die in die Bildaufnahme (1 ) eingeblendete Fahrspur über die repräsentative Länge durch eine Unterbrechung dort unterbrochen wird, wo sich in der Bildaufnahme (1 ) auf der abgebildeten Fahrspur ein Fahrzeug (2) befindet.  that a representative length of the vehicle (2) is determined by using the measurement data of the position and the speed and the duration of the detection of the measured data and the lane superimposed on the image recording (1) is interrupted over the representative length by an interruption where in the image recording (1) on the lane shown a vehicle (2) is located.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 4. The method according to claim 3, characterized
dass die Unterbrechung der eingeblendeten Fahrspur am Fotopunkt beginnt.  that the interruption of the displayed lane begins at the photo point.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 5. The method according to claim 3, characterized
dass die Fahrspur in Form eines die abgebildete Fahrbahn aufhellenden Streifens (3) eingeblendet wird. the lane is superimposed in the form of a lane (3) brightening the illustrated lane.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, 6. The method according to claim 3, characterized
dass über die Länge der Unterbrechung ein Hilfsstreifen (3.1 ) versetzt zum Streifen (3) abgebildet wird.  in that over the length of the interruption an auxiliary strip (3.1) offset from the strip (3) is imaged.
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