EP3877777A1 - Device and method for differentiating between and counting persons and objects - Google Patents

Device and method for differentiating between and counting persons and objects

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Publication number
EP3877777A1
EP3877777A1 EP19812683.1A EP19812683A EP3877777A1 EP 3877777 A1 EP3877777 A1 EP 3877777A1 EP 19812683 A EP19812683 A EP 19812683A EP 3877777 A1 EP3877777 A1 EP 3877777A1
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EP
European Patent Office
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counting
people
objects
area
facilities
Prior art date
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Pending
Application number
EP19812683.1A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Riedle
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.)
Dilax Intelcom GmbH
Original Assignee
Dilax Intelcom GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • G06T2207/30242—Counting objects in image

Definitions

  • the invention relates to a method for differentiating, detecting and counting people and / or objects in facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods, with the following method steps: emitting radiation from a radiation source, deflecting the radiation with an element for deflection the radiation, generating a light pattern in a detection area and detecting the radiation backscattered by people and / or objects located in the detection area in a radiation detector, and a corresponding person and / or object counting device.
  • a known solution uses several sensors at a distance of about 30 cm. People are counted in and out by triangulation in the sensor. The counting events per run are aggregated in a separate evaluation unit.
  • Another solution uses a counting sensor based on the principle of time-of-flight (ToF). For this purpose, an area to be monitored is illuminated with a short modulated light pulse. A photo mixer detects the signal propagation time and provides signals that are directly related to the 3D information. Counting data is generated from the algorithmic handling of the 3D data. Another known solution evaluates the intensity of the light reflected by people and objects. Another solution used uses two cameras that evaluate a stereoscopic image of people and objects. Another solution uses a counter sensor that works actively stereoscopically, ie uses a light source in addition to the stereo camera.
  • ToF time-of-flight
  • the systems and methods mentioned here have various disadvantages.
  • the use of several sensors is complex, therefore expensive and, due to their dimensions, cannot be integrated into every environment that is to be monitored.
  • the use of a short modulated light pulse requires a high energy content of the pulse in order to illuminate the area to be monitored sufficiently strongly so that a sufficient reflected light intensity is available for the exposure of the PMD chip. So the sensor needs a lot of energy.
  • the pulse characteristics in the current consumption must be managed in terms of circuitry.
  • a significant amount of thermal energy is generated. This makes complex thermal management necessary.
  • the detection of the reflection of the emitted light depends on the material of the reflector. Due to different clothing and hair, people are very different in their reflection for light. The sole evaluation of light intensities by reflection can lead to unreliable counting results with known devices.
  • stereoscopic cameras rely on identifying clear features when comparing the two corresponding images. Contrasts in the image that are caused by edges or outlines are usually used as a characteristic. If a scene is low in contrast, this can lead to problems in the calculation of depth data. Too little ambient light or people who optically blend with the surroundings due to their clothing can be the cause of a lack of contrast. A lack of correct depth data can lead to incorrect counting.
  • the use of light sources for large-area illumination of the area to be monitored can solve the problem of insufficient ambient light in stereo cameras. This does not solve the problem of poor contrast in special scenes.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method with which an efficient and cost-effective differentiation of people and objects, their direction of movement and their counting when getting on and off a public transport vehicle is possible. Furthermore, it is an object of the invention to provide a corresponding sensor device for carrying out the method.
  • the method according to the invention for differentiating, recording and counting people and / or objects in facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods has four process steps:
  • a radiation source emits radiation.
  • the ambient light may contain sunlight or light from artificial lighting sources. It is therefore to be expected that radiation from the near infrared wavelength range will be contained in the ambient light. Such ambient light can overlay the light that is emitted. Monochromatic light continuously emitted as radiation is used as the solution.
  • the wavelength is chosen so that it is distant from the maximum spectral irradiance of the sun and from conventional artificial light sources, but at the same time can still be received by cheap silicon-based detectors.
  • it is required that the radiation is invisible to the human eye.
  • Light of the wavelength from 780 nm to 1000 nm is suitable for realizing the invention. When using a spectrally selective detector, the invention thus works reliably under the ambient conditions in the mobile area.
  • the radiation is deflected by an element for deflecting the radiation.
  • the radiation is collimated by a lens and perpendicular to eg a diffractive optical element (DOE).
  • DOE's have several advantages compared to beam shaping using, for example, masks. Beam parts with too low an intensity are not simply masked out, but the intensity of the beam is limited in principle only by the diffraction efficiency of the diffractive structure. This enables the beam energy to be used efficiently.
  • a light pattern is generated in a detection area.
  • the element for deflecting the radiation is structured in such a way that a suitable light pattern is created behind the element for deflecting the radiation.
  • any optical arrangement can be used that generates a light pattern with the described properties.
  • the projected light pattern consists of small, delimited, illuminated areas and dark, i.e. unlit areas.
  • the illuminated areas can be abstracted as good points of light.
  • the position of the light points can be described using the model assumption of light rays that originate from a central projection point in the radiation source.
  • the light of the light pattern projector falls from a central projection point into the area to be monitored.
  • the radiation detector is oriented in such a way that its spatial viewing area is largely identical to the illuminated area.
  • the common spatial area is the detection area of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects.
  • the detection area is described by the solid angle of the central projection. Depending on the choice of aperture, the detection area is described by suitable geometric figures, the geometric origin of which lies in the central projection point of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects.
  • a rectangular aperture it is the pyramid with a rectangular and flat outline, with a round aperture it is the straight circular cone.
  • the radiation backscattered by persons and / or objects located in the detection area is detected in a radiation detector.
  • the people and / or objects are counted in a counting range.
  • the counting area is arranged in a range between 30 cm in front and 30 cm behind an access to facilities and / or to the vehicle for the transportation of people and / or objects.
  • the counting area is a defined area or space and part of the detection area. Should e.g. If the passage through a door portal (access) is monitored, the counting area can be defined as the area or space within the portal opening.
  • the counting range is then, according to the invention, 30 cm to 30 cm behind the opening of the door portal.
  • the distance refers to the shortest distance between area and area. Moving people and / or objects must pass through the counting area completely in order to trigger a counting event. In this way it is avoided that a counting event is generated even though the person or the object does not enter the facility or the vehicle at all because e.g. only want to determine whether a seat is free and come into contact with the counting area.
  • Facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods within the meaning of this invention can be train stations, stops, ports, airports or parts or areas of these, as well as buses, trains, subways, suburban trains, ships and planes as well as any other facility or part of a facility as well as vehicles of any kind.
  • An access in the sense of this invention is an interface or a volume in an opening between the interior of a device and / or a vehicle for the transportation of people and / or goods and the outside thereof.
  • the light pattern bears a coding which creates the uniqueness. This is ensured, for example, by a specific arrangement of the light points of the light pattern, in which each point of the light pattern has an environment (submatrix) of light points that can be clearly assigned to it.
  • the counting area is in an area between 20 cm in front and 20 cm behind an access to facilities and / or the vehicle for the transport of people and / or objects and preferably in an area between 10 cm in front and 10 cm behind an Access to facilities and / or vehicles arranged for the transportation of people and / or objects. In this way, the spatial conditions in the area of the counting area are taken into account.
  • the counting area comprises a volume defined in space, which is at least partially part of the detection area.
  • a counting event occurs when moving people and / or objects enter the counting area or leave the counting area.
  • the counting area comprises a counting area defined in space that intersects the detection area.
  • the position and extent of the counting area are variable and can be adapted to the spatial conditions. If, for example, the passage through a door portal is to be monitored, the counting area can be defined as a level running parallel to the portal opening.
  • a counting event occurs when moving people and / or objects enter the counting area or leave the counting area.
  • the counting area comprises two counting areas defined in space that intersect the detection area.
  • the position and extent of the counting area are variable and can be adapted to the spatial conditions.
  • the two counting surfaces are usually arranged parallel to one another and spaced apart from one another in the detection area.
  • a counting event occurs when moving people and / or objects enter one of the counting areas or leave one of the counting areas.
  • a first counting surface faces a vehicle interior and a second counting surface faces the vehicle exterior.
  • a counting event occurs when a person and / or an object enters the first counting area or leaves the second counting area. This increases the reliability of the count by having to pass through both counting areas.
  • the position of the counting area and / or the counting area is selected depending on the type of object recognized.
  • the position of the counting area and / or the counting area depends in particular on the extent of the detected object perpendicular to the counting area and / or the counting area.
  • the position of the counting area and / or the counting area is different, e.g. if the object is recognized as a bicycle, as if the object e.g. is recognized as a person.
  • a bicycle usually has a larger extension perpendicular to the counting area and / or to the counting area than a person.
  • the position of the counting area and / or the counting area is shifted such that a counting event only occurs when a longer area of the bicycle enters the counting area or the counting area perpendicular to the counting area and / or the counting area.
  • a light pattern is detected in the detection area.
  • Each person and / or object located in the detection area leads to a different light pattern than the light pattern originally generated in the detection area. These light patterns changed by people and / or objects are recorded.
  • a movement of the light pattern is detected in the detection area.
  • the imaginary line between the optical axis of the radiation source and the optical axis of the radiation detector is referred to as the baseline. If a person steps into the detection area over time, the radiation detector observes a movement of parts of the generated light pattern along the baseline.
  • a shift in the light pattern is detected in the detection area.
  • the detected light patterns are compared with the projected light pattern. For small image areas that have undergone a shift in relation to the generated light pattern, the shift is recorded.
  • the length of the displacement is calculated.
  • the detected light patterns are compared with the projected light pattern. For small image areas that have undergone a shift in relation to the generated light pattern, a shift is detected and its length is calculated.
  • a depth value is determined from the length of the displacement.
  • a depth value for a small image area can be calculated from the length shift using the geometric relationships.
  • a 3D point cloud is available for further evaluation.
  • Information about the scene in the detection area, including existing people and objects, is represented by the depth values of the 3D point cloud. People or objects have a characteristic, three-dimensional shape in space.
  • the detected, synchronously shifted light patterns are compared with characteristic known patterns.
  • the known patterns are stored in a memory, for example.
  • the synchronously shifted detected light patterns are compared with these known patterns in order to identify whether the synchronously shifted detected light patterns are people and / or objects.
  • the light pattern is assigned to an object type.
  • An object type is, for example, a person or a body part of a person, for example the face, or an object such as a suitcase, bicycle, etc.
  • a characteristic point is determined for the assigned light pattern.
  • the characteristic point mathematically represents the synchronously shifted light pattern.
  • the characteristic point is determined using the center of gravity method. Other methods are possible.
  • a counting event is triggered by touching a counting area by the light pattern and / or the characteristic point.
  • a series of such characteristic points are created, which form a trajectory with a known direction course. If the trajectory intersects the counting area, a counting event is generated.
  • the direction of movement of the light pattern and / or the characteristic point is recorded. This configuration makes it possible to recognize whether a person and / or the object is entering or leaving the device and / or the vehicle.
  • the counting event is classified from the direction of movement of the light pattern and / or the characteristic points on the basis of predefined properties. If many people and / or objects enter the facility and / or the vehicle, the counting event can be classified, for example, with a view to impending overfilling of the vehicle. Under-allocation can also be recorded. In this way, the user receives statistical data about the utilization or use of the device and / or the vehicle over an arbitrarily long period of time.
  • the method is suitable for distinguishing, detecting and counting people and objects in facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods.
  • the radiation density p s is between 5 * 10 2/4 * p sr 1 and 10 6/4 * p sr 1 .
  • the light pattern and / or the point density of the generated light pattern is to be selected such that the generated light pattern is unambiguous in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position.
  • the data volume generated should be as low as possible.
  • a point density of the light pattern is most favorable, which has a radiation density p s of at least 5 * 10 2/4 * p sr 1 and a maximum of 10 6/4 * p sr 1 corresponds, depending on the distance from the people and / or objects to be detected or the detection area from the radiation source.
  • the radiation density is p s is at least 1 * 10 3/4 * p sr 1, preferably from 5 * 10 3/4 * sr p 1 and more preferably 1 * 10 4/4 * p sr. 1
  • the light pattern and / or the point density of the generated light pattern is to be selected such that the generated light pattern is unambiguous in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position.
  • the data volume generated should be as low as possible.
  • a point density of the light pattern is best chosen that has a radiation density p s of at least 1 * 10 3/4 * p sr 1 and particularly preferably 1 * 10 4/4 * p sr 1 corresponds to, depending on the distance from the people and objects to be detected or the detection area.
  • the radiation density is p s at most 5 * 10 5/4 * p sr 1, preferably from 1 * 10 5/4 * sr p 1 and more preferably 5 * 10 4/4 * p sr. 1
  • the light pattern and / or the point density of the generated light pattern is to be selected so that the generated light pattern is clear in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position.
  • the data volume generated should be as low as possible.
  • a point density of the light pattern is most favorable, which has a radiation density p s of at most 1 * 10 5/4 * p sr 1 and particularly preferably 5 * 10 4/4 * p sr 1 corresponds, depending on the distance from the people and objects to be detected or the detection area from the radiation source.
  • the device according to the invention for detecting, assigning and counting people and / or objects in devices and / or vehicles for the transportation of people and / or objects has a radiation source, a radiation detector and an element for deflecting the radiation emerging from the radiation source.
  • the person and / or object counting device is suitable for counting the people and / or objects located therein in a counting area.
  • the counting area is a partial area of the detection area and is at least partially arranged in an area between 30 cm in front and 30 cm behind an access to the facilities and / or the vehicle for the transportation of people and / or objects.
  • the radiation source generates a continuous monochromatic laser radiation having a wavelength ranging from 780 nm to 1000 nm.
  • the element for deflecting the emerging from the radiation source is carried out according to the invention such that it is suitable to a light pattern in a detection area with a radiation density of 5 * 10 2/4 * p sr 1 ⁇ p s ⁇ 10 6/4 * p sr 1 .
  • the projected light pattern consists of small, delimited, illuminated areas and dark, ie non-illuminated areas.
  • the illuminated areas can be abstracted as good points of light.
  • the position of the light points can be described using the model assumption of light rays that originate from a central projection point in the radiation source.
  • An important feature of the invention is the surveillance of a room area.
  • the light from the light pattern projector falls from a central projection point into this area.
  • the radiation detector is oriented in such a way that its spatial viewing area is largely identical to the illuminated area.
  • the common spatial area is the detection area of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects.
  • the radiation source and optical elements produce the desired light pattern to be projected.
  • One possible embodiment uses a laser diode as the radiation source, a collimator lens and a diffractive optical element (DOE).
  • DOE diffractive optical element
  • the image sensor forms the radiation detector together with the lens and the bandpass filter.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects has an interface to a control and / or evaluation unit.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects has a control and / or evaluation unit.
  • the control and evaluation unit has a memory and a computer unit.
  • the radiation detector is suitable for detecting the radiation of the light pattern backscattered by people and / or objects in the detection area.
  • a bandpass filter built into the radiation detector is only permeable to light in a narrow spectral window.
  • the central wavelength of the bandpass filter corresponds to the wavelength of the light emitted by the radiation source. This prevents light of other wavelengths from exposing the image sensor.
  • control and / or evaluation unit is suitable for executing a program that assigns an object type to the light patterns on the basis of the light patterns backscattered by the people and / or objects in the detection area.
  • An object type is, for example, a person or a body part of a person, for example the face, or an object such as a suitcase, bicycle, etc.
  • control and / or evaluation unit is suitable for executing a program that tracks the displacement of people and / or objects based on the backscattered light patterns with regard to their direction and / or length.
  • Information about the scene in the detection area is represented by the depth values of the 3D point cloud.
  • People or objects have a characteristic, three-dimensional shape in space.
  • a suitable program e.g. a recognition algorithm, looks for parts of such characteristic shapes in the data of the 3D punk cloud. If there is a match, a shape is recognized.
  • the position of a certain person or a certain object can be determined by a characteristic point, e.g. is determined by the focus method, be abstracted.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects is suitable for detecting the contact of a light pattern with a counting area located in the detection area.
  • Information about the scene in the detection area, including existing people and objects, is represented by the depth values of the 3D point cloud.
  • the position of a particular person or A specific object can be abstracted by a characteristic point, which is determined, for example, by the focus method. If the trajectory intersects a predefined area in space, the counting area, a counting event is generated.
  • the counting area comprises a volume predefined in space, which is at least partially part of the detection area.
  • a counting event occurs when moving people and / or objects enter the counting area or leave the counting area.
  • the counting area comprises a counting area defined in space that intersects the detection area.
  • the position and extent of the counting area are variable and can be adapted to the spatial conditions. Should e.g. If the passage through a door portal is monitored, the counting area can be defined as a level running parallel to the portal opening. A counting event occurs when moving people and / or objects enter the counting area or leave the counting area.
  • the counting area comprises at least two levels, the position of which is predefined.
  • the location and extent of the counting areas are variable and can be adapted to the spatial conditions.
  • two counter areas arranged parallel to each other are used. The person or the object must then move at least partially through a counting area and also, at least partially, penetrate the second area again with a time delay. A counting event is only triggered when the passage sequence is detected.
  • the counting area is arranged in a range between 30 cm in front and 30 cm behind the access of the device and / or the vehicle for the transport of people and / or objects.
  • the counting area is in a range between 20 cm in front and 20 cm behind the access of the device and / or the vehicle for the transport of people and / or objects and preferably in a range between 10 cm in front and 10 cm arranged behind the access of the device and / or the vehicle for the transport of people and / or objects.
  • the radiation density generated is p s is at least 1 * 10 3/4 * p sr 1, preferably from 5 * 10 3/4 * p sr 1 and more preferably 1 * 10 4/4 * p sr. 1
  • the light pattern and / or the point density of the generated light pattern is to be selected such that the generated light pattern is unambiguous in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position.
  • the data volume generated should be as low as possible.
  • a point density of the light pattern is most favorable, which has a radiation density p s of at least 1 * 10 3/4 * p sr 1 and particularly preferably 1 * 10 4/4 * p sr 1 corresponds, depending on the distance from the people and objects to be detected or the detection area.
  • the radiation density generated is p s at most 5 * 10 5/4 * p sr 1, preferably from 1 * 10 5/4 * p sr 1 and more preferably 5 * 10 4/4 * p sr. 1
  • the light pattern and / or the point density of the generated light pattern is to be selected such that the generated light pattern is unambiguous in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position.
  • the data volume generated should be as low as possible.
  • a point density of the light pattern is most favorable, which has a radiation density p s of at most 1 * 10 5/4 * p sr 1 and particularly preferably 5 * 10 4/4 * p sr 1 corresponds, depending on the distance from the people and objects to be detected or the detection area.
  • Embodiments of the method according to the invention for differentiating, detecting and counting people and / or objects in facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods and the device according to the invention for detecting, assigning and counting people and / or objects in facilities and / or Vehicles for the transport of people and / or objects are in the drawings shown schematically simplified and are explained in more detail in the following description.
  • FIG. 1 arrangement of the inventive device for detection, assignment and
  • Fig. 2 location of the detection area with generated light pattern.
  • Fig. 3 detection of people and / or objects in the detection area.
  • Fig. 4 a generated 3D point cloud of people and / or objects in the detection area.
  • Fig. 4 b generated 3D point cloud when moving people and / or objects in
  • Radiation source generated light pattern, point density too low.
  • Radiation source generated light pattern, point density suitable.
  • Radiation source generated light pattern, point density suitable.
  • Radiation source generated light pattern, point density suitable.
  • Radiation source generated light pattern, point density suitable.
  • Radiation source generated light pattern, point density too high.
  • Fig. 7 a orientation and location of a counting area on a door portal.
  • Fig. 7 b orientation and location of two parallel counting surfaces on a door portal.
  • Fig. 7 c orientation and location of a count volume on a door portal.
  • Fig. 8 a side view of the location of the characteristic point, determination of
  • Fig. 8 b side view of the location of the characteristic point, determination of the
  • Fig. 8 c side view of the location of the characteristic point, determination of the
  • Fig. 9 a side view of differently designed counting areas and the generation of a
  • Counting event when a person enters counting range executed as counting volume.
  • FIG. 9 b side view of differently designed counting areas and the generation of a
  • counting range executed as counting volume.
  • Fig. 9 c side view of differently designed counting areas and the generation of a
  • Counting event when a person enters counting area with two counting areas.
  • Fig. 9 d side view of differently designed counting areas and the generation of a
  • Counting event when leaving a person counting area with two counting areas.
  • Fig. 9 e side view of differently designed counting areas and the generation of a
  • Counting event when a person enters counting area with a counting area.
  • Fig. 10 Structure of an embodiment of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects.
  • Fig. 1 shows a typical scene in the entry or exit area of a vehicle for the transport of people, for example a vehicle for public transport. Characteristic of this area are people of different heights and thus different volumes, in addition the people wear different clothes and have different hair colors and -tracht. They are therefore different in their reflection for light. People can also carry objects such as bags, suitcases, bicycles, etc. These people and the objects are recorded, assigned and counted simultaneously by the inventive device for recording, assigning and counting people and / or objects 1.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 has a radiation source 10, an element for deflecting the radiation 30 and a radiation detector 20.
  • an electronic control and evaluation device 60 which are connected to one another by means of interfaces, is installed in or within the communication range of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 is located in the upper area of the entry or exit area of the device or of the vehicle.
  • the central projection point of the radiation source 10 and the position of the optical axis of the radiation source 10, that is, the straight line which is perpendicular to the element for deflection, is used to describe the position of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 in space the radiation 30 stands and contains the central projection point. If the elements of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 are firmly connected to one another, the geometric position of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 in space is also clearly defined.
  • the projection point is between 1.7 m (minimum) and 20 m (maximum) perpendicular to the floor of the vehicle. In typical vehicles, the projection point is 1.8 m to 3 m perpendicular to the floor of the vehicle.
  • the radiation source 10 of the device for registering, assigning and counting people and / or objects 1 emits radiation S in the first method step.
  • the ambient light may contain sunlight or light from artificial lighting sources. It is therefore to be expected that radiation from the near infrared wavelength range will be contained in the ambient light. Such ambient light can be superimposed on the light emitted by the radiation source 10.
  • Monochromatic laser radiation and a spectrally selective detector are used as the solution. The wavelength is chosen so that the radiation is invisible to the human eye. When choosing the wavelength, it must be ensured that the image sensor of the radiation detector 20 has a sufficiently high quantum efficiency in order to generate enough photoelectrons. Light of the wavelength from 780 nm to 1000 nm is suitable for realizing the invention. The invention thus works reliably under the ambient conditions in the mobile area.
  • the laser radiation S is collimated by a lens and directed perpendicularly to the element for deflecting the radiation 30.
  • the element for deflecting the radiation 30 is usually a diffractive optical element (DOE), which is structured in such a way that in the second method step for differentiating, detecting and counting people and / or objects in vehicles for the transportation of people and / or goods, a suitable detection area 40, which has a counting surface 80, behind which DOE 30 is formed.
  • DOE diffractive optical element
  • the counting surface 80 is selected such that it coincides with the door cutout of the entry or exit area.
  • FIG. 2 shows an example of the light pattern 50 generated by the radiation source 10 of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 in the detection area 40.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 has a radiation source 10, an element for deflecting the radiation 30 and a radiation detector 20.
  • an electronic control and evaluation device 60 which are connected to one another by means of interfaces, is installed in or within the communication range of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1.
  • the radiation source 10 generates a continuous monochromatic laser radiation S with a wavelength in the range from 780 nm to 1000 nm.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 generates a light pattern 50
  • Light pattern 50 consists of small, delimited, illuminated areas and dark, ie unlit areas.
  • the illuminated areas can be abstracted as good points of light.
  • the position of the light spots can be described using the model assumption of light rays that originate from a central projection point in the radiation source 10.
  • the light pattern 50 is designed such that the projected light pattern 50 is unambiguous in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position.
  • the density of the pattern points determines the resolution of the recorded people and objects. Since the pattern points are created by central projection, the number of light rays per solid angle is a measure of the resulting point density.
  • the light pattern has a coding that creates the uniqueness. This is ensured here by a specific arrangement of the light points of the light pattern, in which each point of the light pattern has an environment (submatrix) of light points that can be clearly assigned to it.
  • FIG. 3 shows the detection of people and / or objects in the detection area 40.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 has a radiation source 10, an element for deflecting the radiation 30 and a radiation detector 20.
  • an electronic control and evaluation device 60 which are connected to one another by means of interfaces, is installed in or within the communication range of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1.
  • the radiation source 10 generates a continuous monochromatic laser radiation S with a wavelength in the range from 780 nm to 1000 nm.
  • the backscattered radiation from people and / or objects located in the detection area 40 is detected in the radiation detector 20 .
  • the imaginary line between the optical axis of the radiation source 10 and the optical axis of the Radiation detector 20 is referred to as a baseline. If a person steps into the detection area 40 over time, the radiation detector 20 observes a displacement of parts of the light pattern 50 along the baseline.
  • the program which is executed on the control and evaluation device 60, compares the captured images of the radiation detector 20 with the projected light pattern 50.
  • the program calculates the length of the shift , the so-called disparity. Since the light pattern 50 is unique on small image areas along the baseline, exactly one disparity is found for each image area. A depth value for a small image area can be calculated from the disparity based on the geometric relationships. As a result, a 3D point cloud 190 is now available for further evaluation.
  • a coded light pattern (see Fig. 2) can also be used.
  • FIG. 4 shows the 3D point cloud 190 when the people and / or objects move in the detection area 40.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 has a radiation source 10, an element for deflecting the radiation 30 and one Radiation detector 20 on.
  • an electronic control and evaluation device 60 which are connected to one another by means of interfaces, is installed in or within the communication range of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1.
  • the radiation source 10 generates a continuous monochromatic laser radiation S with a wavelength in the range from 780 nm to 1000 nm.
  • Information about the scene in the detection area 40 is represented by the depth values of the 3D point cloud 190 (FIG. 4 a).
  • People or objects have a characteristic, three-dimensional shape in space.
  • a suitable program for example a recognition algorithm, looks for parts of such characteristic shapes in the data of the 3D punk cloud 190. If there is a match, a shape is recognized.
  • the position of a specific person or a specific object can be abstracted using a characteristic point 200, which is determined, for example, by the focus method. In the course of time, by evaluating a lot of data from the radiation detector 20, a series of such characteristic points 200 are created, which form a trajectory with a known direction course (FIG. 4 b).
  • the counting area 80 a counting event is generated. From the direction of the trajectory, it can be determined whether the person gets on or off the vehicle.
  • the same principle can be used for objects, for example for bicycles or suitcases, which are brought into the detection area 40 and exceed the counting area 80.
  • a coded light pattern (see Fig. 2) can also be used.
  • the determination of the suitable density of the pattern points of the light pattern 50 generated by the radiation source 10 is illustrated in FIG. 5.
  • the number of pattern points shown in this figure only shows a tendency, not an absolute number.
  • the point density of the light pattern 50 is to be selected such that the projected light pattern 50 is unambiguous in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position.
  • the recognition algorithm must also reliably recognize characteristic shapes of people and / or objects.
  • the data volume generated in the control and evaluation device 60 should be as small as possible. Under these conditions, the point density of the light pattern 50, shown in FIG. 5 a, is chosen too low. The data volume generated is small, but a clear assignment of the person is not possible, as is reliable detection of the person.
  • the point density of the light pattern 50 shown in FIG. 5 f, is too high.
  • the individual points of the light pattern can no longer be distinguished by the detector, on the other hand, the amount of data to be processed is so large that a significantly more powerful control device and memory with larger capacities would be necessary and would thus lead to significantly higher costs.
  • a point density of the light pattern 50 which has a radiation density p s of at least 1 * 10 3/4 * p sr 1 and a maximum of 5 * 10, is most favorable for typical operation in vehicles for the transport of people and / or goods 4/4 * p sr 1 corresponds, depending on the distance of the device for detecting, assigning and counting People and / or objects 1 of the people and objects to be detected or the detection area 40. Illustrations of these point densities of the light pattern 50 are shown in FIG. 5 be. For the sake of simplicity, regular light patterns are shown in FIGS. 5 a - f. Optionally, however, a coded light pattern (see FIG. 2) can also be used.
  • FIG. 6 shows the detection area 40 of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 for detecting, assigning and counting people and / or objects on a door portal 150 of a device for local public transport.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 is located in the upper area at a distance from the door portal 150.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 has a radiation source 10, an element for deflecting the radiation 30 and a radiation detector 20.
  • an electronic control and evaluation device 60 which are connected to one another by means of interfaces, is installed in or within the communication range of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1.
  • the radiation source 10 generates a continuous monochromatic laser radiation S with a wavelength in the range from 780 nm to 1000 nm.
  • An important feature of the invention is the surveillance of a room area.
  • the light of the light pattern projector 100 falls from a central projection point into this area.
  • the radiation detector 20 is oriented in such a way that its spatial field of vision is largely identical to the illuminated area.
  • the common spatial area is the detection area 40 of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1.
  • the detection area 40 is described by the solid angle of the central projection. Depending on the choice of the aperture, the detection area 40 is described by suitable geometric figures, the geometric origin of which lies in the central projection point of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1.
  • a rectangular aperture it is the pyramid with a rectangular and flat outline, with a round aperture it is the straight circular cone.
  • Two light beams are sufficient for the application of the invention with the requirement of direction detection.
  • the two beams are slightly divergent to each other, but mostly cover the same area.
  • the detection area 40 can be extended to the hemisphere.
  • the space half below the assembly level of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 is then completely monitored, the solid angle is 2p sr.
  • the alignment and position of the counting surfaces 80, 81 and the counting volume 90 is shown in FIG. 7.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 is located in the upper area at a distance from the door portal 150.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 has a radiation source 10, an element for it Deflection of the radiation 30 and a radiation detector 20.
  • an electronic control and evaluation device 60 which are connected to one another by means of interfaces, is installed in or within the communication range of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1.
  • the radiation source 10 generates a continuous monochromatic laser radiation S with a wavelength in the range from 780 nm to 1000 nm.
  • a counting area 80 is a defined area in the detection area 40 (FIG. 7 a). If, for example, the passage through a door portal 150 is to be monitored, the counting area 80 can be defined as a plane parallel to the portal opening.
  • the counter plane 80 is preferably 10 cm to 10 cm behind the opening of the door portal 150. In order to monitor the door portal 150 in a suitable manner, distances of the counter plane 80 from the opening of the door portal 150 of up to 30 cm are advantageous. Within the meaning of the invention, distances of a maximum of 250 cm in front of to 250 cm of the counter plane 80 behind the opening of the door portal are also possible. In the general case of curved door portal surfaces and curved counter surfaces 80, 81, the distance relates to the shortest distance between the surfaces. In the sense of the invention, at least one counting area 80 is defined that intersects the detection area 40. Moving people and / or objects must at least partially pass through the counting surface 80 in order to trigger a counting event.
  • two (FIG. 7b) or more counting areas 80, 81 can also be used.
  • two counter areas 80, 81 arranged parallel to one another are used. The person or the object must then at least partially move through a counting area 80, 81 of the counting volume defined by the two counting areas 80, 81 (FIG. 7 c) and also at least partially penetrate the second area again with a time delay.
  • a counting event is only triggered when the passage sequence is detected.
  • FIG. 8 shows a side view of the position of the characteristic point 200, which represents the position of a person or an object, using different algorithms for determining it from the depth values of the 3D point cloud 190.
  • the characteristic point 200 is determined from the points of the 3D point cloud 190 to represent a person or an object, which is the smallest distance from the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 (FIG. 8 a).
  • the characteristic point 200 can also be determined by a center of gravity method (FIG. 8 b, c). Then the characteristic point 200 lies within the space of the volume claimed by the person or by the object. When determining the center of gravity (FIG. 8 b) of the points of the 3D point cloud 190, the characteristic point 200 lies at a shorter distance from the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 than when determining the center of volume (FIG. 8 c).
  • a side view of differently designed counting areas (70) and the generation of a counting event when a person passes through the counting area (70) is shown in FIG. 9. The same principle can also be applied to objects brought through the counting area (70).
  • the counting area (70) can be designed as a counting volume 90 (FIG. 9 a, b).
  • the person passing through the counting volume 90 is then usefully represented by the 3D point cloud 190 generated by him.
  • a point of the 3D point cloud 190 When the person (FIG. 9 a) enters the device or the vehicle for the transportation of people and / or goods, a point of the 3D point cloud 190 first reaches the counting volume 90, and further points of the 3D point cloud 190, to in the further course of time finally all points of the 3D point cloud 190 are to be located in the counting volume 90. In the further course of time, fewer and fewer points of the 3D point cloud 190 are located in the counting volume 90 because the person passes through the counting volume 90. The distance between the 3D point cloud 190 and the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 is reduced. A counting event is generated precisely when the entire 3D point cloud 190 generated by the person has passed through the counting volume 90, ie there is no longer any point within the counting volume 90 of the 3D point cloud 190 generated by the person.
  • a point of the 3D point cloud 190 enters the counting volume 90, over time further points of the 3D point cloud 190, until finally all points of the 3D point cloud 190 are to be located in the count volume 90.
  • fewer and fewer points of the 3D point cloud 190 are located in the counting volume 90 because the person passes through the counting volume 90.
  • the distance between the 3D point cloud 190 and the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 increases.
  • a counting event is generated precisely when the entire 3D point cloud 190 generated by the person has passed through the counting volume 90, ie there is no longer any point within the counting volume 90 to be located in the 3D point cloud 190 generated by the person.
  • the program of the control and evaluation device 60 tracks the trajectory of the 3D point cloud 190 over time and thus recognizes whether a person is entering or leaving the device or the vehicle.
  • the counting area (70) can also be defined by two counting areas 80, 81 (FIG. 9 c, d) which are arranged parallel to one another and spaced apart from one another.
  • the person passing through the counting volume 90 is then usefully represented by a characteristic point 200.
  • a counting event is generated exactly when the characteristic point 200 has passed the second counting area 81.
  • the characteristic point 200 penetrates the second counting area
  • a counting event is generated exactly when the characteristic point 200 has passed the first counting area 80.
  • the program of the control and evaluation device 60 tracks the passage of the counting areas 80, 81 over time and thus recognizes whether a person is entering or leaving the device or the vehicle.
  • the counting area (70) can also be defined by a counting area 80 (Fig. 9 e, f).
  • the person passing through the counting volume 90 is then usefully represented by a characteristic point 200.
  • the characteristic point 200 penetrates the counting area 80, likewise the characteristic point 200 penetrates the counting area when the person leaves (FIG. 9 f) 80.
  • a counting event is generated exactly when the characteristic point 200 has passed the counting area 80.
  • the program of the control and evaluation device 60 tracks the trajectory of the characteristic point 200 over time and thus recognizes whether a person is entering or leaving the device or the vehicle.
  • the light pattern projector 100 contains the radiation source 10 and optical elements 30 in order to generate the desired light pattern 50 to be projected.
  • One possible embodiment uses a laser diode as radiation source 10, a collimator lens and a diffractive optical element (DOE) 30.
  • the radiation source 10 generates a continuous monochromatic laser radiation S with a wavelength in the range from 780 nm to 1000 nm.
  • the image sensor 130 together with the objective 110 and the bandpass filter 120, forms the radiation detector 20.
  • the bandpass filter 120 is only transparent to light in a narrow spectral window.
  • the central wavelength of the bandpass filter 120 corresponds to the wavelength of the light emitted by the radiation source 10. This prevents light of other wavelengths from exposing the image sensor 130.
  • the image data are processed by the control and evaluation device 60 and evaluated by means of a suitable program.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 is connected to the control and evaluation device 60 via an interface.
  • the carrier structure 140 brings the radiation detector 20 and the light pattern projector 100 into a defined position and thus realizes the so-called baseline.
  • the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 actively provides light and can also work in dark surroundings. Since the lighting is not large, but only light is directed into sample areas, a lower light output is required than with large-area lighting. Accordingly, less energy is consumed and less waste heat is generated.

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Abstract

The invention relates to a method for differentiating between, detecting, and counting persons and/or objects in facilities and/or vehicles for conveying persons and/or goods, having the steps of: emitting radiation from a radiation source, deflecting the radiation using an element for deflecting the radiation, generating a light pattern in a detection region, detecting the radiation scattered back from persons and/or objects located in the detection region in a radiation detector, and counting the persons and/or objects in a counting region, wherein the counting region is arranged in a region between 30 cm in front of and 30 cm behind an entrance into facilities and/or a vehicle for conveying persons and/or objects. The invention additionally relates to a corresponding device for carrying out the method.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR UNTERSCHEIDUNG UND ZÄHLUNG VON PERSONEN UND GEGENSTÄNDEN  DEVICE AND METHOD FOR DIFFERENTIATING AND COUNTING PERSONS AND OBJECTS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen und/oder Objekten in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung mit den folgenden Verfahrensschritten: Aussenden einer Strahlung von einer Strahlungsquelle, Ablenken der Strahlung mit einem Element zur Ablenkung der Strahlung, Erzeugen eines Lichtmusters in einem Erfassungsbereich und Erfassen der von in dem Erfassungsbereich befindlichen Personen und/oder Objekten rückgestreuten Strahlung in einem Strahlungsdetektor, sowie eine entsprechende Personen- und/oder Objektzählvorrichtung. The invention relates to a method for differentiating, detecting and counting people and / or objects in facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods, with the following method steps: emitting radiation from a radiation source, deflecting the radiation with an element for deflection the radiation, generating a light pattern in a detection area and detecting the radiation backscattered by people and / or objects located in the detection area in a radiation detector, and a corresponding person and / or object counting device.
Stand der Technik State of the art
Die Lenkung von Personenströmen, insbesondere in urbanen Umgebungen, erfordert eine genaue Erfassung und eine vorausschauende Analyse der Fahrgastströme. Dazu müssen die in das Fahrzeug (insbesondere Bus, Bahn etc.) ein- und aus dem Fahrzeug aussteigenden Personen und die Gegenstände, die sie ggf. mit sich führen (Koffer, Fahrrad etc.), genau und zuverlässig erfasst und klassifiziert werden. Dazu werden bereits bekannte Verfahren und Sensoren in den genannten Umgebungen eingesetzt. The control of flows of people, especially in urban environments, requires precise recording and a forward-looking analysis of the flow of passengers. To do this, the people entering and exiting the vehicle (especially the bus, train, etc.) and the objects they may carry with them (suitcase, bicycle, etc.) must be recorded and classified precisely and reliably. For this purpose, known methods and sensors are used in the environments mentioned.
Eine bekannte Lösung verwendet mehrere Sensoren im Abstand von ca.30 cm. Die Zählung ein- und austretender Personen erfolgt durch Triangulation im Sensor. Die Zählereignisse pro Durchgang werden in einer separaten Auswerteeinheit aggregiert. A known solution uses several sensors at a distance of about 30 cm. People are counted in and out by triangulation in the sensor. The counting events per run are aggregated in a separate evaluation unit.
Eine weitere Lösung verwendet einen Zählsensor, der auf dem Prinzip Time-of-Flight (ToF) basiert. Dazu wird ein zu überwachender Bereich mit einem kurzen modulierten Lichtimpuls beleuchtet. Ein Photomischdetektor wertet die Signallaufzeit aus und stellt Signale bereit die einen direkten Bezug zur 3D-lnformation haben. Aus der algorithmischen Behandlung der 3D Daten werden Zähldaten generiert. Eine weitere bekannte Lösung wertet die Intensität des von Personen und Gegenständen reflektierten Lichtes aus. Eine weitere eingesetzte Lösung verwendet zwei Kameras, die ein stereoskopisches Bild der Personen und Gegenstände auswertet. Eine weitere Lösung verwendet einen Zählsensor, der aktiv stereoskopisch arbeitet, d.h. zusätzlich zur Stereokamera eine Lichtquelle verwendet. Another solution uses a counting sensor based on the principle of time-of-flight (ToF). For this purpose, an area to be monitored is illuminated with a short modulated light pulse. A photo mixer detects the signal propagation time and provides signals that are directly related to the 3D information. Counting data is generated from the algorithmic handling of the 3D data. Another known solution evaluates the intensity of the light reflected by people and objects. Another solution used uses two cameras that evaluate a stereoscopic image of people and objects. Another solution uses a counter sensor that works actively stereoscopically, ie uses a light source in addition to the stereo camera.
Die hier genannten Systeme und Verfahren weisen diverse Nachteile auf. Eine Verwendung von mehreren Sensoren ist aufwändig, damit teuer und kann aufgrund ihrer Abmessungen nicht in jede Umgebung, die überwacht werden soll, integriert werden. Die Verwendung eines kurzen modulierten Lichtimpulses erfordert einen hohen Energieinhalt des Pulses, um den zu überwachenden Bereich genügend stark auszuleuchten, so dass eine genügende reflektierte Lichtstärke zur Belichtung des PMD-Chips zur Verfügung steht. Der Sensor braucht also viel Energie. Insbesondere die Impulscharakteristik in der Stromaufnahme muss schaltungstechnisch gemanagt werden. Zudem entsteht aufgrund des endlichen Wirkungsgrades der Lichtquellen eine bedeutende Menge an Wärmeenergie. Dies macht ein aufwändiges thermisches Management notwendig. The systems and methods mentioned here have various disadvantages. The use of several sensors is complex, therefore expensive and, due to their dimensions, cannot be integrated into every environment that is to be monitored. The use of a short modulated light pulse requires a high energy content of the pulse in order to illuminate the area to be monitored sufficiently strongly so that a sufficient reflected light intensity is available for the exposure of the PMD chip. So the sensor needs a lot of energy. In particular, the pulse characteristics in the current consumption must be managed in terms of circuitry. In addition, due to the finite efficiency of the light sources, a significant amount of thermal energy is generated. This makes complex thermal management necessary.
Die Erfassung der Reflexion des ausgestrahlten Lichtes ist abhängig vom Material des Reflektors. Personen sind durch unterschiedliche Kleidung und Haare sehr unterschiedlich in ihrer Reflexion für Licht. Die alleinige Auswertung von Lichtintensitäten durch Reflexion kann bei bekannten Geräten zu unzuverlässigen Zählergebnissen führen. The detection of the reflection of the emitted light depends on the material of the reflector. Due to different clothing and hair, people are very different in their reflection for light. The sole evaluation of light intensities by reflection can lead to unreliable counting results with known devices.
Stereoskopische Kameras sind prinzipbedingt darauf angewiesen, beim Vergleich der beiden korrespondierenden Bilder eindeutige Merkmale zu identifizieren. Üblicherweise werden Kontraste im Bild, die durch Kanten oder Umrisse verursacht werden, als Merkmal verwendet. Wenn eine Szene kontrastarm ist, kann dies zu Problemen in der Berechnung von Tiefendaten führen. Zu wenig Umgebungslicht oder Personen, die aufgrund ihrer Bekleidung optisch mit der Umgebung verschmelzen, können Ursachen für mangelnden Kontrast sein. Ein Mangel an korrekten Tiefendaten kann zu fehlerhafter Zählung führen. Eine Verwendung von Lichtquellen zur großflächigen Beleuchtung des zu überwachenden Bereichs kann bei Stereokameras das Problem von zu wenig Umgebungslicht lösen. Das Problem von Kontrastarmut in speziellen Szenen wird dadurch nicht gelöst. In principle, stereoscopic cameras rely on identifying clear features when comparing the two corresponding images. Contrasts in the image that are caused by edges or outlines are usually used as a characteristic. If a scene is low in contrast, this can lead to problems in the calculation of depth data. Too little ambient light or people who optically blend with the surroundings due to their clothing can be the cause of a lack of contrast. A lack of correct depth data can lead to incorrect counting. The use of light sources for large-area illumination of the area to be monitored can solve the problem of insufficient ambient light in stereo cameras. This does not solve the problem of poor contrast in special scenes.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereit zu stellen, mit dem eine effiziente und kostengünstige Unterscheidung von Personen und Gegenständen, deren Bewegungsrichtung sowie deren Zählung beim Ein- und Aussteigen aus einem Fahrzeug des öffentlichen Nahverkehrs möglich ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Sensoreinrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen. The invention is therefore based on the object of providing a method with which an efficient and cost-effective differentiation of people and objects, their direction of movement and their counting when getting on and off a public transport vehicle is possible. Furthermore, it is an object of the invention to provide a corresponding sensor device for carrying out the method.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt. The object is achieved by the method according to claim 1. Further advantageous developments of the invention are set out in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen und/oder Objekten in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung weist vier Verfahrensschritte auf: The method according to the invention for differentiating, recording and counting people and / or objects in facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods has four process steps:
Im ersten Verfahrensschritt sendet eine Strahlungsquelle eine Strahlung aus. Das Umgebungslicht kann Sonnenlicht oder Licht aus künstlichen Beleuchtungsquellen enthalten. Daher ist zu erwarten, dass im Umgebungslicht Strahlung aus dem nahen, infraroten Wellenlängenbereich enthalten ist. Solches Umgebungslicht kann das Licht, das ausgesandt wird, überlagern. Als Lösung wird als Strahlung kontinuierlich abgestrahltes monochromatisches Licht verwendet. Die Wellenlänge wird so gewählt, dass diese entfernt vom Maximum der spektralen Bestrahlungsstärke der Sonne und von üblichen künstlichen Lichtquellen liegt, gleichzeitig aber noch von günstigen Detektoren auf Siliziumbasis empfangen werden kann. Zusätzlich wird gefordert, dass die Strahlung unsichtbar für das menschliche Auge ist. Für die Realisierung der Erfindung ist Licht der Wellenlänge von 780 nm bis 1000 nm geeignet. Bei Verwendung eines spektral selektiven Detektors arbeitet die Erfindung damit zuverlässig unter den Umgebungsbedingungen im Mobilbereich. In the first process step, a radiation source emits radiation. The ambient light may contain sunlight or light from artificial lighting sources. It is therefore to be expected that radiation from the near infrared wavelength range will be contained in the ambient light. Such ambient light can overlay the light that is emitted. Monochromatic light continuously emitted as radiation is used as the solution. The wavelength is chosen so that it is distant from the maximum spectral irradiance of the sun and from conventional artificial light sources, but at the same time can still be received by cheap silicon-based detectors. In addition, it is required that the radiation is invisible to the human eye. Light of the wavelength from 780 nm to 1000 nm is suitable for realizing the invention. When using a spectrally selective detector, the invention thus works reliably under the ambient conditions in the mobile area.
Im zweiten Verfahrensschritt wird die Strahlung durch ein Element zur Ablenkung der Strahlung abgelenkt. Die Strahlung wird durch eine Linse kollimiert und senkrecht auf z.B. ein diffraktives Optisches Element (DOE) gelenkt. DOE's weisen einige Vorteile gegenüber der Strahlformung durch z.B. Masken auf. Strahlteile mit zu geringer Intensität werden nicht einfach durch eine Maske ausgeblendet, sondern die Intensität des Strahls wird prinzipbedingt nur durch die Beugungseffizienz der diffraktiven Struktur begrenzt. Dadurch kann die Strahlenergieeffizient ausgenutzt werden. In the second process step, the radiation is deflected by an element for deflecting the radiation. The radiation is collimated by a lens and perpendicular to eg a diffractive optical element (DOE). DOE's have several advantages compared to beam shaping using, for example, masks. Beam parts with too low an intensity are not simply masked out, but the intensity of the beam is limited in principle only by the diffraction efficiency of the diffractive structure. This enables the beam energy to be used efficiently.
Im dritten Verfahrensschritt wird ein Lichtmuster in einem Erfassungsbereich erzeugt. Das Element zur Ablenkung der Strahlung ist so strukturiert, dass ein geeignetes Lichtmuster hinter dem Element zur Ablenkung der Strahlung entsteht. Im Sinne der Erfindung kann jede optische Anordnung verwendet werden, die ein Lichtmuster mit den beschriebenen Eigenschaften erzeugt.  In the third method step, a light pattern is generated in a detection area. The element for deflecting the radiation is structured in such a way that a suitable light pattern is created behind the element for deflecting the radiation. In the sense of the invention, any optical arrangement can be used that generates a light pattern with the described properties.
Das projizierte Lichtmuster besteht aus kleinen, abgegrenzten, beleuchten Bereichen und aus dunklen, d.h. nicht beleuchteten Bereichen. Die beleuchteten Bereiche lassen sich in guter Näherung als Lichtpunkte abstrahieren. Die Lage der Lichtpunkte lässt sich beschreiben unter der Modellannahme von Lichtstrahlen, die von einem zentralen Projektionspunkt in der Strahlungsquelle herrühren. The projected light pattern consists of small, delimited, illuminated areas and dark, i.e. unlit areas. The illuminated areas can be abstracted as good points of light. The position of the light points can be described using the model assumption of light rays that originate from a central projection point in the radiation source.
Das Licht des Lichtmuster-Projektors fällt von einem zentralen Projektionspunkt aus in den zu überwachenden Raumbereich. Der Strahlungsdetektor ist derart ausgerichtet, dass sein räumlicher Sichtbereich weitgehend mit dem ausgeleuchteten Raumbereich identisch ist. Der gemeinsame Raumbereich ist der Erfassungsbereich der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten. The light of the light pattern projector falls from a central projection point into the area to be monitored. The radiation detector is oriented in such a way that its spatial viewing area is largely identical to the illuminated area. The common spatial area is the detection area of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects.
Der Erfassungsbereich wird durch den Raumwinkel der Zentralprojektion beschrieben. Je nach Wahl der Apertur wird der Erfassungsbereich durch geeignete geometrische Figuren beschrieben, deren geometrischer Ursprung im zentralen Projektionspunkt der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten liegen. Bei rechteckiger Apertur ist es die Pyramide mit rechteckigem und ebenem Umriss, bei einer runden Apertur ist es der gerade Kreiskegel. Der Raumwinkel des geraden Kreiskegels ist: W = 4p sin2 (f/4), wobei f der volle Öffnungswinkel ist. Der Raumwinkel der Pyramide ist: W = 4 arcsin(sin(cpx / 2) sin(cpy/2) ), wobei fc und cpy die beiden vollen Öffnungswinkel sind. Für die Anwendung der Erfindung mit dem Erfordernis der Richtungserkennung genügen zwei Lichtstrahlen. Die beiden Strahlen sind leicht divergent zueinander, erfassen aber überwiegend den gleichen Raumbereich. Mit dieser Geometrie kann ein Raumwinkel von mindestens W = 0,006 sr erfasst werden. Durch die Verwendung von zusätzlichen Strahlen kann der Erfassungsbereich ausgedehnt werden bis zur Hemisphäre. Die Raumhälfte unterhalb der Montageebene der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten wird dann komplett überwacht, der Raumwinkel beträgt 2p sr. The detection area is described by the solid angle of the central projection. Depending on the choice of aperture, the detection area is described by suitable geometric figures, the geometric origin of which lies in the central projection point of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects. With a rectangular aperture it is the pyramid with a rectangular and flat outline, with a round aperture it is the straight circular cone. The solid angle of the straight circular cone is: W = 4p sin2 (f / 4), where f is the full opening angle. The solid angle of the pyramid is: W = 4 arcsin (sin (cpx / 2) sin (cpy / 2)), where fc and cpy are the two full opening angles. Sufficient for the application of the invention with the requirement of direction detection two rays of light. The two beams are slightly divergent to each other, but mostly cover the same area. With this geometry, a solid angle of at least W = 0.006 sr can be recorded. By using additional rays, the detection area can be extended to the hemisphere. The half of the space below the assembly level of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects is then completely monitored, the solid angle is 2p sr.
Im vierten Verfahrensschritt wird die von im Erfassungsbereich befindlichen Personen und/oder Objekten rückgestreute Strahlung in einem Strahlungsdetektor erfasst. Zur Ausführung der Erfindung genügt es, den Erfassungsbereich so zu wählen, dass zumindest ein Teil des menschlichen Körpers einer Person und/oder ein Teil eines Objekts in dem definierten Raumbereich erfasst wird. In the fourth method step, the radiation backscattered by persons and / or objects located in the detection area is detected in a radiation detector. To carry out the invention, it is sufficient to select the detection area in such a way that at least a part of the human body of a person and / or a part of an object is detected in the defined spatial area.
Im fünften Verfahrensschritt werden die Personen und/oder Objekte in einem Zählbereich gezählt. Der Zählbereich ist erfindungsgemäß in einem Bereich zwischen 30 cm vor und 30 cm hinter einem Zugang zu Einrichtungen und/oder zum Fahrzeug zur Personen- und/oder Objektbeförderung angeordnet. In the fifth step, the people and / or objects are counted in a counting range. According to the invention, the counting area is arranged in a range between 30 cm in front and 30 cm behind an access to facilities and / or to the vehicle for the transportation of people and / or objects.
Der Zählbereich ist eine definierte Fläche oder ein definierter Raum und Teil des Erfassungsbereichs. Soll z.B. der Durchtritt durch ein Türportal (Zugang) überwacht werden, so kann der Zählbereich als Fläche oder Raum innerhalb der Portalöffnung definiert werden. Der Zählbereich liegt dann erfindungsgemäß 30 cm vor bis 30 cm hinter der Öffnung des Türportals. Im allgemeinen Fall von gekrümmten Türportalflächen und einem gekrümmten Zählbereich bezieht sich der Abstand auf die kürzeste Distanz zwischen Fläche und Bereich. Sich bewegende Personen und/oder Objekte müssen den Zählbereich vollständig durchtreten, um ein Zählereignis auszulösen. Auf diese Weise wird vermieden, dass ein Zählereignis generiert wird, obwohl die Person oder das Objekt die Einrichtung oder das Fahrzeug gar nicht betreten, weil sie z.B. nur ermitteln wollen, ob ein Sitzplatz frei ist und währenddessen in Kontakt mit dem Zählbereich kommen. The counting area is a defined area or space and part of the detection area. Should e.g. If the passage through a door portal (access) is monitored, the counting area can be defined as the area or space within the portal opening. The counting range is then, according to the invention, 30 cm to 30 cm behind the opening of the door portal. In the general case of curved door portal areas and a curved counting area, the distance refers to the shortest distance between area and area. Moving people and / or objects must pass through the counting area completely in order to trigger a counting event. In this way it is avoided that a counting event is generated even though the person or the object does not enter the facility or the vehicle at all because e.g. only want to determine whether a seat is free and come into contact with the counting area.
Einrichtungen und/oder Fahrzeuge zur Personen- und/oder Güterbeförderung im Sinne dieser Erfindung können Bahnhöfe, Haltestellen, Häfen, Flughäfen oder Teile oder Bereiche davon, sowie Busse, Züge, U-Bahnen, S-Bahnen, Schiffe und Flugzeuge sowie jede weitere Einrichtung oder Teil einer Einrichtung sowie Fahrzeuge jeglicher Art sein. Facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods within the meaning of this invention can be train stations, stops, ports, airports or parts or areas of these, as well as buses, trains, subways, suburban trains, ships and planes as well as any other facility or part of a facility as well as vehicles of any kind.
Ein Zugang im Sinne dieser Erfindung ist eine Grenzfläche oder ein Grenzvolumen in einer Öffnung zwischen dem Innenraum einer Einrichtung und/oder eines Fahrzeugs zur Personen- und/oder Güterbeförderung und deren Außenseite. An access in the sense of this invention is an interface or a volume in an opening between the interior of a device and / or a vehicle for the transportation of people and / or goods and the outside thereof.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung trägt das Lichtmuster eine Codierung welche die Eindeutigkeit herstellt. Dies wird beispielsweise durch eine spezifische Anordnung der Lichtpunkte des Lichtmusters gewährleistet, in dem jeder Punkt des Lichtmusters eine ihm eindeutig zuzuordnende Umgebung (Submatrix) von Lichtpunkten aufweist. In a further embodiment according to the invention, the light pattern bears a coding which creates the uniqueness. This is ensured, for example, by a specific arrangement of the light points of the light pattern, in which each point of the light pattern has an environment (submatrix) of light points that can be clearly assigned to it.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Zählbereich in einem Bereich zwischen 20 cm vor und 20 cm hinter einem Zugang zu Einrichtungen und/oder zum Fahrzeug zur Personen- und/oder Objektbeförderung und bevorzugt in einem Bereich zwischen 10 cm vor und 10 cm hinter einem Zugang zu Einrichtungen und/oder zum Fahrzeug zur Personen- und/oder Objektbeförderung angeordnet. Auf diese Weise wird den räumlichen Gegebenheiten im Bereich des Zählbereichs Rechnung getragen. In a further aspect of the invention, the counting area is in an area between 20 cm in front and 20 cm behind an access to facilities and / or the vehicle for the transport of people and / or objects and preferably in an area between 10 cm in front and 10 cm behind an Access to facilities and / or vehicles arranged for the transportation of people and / or objects. In this way, the spatial conditions in the area of the counting area are taken into account.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst der Zählbereich ein im Raum definiertes Volumen, das zumindest teilweise Teil des Erfassungsbereichs ist. Ein Zählereignis tritt dann ein, wenn sich bewegende Personen und/oder Objekte in den Zählbereich eintreten bzw. den Zählbereich verlassen. In a further embodiment of the invention, the counting area comprises a volume defined in space, which is at least partially part of the detection area. A counting event occurs when moving people and / or objects enter the counting area or leave the counting area.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der Zählbereich eine im Raum definierte Zählfläche, die den Erfassungsbereich schneidet. Lage und Ausdehnung der Zählfläche sind variabel und können den räumlichen Bedingungen angepasst werden. Soll z.B. der Durchtritt durch ein Türportal überwacht werden, so kann die Zählfläche als Ebene parallel zur Portalöffnung verlaufend definiert werden. Ein Zählereignis tritt dann ein, wenn sich bewegende Personen und/oder Objekte in die Zählfläche eintreten bzw. die Zählfläche verlassen. In einer weiteren Gestaltung der Erfindung umfasst der Zählbereich zwei im Raum definierte Zählflächen, die den Erfassungsbereich schneiden. Lage und Ausdehnung der Zählfläche sind variabel und können den räumlichen Bedingungen angepasst werden. Üblicherweise sind die beiden Zählflächen parallel zueinander und beabstandet voneinander im Erfassungsbereich angeordnet. Ein Zählereignis tritt dann ein, wenn sich bewegende Personen und/oder Objekte in eine der Zählflächen eintreten bzw. eine der Zählflächen verlassen. In a further aspect of the invention, the counting area comprises a counting area defined in space that intersects the detection area. The position and extent of the counting area are variable and can be adapted to the spatial conditions. If, for example, the passage through a door portal is to be monitored, the counting area can be defined as a level running parallel to the portal opening. A counting event occurs when moving people and / or objects enter the counting area or leave the counting area. In a further embodiment of the invention, the counting area comprises two counting areas defined in space that intersect the detection area. The position and extent of the counting area are variable and can be adapted to the spatial conditions. The two counting surfaces are usually arranged parallel to one another and spaced apart from one another in the detection area. A counting event occurs when moving people and / or objects enter one of the counting areas or leave one of the counting areas.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine erste Zählfläche einem Fahrzeuginnenraum und eine zweite Zählfläche dem Fahrzeugäußeren zugewandt. Ein Zählereignis tritt dann ein, wenn eine Person und/oder ein Objekt in die erste Zählfläche eintritt bzw. die zweite Zählfläche verlässt. Auf diese Weise wird die Zuverlässigkeit der Zählung erhöht, indem beide Zählflächen passiert werden müssen. In a further embodiment of the invention, a first counting surface faces a vehicle interior and a second counting surface faces the vehicle exterior. A counting event occurs when a person and / or an object enters the first counting area or leaves the second counting area. This increases the reliability of the count by having to pass through both counting areas.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird die Lage des Zählbereichs und/oder der Zählfläche in Abhängigkeit der Art des erkannten Objekts gewählt. Die Lage des Zählbereichs und/oder der Zählfläche ist insbesondere von der Ausdehnung des erkannten Objekts senkrecht zum Zählbereich und/oder zur Zählfläche abhängig. So ist die Lage des Zählbereichs und/oder die Zählfläche jeweils unterschiedlich, wenn z.B. das Objekt als ein Fahrrad erkannt wird, als wenn das Objekt z.B. als Person erkannt wird. Ein Fahrrad hat üblicherweise eine größere Ausdehnung senkrecht zum Zählbereich und/oder zur Zählfläche als eine Person. Im Falle des Fahrrades wird die Lage des Zählbereichs und/oder der Zählfläche derart verschoben, dass ein Zählereignis erst dann eintritt, wenn ein längerer Bereich des Fahrrades senkrecht zum Zählbereich und/oder zur Zählfläche in den Zählbereich bzw. die Zählfläche eintritt. In a further embodiment of the invention, the position of the counting area and / or the counting area is selected depending on the type of object recognized. The position of the counting area and / or the counting area depends in particular on the extent of the detected object perpendicular to the counting area and / or the counting area. The position of the counting area and / or the counting area is different, e.g. if the object is recognized as a bicycle, as if the object e.g. is recognized as a person. A bicycle usually has a larger extension perpendicular to the counting area and / or to the counting area than a person. In the case of the bicycle, the position of the counting area and / or the counting area is shifted such that a counting event only occurs when a longer area of the bicycle enters the counting area or the counting area perpendicular to the counting area and / or the counting area.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird im Erfassungsbereich ein Lichtmuster erfasst. Jede im Erfassungsbereich befindliche Person und/oder Objekt führt zu einem veränderten Lichtmuster als das ursprünglich im Erfassungsbereich erzeugte Lichtmuster. Diese von Personen und/oder Objekten veränderten Lichtmuster werden erfasst. In einer weiteren Gestaltung der Erfindung wird im Erfassungsbereich eine Bewegung des Lichtmusters erfasst. Die gedachte Linie zwischen der optischen Achse der Strahlungsquelle und der optischen Achse des Strahlungsdetektors wird als Baseline bezeichnet. Tritt im zeitlichen Verlauf eine Person in den Erfassungsbereich, beobachtet der Strahlungsdetektor eine Bewegung von Teilen des erzeugten Lichtmusters entlang der Baseline. In a further embodiment of the invention, a light pattern is detected in the detection area. Each person and / or object located in the detection area leads to a different light pattern than the light pattern originally generated in the detection area. These light patterns changed by people and / or objects are recorded. In a further embodiment of the invention, a movement of the light pattern is detected in the detection area. The imaginary line between the optical axis of the radiation source and the optical axis of the radiation detector is referred to as the baseline. If a person steps into the detection area over time, the radiation detector observes a movement of parts of the generated light pattern along the baseline.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird im Erfassungsbereich eine Verschiebung des Lichtmusters erfasst. Die erfassten Lichtmuster werden mit dem projizierten Lichtmuster verglichen. Für kleine Bildbereiche, welche eine Verschiebung in Bezug zum erzeugten Lichtmuster erfahren haben, wird die Verschiebung erfasst. In a further embodiment of the invention, a shift in the light pattern is detected in the detection area. The detected light patterns are compared with the projected light pattern. For small image areas that have undergone a shift in relation to the generated light pattern, the shift is recorded.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Länge der Verschiebung berechnet. Die erfassten Lichtmuster werden mit dem projizierten Lichtmuster verglichen. Für kleine Bildbereiche, welche eine Verschiebung in Bezug zum erzeugten Lichtmuster erfahren haben, wird eine Verschiebung erfasst und deren Länge berechnet. In a further embodiment of the invention, the length of the displacement is calculated. The detected light patterns are compared with the projected light pattern. For small image areas that have undergone a shift in relation to the generated light pattern, a shift is detected and its length is calculated.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung wird aus der Länge der Verschiebung ein Tiefenwert bestimmt. Aus der Längenverschiebung kann anhand der geometrischen Zusammenhänge ein Tiefenwert zu einem kleinen Bildbereich berechnet werden. Als Ergebnis steht eine 3D-Punktwolke zur weiteren Auswertung bereit. Informationen über die Szene im Erfassungsbereich, inklusive vorhandener Personen und Objekte, werden durch die Tiefenwerte der 3D-Punktwolke repräsentiert. Personen bzw. Objekte haben im Raum eine charakteristische, dreidimensionale Form. In a further embodiment of the invention, a depth value is determined from the length of the displacement. A depth value for a small image area can be calculated from the length shift using the geometric relationships. As a result, a 3D point cloud is available for further evaluation. Information about the scene in the detection area, including existing people and objects, is represented by the depth values of the 3D point cloud. People or objects have a characteristic, three-dimensional shape in space.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung werden die erfassten, synchron verschobenen Lichtmuster mit charakteristischen bekannten Mustern verglichen. Die bekannten Muster sind z.B. in einem Speicher abgelegt. Mit diesen bekannten Mustern werden die synchron verschobenen erfassten Lichtmuster verglichen, um zu identifizieren, ob es sich bei den synchron verschobenen erfassten Lichtmustern um Personen und/oder Objekte handelt. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Lichtmuster zu einem Objekttyp zugeordnet. Ein Objekttyp ist z.B. eine Person oder ein Körperteil einer Person, z.B. das Gesicht, oder auch ein Gegenstand wie beispielsweise ein Koffer, Fahrrad usw. In a further embodiment of the invention, the detected, synchronously shifted light patterns are compared with characteristic known patterns. The known patterns are stored in a memory, for example. The synchronously shifted detected light patterns are compared with these known patterns in order to identify whether the synchronously shifted detected light patterns are people and / or objects. In a further embodiment of the invention, the light pattern is assigned to an object type. An object type is, for example, a person or a body part of a person, for example the face, or an object such as a suitcase, bicycle, etc.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird für das zugeordnete Lichtmuster ein charakteristischer Punkt bestimmt. Der charakteristische Punkt repräsentiert rechnerisch das synchron verschobene Lichtmuster. In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird der charakteristische Punkt mit Hilfe der Schwerpunktmethode bestimmt. Andere Methoden sind denkbar. In a further embodiment of the invention, a characteristic point is determined for the assigned light pattern. The characteristic point mathematically represents the synchronously shifted light pattern. In a further aspect of the invention, the characteristic point is determined using the center of gravity method. Other methods are possible.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung wird durch die Berührung eines Zählbereichs durch das Lichtmuster und/oder den charakteristischen Punkt ein Zählereignis ausgelöst. Im zeitlichen Verlauf entstehen durch Auswertung vieler Daten eine Reihe solcher charakteristischer Punkte, die eine Trajektorie mit bekanntem Richtungsverlauf bilden. Schneidet die Trajektorie den Zählbereich, wird ein Zählereignis generiert. In a further embodiment of the invention, a counting event is triggered by touching a counting area by the light pattern and / or the characteristic point. In the course of time, by evaluating a large amount of data, a series of such characteristic points are created, which form a trajectory with a known direction course. If the trajectory intersects the counting area, a counting event is generated.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Bewegungsrichtung des Lichtmusters und/oder des charakteristischen Punktes erfasst. Durch diese Ausgestaltung kann erkannt werden, ob eine Person und/oder das Objekt die Einrichtung und/oder das Fahrzeug betritt oder verlässt. In a further embodiment of the invention, the direction of movement of the light pattern and / or the characteristic point is recorded. This configuration makes it possible to recognize whether a person and / or the object is entering or leaving the device and / or the vehicle.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird aus der Bewegungsrichtung des Lichtmusters und/oder der charakteristischen Punkte das Zählereignis anhand vordefinierter Eigenschaften klassifiziert. Betreten viele Personen und/oder Objekte die Einrichtung und/oder das Fahrzeug, kann das Zählereignis z.B. im Hinblick auf eine bevorstehende Überfüllung des Fahrzeuges klassifiziert werden. Ebenso kann eine Unterbelegung erfasst werden. Der Anwender erhält auf diese Weise über einen beliebig langen Zeitraum statistische Daten über die Auslastung oder die Nutzung der Einrichtung und/oder des Fahrzeugs. In einer weiteren Gestaltung der Erfindung ist das Verfahren geeignet, Personen und Objekte in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung zu unterscheiden, zu erfassen und zu zählen. In a further embodiment of the invention, the counting event is classified from the direction of movement of the light pattern and / or the characteristic points on the basis of predefined properties. If many people and / or objects enter the facility and / or the vehicle, the counting event can be classified, for example, with a view to impending overfilling of the vehicle. Under-allocation can also be recorded. In this way, the user receives statistical data about the utilization or use of the device and / or the vehicle over an arbitrarily long period of time. In a further embodiment of the invention, the method is suitable for distinguishing, detecting and counting people and objects in facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung beträgt die Strahlendichte ps zwischen 5*102/4*p sr 1 und 106/4*p sr 1. Das Lichtmuster und/oder die Punktdichte des erzeugten Lichtmusters ist so zu wählen, dass das erzeugte Lichtmuster in kleinen Bildausschnitten entlang der Verschiebungsrichtung der Personen und/oder Objekten an jeder möglichen Position eindeutig ist. Gleichzeitig soll im Gegensatz dazu das erzeugte Datenvolumen so gering wie möglich sein. In a further embodiment of the invention, the radiation density p s is between 5 * 10 2/4 * p sr 1 and 10 6/4 * p sr 1 . The light pattern and / or the point density of the generated light pattern is to be selected such that the generated light pattern is unambiguous in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position. At the same time, in contrast, the data volume generated should be as low as possible.
Es hat sich herausgestellt, dass für den typischen Betrieb in Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung eine Punktdichte des Lichtmusters am günstigsten ist, die einer Strahlendichte ps von mindestens 5*102/4*p sr 1 und maximal 106/4* p sr 1 entspricht, abhängig von der Entfernung von den zu erfassenden Personen und/oder Objekten bzw. dem Erfassungsbereich von der Strahlenquelle. It has been found that for typical operation in vehicles for the transportation of people and / or goods, a point density of the light pattern is most favorable, which has a radiation density p s of at least 5 * 10 2/4 * p sr 1 and a maximum of 10 6/4 * p sr 1 corresponds, depending on the distance from the people and / or objects to be detected or the detection area from the radiation source.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung beträgt die Strahlendichte ps mindestens 1 * 103/4* p sr 1, bevorzugt 5* 103/4* p sr 1und besonders bevorzugt 1 * 104/4* p sr 1. Das Lichtmuster und/oder die Punktdichte des erzeugten Lichtmusters ist so zu wählen, dass das erzeugte Lichtmuster in kleinen Bildausschnitten entlang der Verschiebungsrichtung der Personen und/oder Objekten an jeder möglichen Position eindeutig ist. Gleichzeitig soll im Gegensatz dazu das erzeugte Datenvolumen so gering wie möglich sein. In another embodiment of the invention, the radiation density is p s is at least 1 * 10 3/4 * p sr 1, preferably from 5 * 10 3/4 * sr p 1 and more preferably 1 * 10 4/4 * p sr. 1 The light pattern and / or the point density of the generated light pattern is to be selected such that the generated light pattern is unambiguous in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position. At the same time, in contrast, the data volume generated should be as low as possible.
Es hat sich herausgestellt, dass für den typischen Betrieb in Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung eine Punktdichte des Lichtmusters am günstigsten zu wählen ist, die einer Strahlendichte ps von mindestens 1 * 103/4*p sr 1 und besonders bevorzugt 1 * 104/4*p sr 1 entspricht, abhängig von der Entfernung von den zu erfassenden Personen und Objekten bzw. dem Erfassungsbereich. It has been found that, for typical operation in vehicles for the transport of people and / or goods, a point density of the light pattern is best chosen that has a radiation density p s of at least 1 * 10 3/4 * p sr 1 and particularly preferably 1 * 10 4/4 * p sr 1 corresponds to, depending on the distance from the people and objects to be detected or the detection area.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung beträgt die Strahlendichte ps maximal 5* 105/4*p sr 1, bevorzugt 1 * 105/4*p sr 1und besonders bevorzugt 5* 104/4*p sr 1. Das Lichtmuster und/oder die Punktdichte des erzeugten Lichtmusters ist so zu wählen, dass das erzeugte Lichtmuster in kleinen Bildausschnitten entlang der Verschiebungsrichtung der Personen und/oder Objekten an jeder möglichen Position eindeutig ist. Gleichzeitig soll im Gegensatz dazu das erzeugte Datenvolumen so gering wie möglich sein. Es hat sich herausgestellt, dass für den typischen Betrieb in Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung eine Punktdichte des Lichtmusters am günstigsten ist, die einer Strahlendichte ps von maximal 1 * 105/4*p sr 1 und besonders bevorzugt 5* 104/4*p sr 1 entspricht, abhängig von der Entfernung von den zu erfassenden Personen und Objekten bzw. dem Erfassungsbereich von der Strahlenquelle. In another aspect of the invention, the radiation density is p s at most 5 * 10 5/4 * p sr 1, preferably from 1 * 10 5/4 * sr p 1 and more preferably 5 * 10 4/4 * p sr. 1 The light pattern and / or the point density of the generated light pattern is to be selected so that the generated light pattern is clear in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position. At the same time, in contrast, the data volume generated should be as low as possible. It has been found that, for typical operation in vehicles for the transportation of people and / or goods, a point density of the light pattern is most favorable, which has a radiation density p s of at most 1 * 10 5/4 * p sr 1 and particularly preferably 5 * 10 4/4 * p sr 1 corresponds, depending on the distance from the people and objects to be detected or the detection area from the radiation source.
Die Aufgabe wird ebenfalls durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 23 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt. The object is also achieved by the device according to claim 23. Further advantageous developments of the invention are set out in the subclaims.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen zur Personen- und/oder Objektbeförderung weist eine Strahlungsquelle, einen Strahlungsdetektor sowie ein Element zur Ablenkung der aus der Strahlungsquelle austretenden Strahlung auf. The device according to the invention for detecting, assigning and counting people and / or objects in devices and / or vehicles for the transportation of people and / or objects has a radiation source, a radiation detector and an element for deflecting the radiation emerging from the radiation source.
Die Personen- und/oder Objektzählvorrichtung ist geeignet, in einem Zählbereich die in diesem befindlichen Personen und/oder Objekte zu zählen. Der Zählbereich ist ein Teilbereich des Erfassungsbereichs und ist zumindest teilweise in einem Bereich zwischen 30 cm vor und 30cm hinter einem Zugang zur Einrichtungen und/oder zum Fahrzeug zur Personen und/oder Objektbeförderung angeordnet. The person and / or object counting device is suitable for counting the people and / or objects located therein in a counting area. The counting area is a partial area of the detection area and is at least partially arranged in an area between 30 cm in front and 30 cm behind an access to the facilities and / or the vehicle for the transportation of people and / or objects.
Die Strahlungsquelle erzeugt eine kontinuierliche monochromatische Laserstrahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von 780 nm bis 1000 nm. Das Element zur Ablenkung der aus der Strahlungsquelle austretenden Strahlung ist erfindungsgemäß derart ausgeführt, dass es geeignet ist, ein Lichtmuster in einem Erfassungsbereich mit einer Strahlendichte von 5* 102/4*p sr 1 < ps ^ 106/4*p sr 1 zu erzeugen. Das projizierte Lichtmuster besteht aus kleinen, abgegrenzten, beleuchten Bereichen und aus dunklen, d.h. nicht beleuchteten Bereichen. Die beleuchteten Bereiche lassen sich in guter Näherung als Lichtpunkte abstrahieren. Die Lage der Lichtpunkte lässt sich beschreiben unter der Modellannahme von Lichtstrahlen, die von einem zentralen Projektionspunkt in der Strahlungsquelle herrühren. Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist die Überwachung eines Raumbereichs. Das Licht des Lichtmuster-Projektors fällt von einem zentralen Projektionspunkt aus in diesen Raumbereich. Der Strahlungsdetektor ist derart ausgerichtet, dass sein räumlicher Sichtbereich weitgehend mit dem ausgeleuchteten Raumbereich identisch ist. Der gemeinsame Raumbereich ist der Erfassungsbereich der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten. The radiation source generates a continuous monochromatic laser radiation having a wavelength ranging from 780 nm to 1000 nm. The element for deflecting the emerging from the radiation source is carried out according to the invention such that it is suitable to a light pattern in a detection area with a radiation density of 5 * 10 2/4 * p sr 1 <p s ^ 10 6/4 * p sr 1 . The projected light pattern consists of small, delimited, illuminated areas and dark, ie non-illuminated areas. The illuminated areas can be abstracted as good points of light. The position of the light points can be described using the model assumption of light rays that originate from a central projection point in the radiation source. An important feature of the invention is the surveillance of a room area. The light from the light pattern projector falls from a central projection point into this area. The radiation detector is oriented in such a way that its spatial viewing area is largely identical to the illuminated area. The common spatial area is the detection area of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects.
Die Strahlungsquelle und optische Elemente erzeugen das gewünschte zu projizierende Lichtmuster. Eine mögliche Ausführung verwendet eine Laserdiode als Strahlungsquelle, eine Kollimatorlinse und ein diffraktives Optisches Element (DOE). Der Bildsensor bildet zusammen mit dem Objektiv und dem Bandpass-Filter den Strahlungsdetektor. The radiation source and optical elements produce the desired light pattern to be projected. One possible embodiment uses a laser diode as the radiation source, a collimator lens and a diffractive optical element (DOE). The image sensor forms the radiation detector together with the lens and the bandpass filter.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten eine Schnittstelle zu einer Steuer- und/oder Auswerteeinheit auf. In a further aspect of the invention, the device for detecting, assigning and counting people and / or objects has an interface to a control and / or evaluation unit.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung weist die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten eine Steuer- und/oder Auswerteeinheit auf. Die Steuer- und Auswerteeinheit weist einen Speicher sowie eine Rechnereinheit auf. In a further embodiment of the invention, the device for detecting, assigning and counting people and / or objects has a control and / or evaluation unit. The control and evaluation unit has a memory and a computer unit.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung ist der Strahlungsdetektor geeignet, die von Personen und/oder Objekten im Erfassungsbereich rückgestreute Strahlung des Lichtmusters zu erfassen. Ein im Strahlungsdetektor eingebauter Bandpass-Filter ist nur durchlässig für Licht in einem engen spektralen Fenster. Die Zentralwellenlänge des Bandpass-Filters entspricht der Wellenlänge des von der Strahlungsquelle ausgesandten Lichts. Damit wird Licht anderer Wellenlängen daran gehindert, den Bildsensor zu belichten. Durch die Verwendung der Strahlungsquelle stellt die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten aktiv Licht bereit und kann auch in dunklen Umgebungen arbeiten. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Steuer- und/oder Auswerteeinheit geeignet, ein Programm auszuführen, das anhand der von den Personen und/oder Objekten im Erfassungsbereich rückgestreuten Lichtmuster den Lichtmustern einen Objekttyp zuordnet. Ein Objekttyp ist z.B. eine Person oder ein Körperteil einer Person, z.B. das Gesicht, oder auch ein Gegenstand wie beispielsweise ein Koffer, Fahrrad usw. In a further embodiment of the invention, the radiation detector is suitable for detecting the radiation of the light pattern backscattered by people and / or objects in the detection area. A bandpass filter built into the radiation detector is only permeable to light in a narrow spectral window. The central wavelength of the bandpass filter corresponds to the wavelength of the light emitted by the radiation source. This prevents light of other wavelengths from exposing the image sensor. By using the radiation source, the device for detecting, assigning and counting people and / or objects actively provides light and can also work in dark surroundings. In a further embodiment of the invention, the control and / or evaluation unit is suitable for executing a program that assigns an object type to the light patterns on the basis of the light patterns backscattered by the people and / or objects in the detection area. An object type is, for example, a person or a body part of a person, for example the face, or an object such as a suitcase, bicycle, etc.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Steuer- und/oder Auswerteeinheit geeignet, ein Programm auszuführen, das die Verschiebung von Personen und/oder Objekten anhand der rückgestreuten Lichtmuster hinsichtlich ihrer Richtung und/oder Länge verfolgt. In a further embodiment of the invention, the control and / or evaluation unit is suitable for executing a program that tracks the displacement of people and / or objects based on the backscattered light patterns with regard to their direction and / or length.
Informationen über die Szene im Erfassungsbereich, inklusive vorhandener Personen und Objekte, werden durch die Tiefenwerte der 3D-Punktwolke repräsentiert. Personen bzw. Objekte haben im Raum eine charakteristische, dreidimensionale Form. Ein geeignetes Programm, z.B. ein Erkennungsalgorithmus, sucht Teile solcher charakteristischen Formen in den Daten der 3D-Punkwolke. Bei Übereinstimmung ist eine Form erkannt. Die Position einer bestimmten Person bzw. eines bestimmten Objekts kann durch einen charakteristischen Punkt, der z.B. durch die Schwerpunktmethode bestimmt wird, abstrahiert werden. Information about the scene in the detection area, including existing people and objects, is represented by the depth values of the 3D point cloud. People or objects have a characteristic, three-dimensional shape in space. A suitable program, e.g. a recognition algorithm, looks for parts of such characteristic shapes in the data of the 3D punk cloud. If there is a match, a shape is recognized. The position of a certain person or a certain object can be determined by a characteristic point, e.g. is determined by the focus method, be abstracted.
Im zeitlichen Verlauf entstehen durch Auswertung vieler Daten des Strahlungsdetektors eine Reihe solcher charakteristischeren Punkte, die eine Trajektorie mit bekanntem Richtungsverlauf bilden. Aus der Richtung der Trajektorie kann bestimmt werden, ob die Person in das Fahrzeug einsteigt oder aus dem Fahrzeug aussteigt bzw. die Einrichtung betritt oder verlässt. Das gleiche Prinzip kann für Objekte angewandt werden, z.B. für Fahrräder oder Koffer, die in den Erfassungsbereich gebracht werden. In the course of time, by evaluating a lot of data from the radiation detector, a number of such more characteristic points are created, which form a trajectory with a known direction course. From the direction of the trajectory, it can be determined whether the person gets into the vehicle or gets out of the vehicle or enters or leaves the facility. The same principle can be applied to objects, e.g. for bicycles or suitcases that are brought into the detection area.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten geeignet, die Berührung eines Lichtmusters mit einem im Erfassungsbereich befindlichen Zählbereich zu erfassen. Informationen über die Szene im Erfassungsbereich, inklusive vorhandener Personen und Objekte, werden durch die Tiefenwerte der 3D-Punktwolke repräsentiert. Die Position einer bestimmten Person bzw. eines bestimmten Objekts kann durch einen charakteristischen Punkt, der z.B. durch die Schwerpunktmethode bestimmt wird, abstrahiert werden. Schneidet die Trajektorie eine vordefinierte Fläche im Raum, den Zählbereich, wird ein Zählereignis generiert. In a further embodiment of the invention, the device for detecting, assigning and counting people and / or objects is suitable for detecting the contact of a light pattern with a counting area located in the detection area. Information about the scene in the detection area, including existing people and objects, is represented by the depth values of the 3D point cloud. The position of a particular person or A specific object can be abstracted by a characteristic point, which is determined, for example, by the focus method. If the trajectory intersects a predefined area in space, the counting area, a counting event is generated.
In einer weiteren Ausführung der Erfindung umfasst der Zählbereich ein im Raum vordefiniertes Volumen, das zumindest teilweise Teil des Erfassungsbereichs ist. Ein Zählereignis tritt dann ein, wenn sich bewegende Personen und/oder Objekte in den Zählbereich eintreten bzw. den Zählbereich verlassen. In a further embodiment of the invention, the counting area comprises a volume predefined in space, which is at least partially part of the detection area. A counting event occurs when moving people and / or objects enter the counting area or leave the counting area.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst der Zählbereich eine im Raum definierte Zählfläche, die den Erfassungsbereich schneidet. Lage und Ausdehnung der Zählfläche sind variabel und können den räumlichen Bedingungen angepasst werden. Soll z.B. der Durchtritt durch ein Türportal überwacht werden, so kann die Zählfläche als Ebene parallel zur Portalöffnung verlaufend definiert werden. Ein Zählereignis tritt dann ein, wenn sich bewegende Personen und/oder Objekte in die Zählfläche eintreten bzw. die Zählfläche verlassen. In a further aspect of the invention, the counting area comprises a counting area defined in space that intersects the detection area. The position and extent of the counting area are variable and can be adapted to the spatial conditions. Should e.g. If the passage through a door portal is monitored, the counting area can be defined as a level running parallel to the portal opening. A counting event occurs when moving people and / or objects enter the counting area or leave the counting area.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der Zählbereich mindestens zwei Ebenen, deren Lage vordefiniert ist. Lage und Ausdehnung der Zählflächen sind variabel und können den räumlichen Bedingungen angepasst werden. Typischerweise werden zwei parallel zueinander angeordnete Zählflächen verwendet. Die Person oder das Objekt muss sich dann mindestens teilweise durch eine Zählfläche bewegen und mit einer zeitlichen Verzögerung die zweite Fläche ebenfalls mindestens teilweise wieder durchstoßen. Erst bei Detektion der Durchtrittsfolge wird ein Zählereignis ausgelöst. In a development of the invention, the counting area comprises at least two levels, the position of which is predefined. The location and extent of the counting areas are variable and can be adapted to the spatial conditions. Typically, two counter areas arranged parallel to each other are used. The person or the object must then move at least partially through a counting area and also, at least partially, penetrate the second area again with a time delay. A counting event is only triggered when the passage sequence is detected.
In einer weiteren Gestaltung der Erfindung ist der Zählbereich in einem Bereich zwischen 30 cm vor und 30 cm hinter dem Zugang der Einrichtung und/oder des Fahrzeugs zur Personen- und/oder Objektbeförderung angeordnet. In a further embodiment of the invention, the counting area is arranged in a range between 30 cm in front and 30 cm behind the access of the device and / or the vehicle for the transport of people and / or objects.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Zählbereich in einem Bereich zwischen 20 cm vor und 20 cm hinter dem Zugang der Einrichtung und/oder des Fahrzeugs zur Personen- und/oder Objektbeförderung und bevorzugt in einem Bereich zwischen 10 cm vor und 10 cm hinter dem Zugang der Einrichtung und/oder des Fahrzeugs zur Personen- und/oder Objektbeförderung angeordnet. In a further aspect of the invention, the counting area is in a range between 20 cm in front and 20 cm behind the access of the device and / or the vehicle for the transport of people and / or objects and preferably in a range between 10 cm in front and 10 cm arranged behind the access of the device and / or the vehicle for the transport of people and / or objects.
In einer weiteren Ausbildung der Erfindung beträgt die erzeugte Strahlendichte ps mindestens 1 * 103/4*p sr 1, bevorzugt 5* 103/4*p sr 1und besonders bevorzugt 1 * 104/4*p sr 1. Das Lichtmuster und/oder die Punktdichte des erzeugten Lichtmusters ist so zu wählen, dass das erzeugte Lichtmuster in kleinen Bildausschnitten entlang der Verschiebungsrichtung der Personen und/oder Objekten an jeder möglichen Position eindeutig ist. Gleichzeitig soll im Gegensatz dazu das erzeugte Datenvolumen so gering wie möglich sein. In a further embodiment of the invention, the radiation density generated is p s is at least 1 * 10 3/4 * p sr 1, preferably from 5 * 10 3/4 * p sr 1 and more preferably 1 * 10 4/4 * p sr. 1 The light pattern and / or the point density of the generated light pattern is to be selected such that the generated light pattern is unambiguous in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position. At the same time, in contrast, the data volume generated should be as low as possible.
Es hat sich herausgestellt, dass für den typischen Betrieb in Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung eine Punktdichte des Lichtmusters am günstigsten ist, die einer Strahlendichte ps von mindestens 1 * 103/4*p sr 1 und besonders bevorzugt 1 * 104/4*p sr 1 entspricht, abhängig von der Entfernung von den zu erfassenden Personen und Objekten bzw. dem Erfassungsbereich. It has been found that, for typical operation in vehicles for the transport of people and / or goods, a point density of the light pattern is most favorable, which has a radiation density p s of at least 1 * 10 3/4 * p sr 1 and particularly preferably 1 * 10 4/4 * p sr 1 corresponds, depending on the distance from the people and objects to be detected or the detection area.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung beträgt die erzeugte Strahlendichte ps maximal 5* 105/4*p sr 1, bevorzugt 1 * 105/4*p sr 1 und besonders bevorzugt 5* 104/4*p sr 1. Das Lichtmuster und/oder die Punktdichte des erzeugten Lichtmusters ist so zu wählen, dass das erzeugte Lichtmuster in kleinen Bildausschnitten entlang der Verschiebungsrichtung der Personen und/oder Objekten an jeder möglichen Position eindeutig ist. Gleichzeitig soll im Gegensatz dazu das erzeugte Datenvolumen so gering wie möglich sein. Es hat sich herausgestellt, dass für den typischen Betrieb in Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung eine Punktdichte des Lichtmusters am günstigsten ist, die einer Strahlendichte ps von maximal 1 * 105/4*p sr 1 und besonders bevorzugt 5* 104/4*p sr 1 entspricht, abhängig von der Entfernung von den zu erfassenden Personen und Objekten bzw. dem Erfassungsbereich. In another aspect of the invention, the radiation density generated is p s at most 5 * 10 5/4 * p sr 1, preferably from 1 * 10 5/4 * p sr 1 and more preferably 5 * 10 4/4 * p sr. 1 The light pattern and / or the point density of the generated light pattern is to be selected such that the generated light pattern is unambiguous in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position. At the same time, in contrast, the data volume generated should be as low as possible. It has been found that, for typical operation in vehicles for the transportation of people and / or goods, a point density of the light pattern is most favorable, which has a radiation density p s of at most 1 * 10 5/4 * p sr 1 and particularly preferably 5 * 10 4/4 * p sr 1 corresponds, depending on the distance from the people and objects to be detected or the detection area.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen und/oder Objekten in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen zur Personen- und/oder Objektbeförderung sind in den Zeichnungen schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the method according to the invention for differentiating, detecting and counting people and / or objects in facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods and the device according to the invention for detecting, assigning and counting people and / or objects in facilities and / or Vehicles for the transport of people and / or objects are in the drawings shown schematically simplified and are explained in more detail in the following description.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Fig. 1 arrangement of the inventive device for detection, assignment and
Zählung von Personen und/oder Objekten und Lage des Erfassungsbereichs. Counting of people and / or objects and location of the detection area.
Fig. 2 Lage des Erfassungsbereichs mit erzeugtem Lichtmuster. Fig. 2 location of the detection area with generated light pattern.
Fig. 3 Erfassung von Personen und/oder Objekten im Erfassungsbereich. Fig. 3 detection of people and / or objects in the detection area.
Fig. 4 a Erzeugte 3D-Punktwolke der Personen und/oder Objekte im Erfassungsbereich. Fig. 4 b Erzeugte 3D-Punktwolke bei Bewegung der Personen und/oder Objekte im Fig. 4 a generated 3D point cloud of people and / or objects in the detection area. Fig. 4 b generated 3D point cloud when moving people and / or objects in
Erfassungsbereich.  Detection area.
Fig. 5 a Bestimmung der geeigneten Dichte der Musterpunkte des von der  Fig. 5 a determination of the appropriate density of the pattern points of the
Strahlungsquelle erzeugten Lichtmusters, Punktdichte zu gering.  Radiation source generated light pattern, point density too low.
Fig. 5 b Bestimmung der geeigneten Dichte der Musterpunkte des von der Fig. 5 b determination of the appropriate density of the pattern points of the
Strahlungsquelle erzeugten Lichtmusters, Punktdichte geeignet.  Radiation source generated light pattern, point density suitable.
Fig. 5 c Bestimmung der geeigneten Dichte der Musterpunkte des von der  Fig. 5 c determination of the appropriate density of the pattern points of the
Strahlungsquelle erzeugten Lichtmusters, Punktdichte geeignet.  Radiation source generated light pattern, point density suitable.
Fig. 5 d Bestimmung der geeigneten Dichte der Musterpunkte des von der  Fig. 5 d determination of the appropriate density of the pattern points of the
Strahlungsquelle erzeugten Lichtmusters, Punktdichte geeignet.  Radiation source generated light pattern, point density suitable.
Fig. 5 e Bestimmung der geeigneten Dichte der Musterpunkte des von der  Fig. 5 e determination of the suitable density of the pattern points of the
Strahlungsquelle erzeugten Lichtmusters, Punktdichte geeignet.  Radiation source generated light pattern, point density suitable.
Fig. 5 f Bestimmung der geeigneten Dichte der Musterpunkte des von der  Fig. 5 f determination of the appropriate density of the pattern points of the
Strahlungsquelle erzeugten Lichtmusters, Punktdichte zu hoch.  Radiation source generated light pattern, point density too high.
Fig. 6 Erfassungsbereich der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Fig. 6 detection area of the device for detecting, assigning and counting
Personen und/oder Objekten zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten an einem Türportal. Fig. 7 a Ausrichtung und Lage einer Zählfläche an einem Türportal. People and / or objects for recording, assigning and counting people and / or objects on a door portal. Fig. 7 a orientation and location of a counting area on a door portal.
Fig. 7 b Ausrichtung und Lage von zwei parallelen Zählflächen an einem Türportal. Fig. 7 b orientation and location of two parallel counting surfaces on a door portal.
Fig. 7 c Ausrichtung und Lage eines Zählvolumens an einem Türportal. Fig. 7 c orientation and location of a count volume on a door portal.
Fig. 8 a Seitenansicht der Lage des charakteristischen Punktes, Bestimmung des Fig. 8 a side view of the location of the characteristic point, determination of
Punktes mit geringstem Abstand zur Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten.  Point with the smallest distance to the device for detecting, assigning and counting people and / or objects.
Fig. 8 b Seitenansicht der Lage des charakteristischen Punktes, Bestimmung des  Fig. 8 b side view of the location of the characteristic point, determination of the
Flächenschwerpunktes.  Area center.
Fig. 8 c Seitenansicht der Lage des charakteristischen Punktes, Bestimmung des  Fig. 8 c side view of the location of the characteristic point, determination of the
Volumenschwerpunktes.  Volume center.
Fig. 9 a Seitenansicht unterschiedlich gestalteter Zählbereiche und die Generierung eines  Fig. 9 a side view of differently designed counting areas and the generation of a
Zählereignisses beim Eintreten einer Person, Zählbereich als Zählvolumen ausgeführt.  Counting event when a person enters, counting range executed as counting volume.
Fig. 9 b Seitenansicht unterschiedlich gestalteter Zählbereiche und die Generierung eines  Fig. 9 b side view of differently designed counting areas and the generation of a
Zählereignisses beim Verlassen einer Person, Zählbereich als Zählvolumen ausgeführt.  Counting event when leaving a person, counting range executed as counting volume.
Fig. 9 c Seitenansicht unterschiedlich gestalteter Zählbereiche und die Generierung eines  Fig. 9 c side view of differently designed counting areas and the generation of a
Zählereignisses beim Eintreten einer Person, Zählbereich mit zwei Zählflächen. Counting event when a person enters, counting area with two counting areas.
Fig. 9 d Seitenansicht unterschiedlich gestalteter Zählbereiche und die Generierung eines Fig. 9 d side view of differently designed counting areas and the generation of a
Zählereignisses beim Verlassen einer Person, Zählbereich mit zwei Zählflächen. Counting event when leaving a person, counting area with two counting areas.
Fig. 9 e Seitenansicht unterschiedlich gestalteter Zählbereiche und die Generierung eines Fig. 9 e side view of differently designed counting areas and the generation of a
Zählereignisses beim Eintreten einer Person, Zählbereich mit einer Zählfläche.  Counting event when a person enters, counting area with a counting area.
Fig. 9 f Seitenansicht unterschiedlich gestalteter Zählbereiche und die Generierung eines Fig. 9 f side view of differently designed counting areas and the generation of a
Zählereignisses beim Verlassen einer Person, Zählbereich mit einer Zählfläche. Fig. 10 Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten. Eine typische Szene im Ein- bzw. Ausstiegsbereich eines Fahrzeugs zur Personenbeförderung, z.B. eines Fahrzeugs des öffentlichen Personenverkehrs, zeigt Fig. 1. Kennzeichnend für diesen Bereich sind Personen unterschiedlicher Körpergröße und damit unterschiedlicher Volumina, außerdem tragen die Personen unterschiedliche Kleidung und weisen unterschiedliche Haarfarben und -trachten auf. Sie sind daher unterschiedlich in ihrer Reflexion für Licht. Die Personen können auch Objekte wie Taschen, Koffer, Fahrräder usw. mit sich führen. Diese Personen und die Objekte werden von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 gleichzeitig erfasst, zugeordnet und gezählt. Counting event when leaving a person, counting area with a counting area. Fig. 10 Structure of an embodiment of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects. Fig. 1 shows a typical scene in the entry or exit area of a vehicle for the transport of people, for example a vehicle for public transport. Characteristic of this area are people of different heights and thus different volumes, in addition the people wear different clothes and have different hair colors and -tracht. They are therefore different in their reflection for light. People can also carry objects such as bags, suitcases, bicycles, etc. These people and the objects are recorded, assigned and counted simultaneously by the inventive device for recording, assigning and counting people and / or objects 1.
Die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 weist eine Strahlungsquelle 10, ein Element zur Ablenkung der Strahlung 30 sowie einen Strahlungsdetektor 20 auf. Außerdem ist in oder in Kommunikationsreichweite der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 verbaut, die mittels Schnittstellen miteinander verbunden sind. The device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 has a radiation source 10, an element for deflecting the radiation 30 and a radiation detector 20. In addition, an electronic control and evaluation device 60, which are connected to one another by means of interfaces, is installed in or within the communication range of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1.
Die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 befindet sich in allen hier gezeigten Ausführungsbeispielen im oberen Bereich des Ein- bzw. Ausstiegsbereichs der Einrichtung oder des Fahrzeugs. In all the exemplary embodiments shown here, the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 is located in the upper area of the entry or exit area of the device or of the vehicle.
Zur Beschreibung der Lage der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 im Raum wird der zentrale Projektionspunkt der Strahlungsquelle 10 benutzt und die Lage der optischen Achse der Strahlungsquelle 10, also die Gerade, welche senkrecht auf dem Element zur Ablenkung der Strahlung 30 steht und den zentralen Projektionspunkt enthält. Wenn die Elemente der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 fest miteinander verbunden sind, ist damit auch die geometrische Lage der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 im Raum eindeutig definiert. Um die Funktionalität der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 zu gewährleisten, liegt der Projektionspunkt zwischen 1 ,7 m (minimal) und 20 m (maximal) lotrecht über dem Boden des Fahrzeugs. Bei typischen Fahrzeugen liegt der Projektionspunkt 1 ,8 m bis 3 m lotrecht über dem Boden des Fahrzeugs. The central projection point of the radiation source 10 and the position of the optical axis of the radiation source 10, that is, the straight line which is perpendicular to the element for deflection, is used to describe the position of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 in space the radiation 30 stands and contains the central projection point. If the elements of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 are firmly connected to one another, the geometric position of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 in space is also clearly defined. In order to ensure the functionality of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1, the projection point is between 1.7 m (minimum) and 20 m (maximum) perpendicular to the floor of the vehicle. In typical vehicles, the projection point is 1.8 m to 3 m perpendicular to the floor of the vehicle.
Zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen und/oder Objekten in Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung sendet die Strahlungsquelle 10 der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 im ersten Verfahrensschritt eine Strahlung S aus. Das Umgebungslicht kann Sonnenlicht oder Licht aus künstlichen Beleuchtungsquellen enthalten. Daher ist zu erwarten, dass im Umgebungslicht Strahlung aus dem nahen, infraroten Wellenlängenbereich enthalten ist. Solches Umgebungslicht kann das Licht, das von der Strahlungsquelle 10 ausgesandt wird, überlagern. Als Lösung wird monochromatische Laserstrahlung und ein spektral selektiver Detektor verwendet. Die Wellenlänge ist so gewählt, dass die Strahlung unsichtbar für das menschliche Auge ist. Bei der Wahl der Wellenlänge ist sicherzustellen, dass der Bildsensor des Strahlungsdetektors 20 eine hinreichend hohe Quanteneffizienz aufweist, um genügend Photoelektronen zu generieren. Für die Realisierung der Erfindung ist Licht der Wellenlänge von 780 nm bis 1000 nm geeignet. Damit arbeitet die Erfindung zuverlässig unter den Umgebungsbedingungen im Mobilbereich. To distinguish, record and count people and / or objects in vehicles for the transportation of people and / or goods, the radiation source 10 of the device for registering, assigning and counting people and / or objects 1 emits radiation S in the first method step. The ambient light may contain sunlight or light from artificial lighting sources. It is therefore to be expected that radiation from the near infrared wavelength range will be contained in the ambient light. Such ambient light can be superimposed on the light emitted by the radiation source 10. Monochromatic laser radiation and a spectrally selective detector are used as the solution. The wavelength is chosen so that the radiation is invisible to the human eye. When choosing the wavelength, it must be ensured that the image sensor of the radiation detector 20 has a sufficiently high quantum efficiency in order to generate enough photoelectrons. Light of the wavelength from 780 nm to 1000 nm is suitable for realizing the invention. The invention thus works reliably under the ambient conditions in the mobile area.
Die Laserstrahlung S wird durch eine Linse kollimiert und senkrecht auf das Element zur Ablenkung der Strahlung 30 gelenkt. Das Element zur Ablenkung der Strahlung 30 ist üblicherweise ein Diffraktives Optisches Element (DOE), das derart strukturiert ist, dass im zweiten Verfahrensschritt zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen und/oder Objekten in Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung ein geeigneter Erfassungsbereich 40, der eine Zählfläche 80 aufweist, hinter dem DOE 30 entsteht. Im Sinne der Erfindung kann aber auch jede optische Anordnung verwendet werden, die ein Lichtmuster 50 erzeugt. Die Zählfläche 80 ist in diesem Ausführungsbeispiel so gewählt, dass sie mit dem Türausschnitt des Ein- bzw. Ausstiegsbereichs zusammenfällt. The laser radiation S is collimated by a lens and directed perpendicularly to the element for deflecting the radiation 30. The element for deflecting the radiation 30 is usually a diffractive optical element (DOE), which is structured in such a way that in the second method step for differentiating, detecting and counting people and / or objects in vehicles for the transportation of people and / or goods, a suitable detection area 40, which has a counting surface 80, behind which DOE 30 is formed. In the sense of the invention, however, any optical arrangement that generates a light pattern 50 can also be used. In this exemplary embodiment, the counting surface 80 is selected such that it coincides with the door cutout of the entry or exit area.
Fig. 2 zeigt exemplarisch das von der Strahlungsquelle 10 der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 erzeugte Lichtmuster 50 im Erfassungsbereich 40. Zur besseren Verdeutlichung sind die Personen und Objekte aus dieser Darstellung entfernt. Die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 weist eine Strahlungsquelle 10, ein Element zur Ablenkung der Strahlung 30 sowie einen Strahlungsdetektor 20 auf. Außerdem ist in oder in Kommunikationsreichweite der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 verbaut, die mittels Schnittstellen miteinander verbunden sind. Die Strahlungsquelle 10 erzeugt eine kontinuierliche monochromatische Laserstrahlung S mit einer Wellenlänge im Bereich von 780 nm bis 1000 nm. FIG. 2 shows an example of the light pattern 50 generated by the radiation source 10 of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 in the detection area 40. For better clarity, the people and objects have been removed from this representation. The device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 has a radiation source 10, an element for deflecting the radiation 30 and a radiation detector 20. In addition, an electronic control and evaluation device 60, which are connected to one another by means of interfaces, is installed in or within the communication range of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1. The radiation source 10 generates a continuous monochromatic laser radiation S with a wavelength in the range from 780 nm to 1000 nm.
Im dritten Verfahrensschritt zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen und/oder Objekten in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung erzeugt die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 ein Lichtmuster 50. Das projizierte Lichtmuster 50 besteht aus kleinen, abgegrenzten, beleuchten Bereichen und aus dunklen, d.h. nicht beleuchteten Bereichen. Die beleuchteten Bereiche lassen sich in guter Näherung als Lichtpunkte abstrahieren. Die Lage der Lichtpunkte lässt sich beschreiben unter der Modellannahme von Lichtstrahlen, die von einem zentralen Projektionspunkt in der Strahlungsquelle 10 herrühren. In the third method step for differentiating, detecting and counting people and / or objects in facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods, the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 generates a light pattern 50 Light pattern 50 consists of small, delimited, illuminated areas and dark, ie unlit areas. The illuminated areas can be abstracted as good points of light. The position of the light spots can be described using the model assumption of light rays that originate from a central projection point in the radiation source 10.
Zentral für die Erfindung ist die Generierung von 3D-Tiefendaten aus einem Raumbereich. Um solche 3D-Daten zu erhalten, wird das Triangulationsprinzip in die dritte Raumdimension erweitert. Um eindeutige Tiefendaten zu erhalten, muss das Korrespondenzproblem zwischen Merkmalen der erfassten Bilder des Strahlungsdetektors 20 und den Merkmalen, die in den Raum projiziert werden, gelöst werden. Das Lichtmuster 50 stellt die Merkmale bereit, welche zur Lösung des Korrespondenzproblems benötigt werden. Central to the invention is the generation of 3D depth data from a spatial area. In order to obtain such 3D data, the triangulation principle is expanded into the third spatial dimension. In order to obtain clear depth data, the correspondence problem between features of the captured images of the radiation detector 20 and the features that are projected into the room must be solved. Light pattern 50 provides the features needed to solve the correspondence problem.
Das Lichtmuster 50 ist dabei so gestaltet, dass das projizierte Lichtmuster 50 in kleinen Bildausschnitten entlang der Verschiebungsrichtung der Personen und/oder Objekten an jeder möglichen Position eindeutig ist. Die Dichte der Musterpunkte bestimmt die Auflösung der erfassten Personen und Objekte. Da die Musterpunkte durch Zentralprojektion entstehen, ist die Anzahl der Lichtstrahlen pro Raumwinkel ein Maß für die resultierende Punktdichte. Der Raumwinkel W ist definiert als der Flächeninhalt A einer Teilfläche einer Kugeloberfläche, dividiert durch das Quadrat des Radius r der Kugel W = A / r2. Der Mittelpunkt der Kugel liegt hierbei im zentralen Projektionspunkt. N ist die Anzahl der Lichtstrahlen, welche in den Erfassungsbereich fallen. Diese Lichtstrahlen durchstoßen eine Kugeloberfläche mit dem Radius 1 m und dem Raumwinkel 4p sr. Damit ergibt sich die Strahlendichte im Erfassungsbereich 40 zu ps = N/4n sr 1. Im einfachsten Fall reichen zur Personenzählung zwei Lichtstrahlen. Die Strahlendichte ist dann 1/2p sr 1. Um mehr Daten zu erhalten, können bis zu 106 Punkte im Erfassungsbereich 40 verwendet werden. Die Strahlendichte ist dann 106/4p sr 1. The light pattern 50 is designed such that the projected light pattern 50 is unambiguous in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position. The density of the pattern points determines the resolution of the recorded people and objects. Since the pattern points are created by central projection, the number of light rays per solid angle is a measure of the resulting point density. The solid angle W is defined as the area A of a partial surface of a spherical surface divided by the square of the radius r of the sphere W = A / r 2 . The center of the sphere lies in the central projection point. N is the number of light rays that fall within the detection range. These light rays penetrate a spherical surface with a radius of 1 m and a solid angle of 4p sr. The radiation density in the detection range 40 thus results in p s = N / 4n sr 1 . In the simplest case, two light beams are enough to count people. The radiation density is then 1 / 2p sr 1 . In order to obtain more data, up to 10 6 points in the detection area 40 can be used. The radiation density is then 10 6 / 4p sr 1 .
Das Lichtmuster weist eine Codierung auf, welche die Eindeutigkeit herstellt. Dies wird hier durch eine spezifische Anordnung der Lichtpunkte des Lichtmusters gewährleistet, in dem jeder Punkt des Lichtmusters eine ihm eindeutig zuzuordnende Umgebung (Submatrix) von Lichtpunkten aufweist. The light pattern has a coding that creates the uniqueness. This is ensured here by a specific arrangement of the light points of the light pattern, in which each point of the light pattern has an environment (submatrix) of light points that can be clearly assigned to it.
Die Erfassung von Personen und/oder Objekten im Erfassungsbereich 40 zeigt Fig. 3. Die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 weist eine Strahlungsquelle 10, ein Element zur Ablenkung der Strahlung 30 sowie einen Strahlungsdetektor 20 auf. Außerdem ist in oder in Kommunikationsreichweite der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 verbaut, die mittels Schnittstellen miteinander verbunden sind. Die Strahlungsquelle 10 erzeugt eine kontinuierliche monochromatische Laserstrahlung S mit einer Wellenlänge im Bereich von 780 nm bis 1000 nm. FIG. 3 shows the detection of people and / or objects in the detection area 40. The device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 has a radiation source 10, an element for deflecting the radiation 30 and a radiation detector 20. In addition, an electronic control and evaluation device 60, which are connected to one another by means of interfaces, is installed in or within the communication range of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1. The radiation source 10 generates a continuous monochromatic laser radiation S with a wavelength in the range from 780 nm to 1000 nm.
Im vierten Verfahrensschritt zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen und/oder Objekten in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung wird die rückgestreute Strahlung von Personen und/oder Objekten, die sich im Erfassungsbereich 40 befinden, im Strahlungsdetektor 20 erfasst. Die gedachte Linie zwischen der optischen Achse der Strahlungsquelle 10 und der optischen Achse des Strahlungsdetektors 20 wird als Baseline bezeichnet. Tritt im zeitlichen Verlauf eine Person in den Erfassungsbereich 40, beobachtet der Strahlungsdetektor 20 eine Verschiebung von Teilen des Lichtmusters 50 entlang der Baseline. Das Programm, das auf der Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 ausgeführt wird, vergleicht die erfassten Bilder des Strahlungsdetektors 20 mit dem projizierten Lichtmuster 50. Für kleine Bildbereiche, welche eine Verschiebung in Bezug zum bekannten Lichtmuster 50 erfahren haben, berechnet das Programm die Länge der Verschiebung, die sogenannte Disparität. Da das Lichtmuster 50 auf kleinen Bildbereichen entlang der Baseline eindeutig ist, wird für jeden Bildbereich genau eine Disparität gefunden. Aus der Disparität kann anhand der geometrischen Zusammenhänge ein Tiefenwert zu einem kleinen Bildbereich berechnet werden. Im Ergebnis steht nun eine 3D-Punktwolke 190 zur weiteren Auswertung bereit. Optional kann auch ein codiertes Lichtmuster (siehe Fig. 2) verwendet werden. In the fourth method step for differentiating, detecting and counting people and / or objects in facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods, the backscattered radiation from people and / or objects located in the detection area 40 is detected in the radiation detector 20 . The imaginary line between the optical axis of the radiation source 10 and the optical axis of the Radiation detector 20 is referred to as a baseline. If a person steps into the detection area 40 over time, the radiation detector 20 observes a displacement of parts of the light pattern 50 along the baseline. The program, which is executed on the control and evaluation device 60, compares the captured images of the radiation detector 20 with the projected light pattern 50. For small image areas which have undergone a shift in relation to the known light pattern 50, the program calculates the length of the shift , the so-called disparity. Since the light pattern 50 is unique on small image areas along the baseline, exactly one disparity is found for each image area. A depth value for a small image area can be calculated from the disparity based on the geometric relationships. As a result, a 3D point cloud 190 is now available for further evaluation. Optionally, a coded light pattern (see Fig. 2) can also be used.
Fig. 4 zeigt die 3D-Punktwolke 190 bei Bewegung der Personen und/oder Objekte im Erfassungsbereich 40. Die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 weist eine Strahlungsquelle 10, ein Element zur Ablenkung der Strahlung 30 sowie einen Strahlungsdetektor 20 auf. Außerdem ist in oder in Kommunikationsreichweite der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 verbaut, die mittels Schnittstellen miteinander verbunden sind. Die Strahlungsquelle 10 erzeugt eine kontinuierliche monochromatische Laserstrahlung S mit einer Wellenlänge im Bereich von 780 nm bis 1000 nm. FIG. 4 shows the 3D point cloud 190 when the people and / or objects move in the detection area 40. The device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 has a radiation source 10, an element for deflecting the radiation 30 and one Radiation detector 20 on. In addition, an electronic control and evaluation device 60, which are connected to one another by means of interfaces, is installed in or within the communication range of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1. The radiation source 10 generates a continuous monochromatic laser radiation S with a wavelength in the range from 780 nm to 1000 nm.
Informationen über die Szene im Erfassungsbereich 40, inklusive vorhandener Personen und Objekte, werden durch die Tiefenwerte der 3D-Punktwolke 190 repräsentiert (Fig.4 a). Personen bzw. Objekte haben im Raum eine charakteristische, dreidimensionale Form. Ein geeignetes Programm, z.B. ein Erkennungsalgorithmus, sucht Teile solcher charakteristischen Formen in den Daten der 3D-Punkwolke 190. Bei Übereinstimmung ist eine Form erkannt. Die Position einer bestimmten Person bzw. eines bestimmten Objekts kann durch einen charakteristischen Punkt 200, der z.B. durch die Schwerpunktmethode bestimmt wird, abstrahiert werden. Im zeitlichen Verlauf entstehen durch Auswertung vieler Daten des Strahlungsdetektors 20 eine Reihe solcher charakteristischer Punkte 200, die eine Trajektorie mit bekanntem Richtungsverlauf bilden (Fig. 4 b). Schneidet die Trajektorie eine vordefinierte Fläche im Raum, die Zählfläche 80, wird ein Zählereignis generiert. Aus der Richtung der Trajektorie kann bestimmt werden, ob die Person in das Fahrzeug einsteigt oder aus dem Fahrzeug aussteigt. Das gleiche Prinzip kann für Objekte angewandt werden, z.B. für Fahrräder oder Koffer, die in den Erfassungsbereich 40 gebracht werden und die Zählfläche 80 überschreiten. Optional kann auch ein codiertes Lichtmuster (siehe Fig. 2) verwendet werden. Information about the scene in the detection area 40, including existing people and objects, is represented by the depth values of the 3D point cloud 190 (FIG. 4 a). People or objects have a characteristic, three-dimensional shape in space. A suitable program, for example a recognition algorithm, looks for parts of such characteristic shapes in the data of the 3D punk cloud 190. If there is a match, a shape is recognized. The position of a specific person or a specific object can be abstracted using a characteristic point 200, which is determined, for example, by the focus method. In the course of time, by evaluating a lot of data from the radiation detector 20, a series of such characteristic points 200 are created, which form a trajectory with a known direction course (FIG. 4 b). If the trajectory intersects a predefined area in space, the counting area 80, a counting event is generated. From the direction of the trajectory, it can be determined whether the person gets on or off the vehicle. The same principle can be used for objects, for example for bicycles or suitcases, which are brought into the detection area 40 and exceed the counting area 80. Optionally, a coded light pattern (see Fig. 2) can also be used.
Die Bestimmung der geeigneten Dichte der Musterpunkte des von der Strahlungsquelle 10 erzeugten Lichtmusters 50 verdeutlicht Fig. 5. Die in dieser Abbildung gezeigte Anzahl der Musterpunkte zeigt lediglich eine Tendenz, keine absolute Anzahl. Die Punktdichte des Lichtmusters 50 ist so zu wählen, dass das projizierte Lichtmuster 50 in kleinen Bildausschnitten entlang der Verschiebungsrichtung der Personen und/oder Objekten an jeder möglichen Position eindeutig ist. Der Erkennungsalgorithmus muss außerdem charakteristische Formen von Personen und/oder Objekten zuverlässig erkennen. Gleichzeitig soll im Gegensatz dazu das erzeugte Datenvolumen in der Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 so gering wie möglich sein. Unter diesen genannten Bedingungen ist die Punktdichte des Lichtmusters 50, gezeigt in Fig. 5 a, zu gering gewählt. Das erzeugte Datenvolumen ist zwar gering, eine eindeutige Zuordnung der Person ist aber nicht möglich, ebenso eine zuverlässige Erkennung der Person. Im Gegensatz dazu ist die Punktdichte des Lichtmusters 50, gezeigt in Fig. 5 f, zu hoch gewählt. Zum einen können die einzelnen Punkte des Lichtmusters nicht mehr vom Detektor unterschieden werden, zum anderen werden die zu verarbeitenden Datenmengen so groß, dass eine deutlich leistungsfähigere Steuereinrichtung und Speicher mit größeren Kapazitäten nötig wären und so zu deutlich höheren Kosten führen würden. The determination of the suitable density of the pattern points of the light pattern 50 generated by the radiation source 10 is illustrated in FIG. 5. The number of pattern points shown in this figure only shows a tendency, not an absolute number. The point density of the light pattern 50 is to be selected such that the projected light pattern 50 is unambiguous in small image sections along the direction of displacement of the people and / or objects at every possible position. The recognition algorithm must also reliably recognize characteristic shapes of people and / or objects. At the same time, in contrast, the data volume generated in the control and evaluation device 60 should be as small as possible. Under these conditions, the point density of the light pattern 50, shown in FIG. 5 a, is chosen too low. The data volume generated is small, but a clear assignment of the person is not possible, as is reliable detection of the person. In contrast, the point density of the light pattern 50, shown in FIG. 5 f, is too high. On the one hand, the individual points of the light pattern can no longer be distinguished by the detector, on the other hand, the amount of data to be processed is so large that a significantly more powerful control device and memory with larger capacities would be necessary and would thus lead to significantly higher costs.
Es hat sich herausgestellt, dass für den typischen Betrieb in Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung eine Punktdichte des Lichtmusters 50 am günstigsten ist, die einer Strahlendichte ps von mindestens 1 * 103/4*p sr 1 und maximal 5* 104/4*p sr 1 entspricht, abhängig von der Entfernung der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 von den zu erfassenden Personen und Objekten bzw. dem Erfassungsbereich 40. Veranschaulichungen dieser Punktdichten des Lichtmusters 50 sind in Fig. 5 b-e gezeigt. Der Einfachheit halber sind in Fig. 5 a - f regelmäßige Lichtmuster gezeigt. Optional kann aber auch ein codiertes Lichtmuster (siehe Fig. 2) verwendet werden. It has been found that a point density of the light pattern 50, which has a radiation density p s of at least 1 * 10 3/4 * p sr 1 and a maximum of 5 * 10, is most favorable for typical operation in vehicles for the transport of people and / or goods 4/4 * p sr 1 corresponds, depending on the distance of the device for detecting, assigning and counting People and / or objects 1 of the people and objects to be detected or the detection area 40. Illustrations of these point densities of the light pattern 50 are shown in FIG. 5 be. For the sake of simplicity, regular light patterns are shown in FIGS. 5 a - f. Optionally, however, a coded light pattern (see FIG. 2) can also be used.
Fig. 6 zeigt den Erfassungsbereich 40 der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten an einem Türportal 150 einer Einrichtung für den öffentlichen Personennahverkehr. Die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 befindet sich im oberen Bereich in einem Abstand zum Türportal 150. 6 shows the detection area 40 of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 for detecting, assigning and counting people and / or objects on a door portal 150 of a device for local public transport. The device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 is located in the upper area at a distance from the door portal 150.
Die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 weist eine Strahlungsquelle 10, ein Element zur Ablenkung der Strahlung 30 sowie einen Strahlungsdetektor 20 auf. Außerdem ist in oder in Kommunikationsreichweite der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 verbaut, die mittels Schnittstellen miteinander verbunden sind. Die Strahlungsquelle 10 erzeugt eine kontinuierliche monochromatische Laserstrahlung S mit einer Wellenlänge im Bereich von 780 nm bis 1000 nm. The device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 has a radiation source 10, an element for deflecting the radiation 30 and a radiation detector 20. In addition, an electronic control and evaluation device 60, which are connected to one another by means of interfaces, is installed in or within the communication range of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1. The radiation source 10 generates a continuous monochromatic laser radiation S with a wavelength in the range from 780 nm to 1000 nm.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung ist die Überwachung eines Raumbereichs. Das Licht des Lichtmuster-Projektors 100 fällt von einem zentralen Projektionspunkt aus in diesen Raumbereich. Der Strahlungsdetektor 20 ist derart ausgerichtet, dass sein räumlicher Sichtbereich weitgehend mit dem ausgeleuchteten Raumbereich identisch ist. Der gemeinsame Raumbereich ist der Erfassungsbereich 40 der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1. An important feature of the invention is the surveillance of a room area. The light of the light pattern projector 100 falls from a central projection point into this area. The radiation detector 20 is oriented in such a way that its spatial field of vision is largely identical to the illuminated area. The common spatial area is the detection area 40 of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1.
Der Erfassungsbereich 40 wird durch den Raumwinkel der Zentralprojektion beschrieben. Je nach Wahl der Apertur wird der Erfassungsbereich 40 durch geeignete geometrische Figuren beschrieben, deren geometrischer Ursprung im zentralen Projektionspunkt der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 liegen. Bei rechteckiger Apertur ist es die Pyramide mit rechteckigem und ebenem Umriss, bei einer runden Apertur ist es der gerade Kreiskegel. Der Raumwinkel des geraden Kreiskegels ist: W = 4p sin2 (f/4), wobei f der volle Öffnungswinkel ist. Der Raumwinkel der Pyramide ist: W = 4 arcsin( sin(cpx / 2) sin(cpy/2) ), wobei fc und cpy die beiden vollen Öffnungswinkel sind. Für die Anwendung der Erfindung mit dem Erfordernis der Richtungserkennung genügen zwei Lichtstrahlen. Die beiden Strahlen sind leicht divergent zueinander, erfassen aber überwiegend den gleichen Raumbereich. Mit dieser Geometrie kann ein Raumwinkel von mindestens W = 0,006 sr erfasst werden. Durch die Verwendung von zusätzlichen Strahlen kann der Erfassungsbereich 40 ausgedehnt werden bis zur Hemisphäre. Die Raumhälfte unterhalb der Montageebene der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 wird dann komplett überwacht, der Raumwinkel beträgt 2p sr. Zur Ausführung der Erfindung genügt es, den Erfassungsbereich 40 so zu wählen, dass zumindest ein Teil des menschlichen Körpers einer Person und/oder ein Teil eines Objekts in dem definierten Erfassungsbereich 40 erfasst wird. The detection area 40 is described by the solid angle of the central projection. Depending on the choice of the aperture, the detection area 40 is described by suitable geometric figures, the geometric origin of which lies in the central projection point of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1. With a rectangular aperture, it is the pyramid with a rectangular and flat outline, with a round aperture it is the straight circular cone. The solid angle of the straight circular cone is: W = 4p sin2 (f / 4), where f is the full opening angle. The solid angle of the pyramid is: W = 4 arcsin (sin (cpx / 2) sin (cpy / 2)), where fc and cpy are the two full opening angles. Two light beams are sufficient for the application of the invention with the requirement of direction detection. The two beams are slightly divergent to each other, but mostly cover the same area. With this geometry, a solid angle of at least W = 0.006 sr can be recorded. By using additional rays, the detection area 40 can be extended to the hemisphere. The space half below the assembly level of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 is then completely monitored, the solid angle is 2p sr. To carry out the invention, it is sufficient to select the detection area 40 such that at least a part of the human body of a person and / or a part of an object is detected in the defined detection area 40.
Die Ausrichtung und Lage der Zählflächen 80, 81 bzw. des Zählvolumens 90 ist in Fig. 7 dargestellt. Die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 befindet sich im oberen Bereich in einem Abstand zum Türportal 150. Die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 weist eine Strahlungsquelle 10, ein Element zur Ablenkung der Strahlung 30 sowie einen Strahlungsdetektor 20 auf. Außerdem ist in oder in Kommunikationsreichweite der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 eine elektronische Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 verbaut, die mittels Schnittstellen miteinander verbunden sind. Die Strahlungsquelle 10 erzeugt eine kontinuierliche monochromatische Laserstrahlung S mit einer Wellenlänge im Bereich von 780 nm bis 1000 nm. The alignment and position of the counting surfaces 80, 81 and the counting volume 90 is shown in FIG. 7. The device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 is located in the upper area at a distance from the door portal 150. The device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 has a radiation source 10, an element for it Deflection of the radiation 30 and a radiation detector 20. In addition, an electronic control and evaluation device 60, which are connected to one another by means of interfaces, is installed in or within the communication range of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1. The radiation source 10 generates a continuous monochromatic laser radiation S with a wavelength in the range from 780 nm to 1000 nm.
Eine Zählfläche 80 ist eine definierte Fläche im Erfassungsbereich 40 (Fig. 7 a). Soll z.B. der Durchtritt durch ein Türportal 150 überwacht werden, so kann die Zählfläche 80 als Ebene parallel zur Portalöffnung definiert werden. Die Zählebene 80 liegt bevorzugt 10 cm vor bis 10 cm hinter der Öffnung des Türportals 150. Um das Türportal 150 auf geeignete Weise zu überwachen, sind Abstände der Zählebene 80 von der Öffnung des Türportals 150 von bis zu 30 cm von Vorteil. Im Sinne der Erfindung sind ebenfalls Abstände von maximal 250 cm vor bis 250 cm der Zählebene 80 hinter der Öffnung des Türportals möglich. Im allgemeinen Fall von gekrümmten Türportalflächen und gekrümmten Zählflächen 80, 81 bezieht sich der Abstand auf die kürzeste Distanz zwischen den Flächen. Im Sinne der Erfindung wird mindestens eine Zählfläche 80 definiert, die den Erfassungsbereich 40 schneidet. Sich bewegende Personen und/oder Objekte müssen mindestens teilweise die Zählfläche 80 durchtreten, um ein Zählereignis auszulösen. A counting area 80 is a defined area in the detection area 40 (FIG. 7 a). If, for example, the passage through a door portal 150 is to be monitored, the counting area 80 can be defined as a plane parallel to the portal opening. The counter plane 80 is preferably 10 cm to 10 cm behind the opening of the door portal 150. In order to monitor the door portal 150 in a suitable manner, distances of the counter plane 80 from the opening of the door portal 150 of up to 30 cm are advantageous. Within the meaning of the invention, distances of a maximum of 250 cm in front of to 250 cm of the counter plane 80 behind the opening of the door portal are also possible. In the general case of curved door portal surfaces and curved counter surfaces 80, 81, the distance relates to the shortest distance between the surfaces. In the sense of the invention, at least one counting area 80 is defined that intersects the detection area 40. Moving people and / or objects must at least partially pass through the counting surface 80 in order to trigger a counting event.
Um die Zuverlässigkeit der Zählung zu erhöhen, können auch zwei (Fig. 7 b) oder mehrere Zählflächen 80, 81 verwendet werden. Typischerweise werden zwei parallel zueinander angeordnete Zählflächen 80, 81 verwendet. Die Person oder das Objekt muss sich dann mindestens teilweise durch eine Zählfläche 80, 81 des durch die beiden Zählflächen 80, 81 definierten Zählvolumens (Fig. 7 c) bewegen und mit einer zeitlichen Verzögerung die zweite Fläche ebenfalls mindestens teilweise wieder durchstoßen. Erst bei Detektion der Durchtrittsfolge wird ein Zählereignis ausgelöst. To increase the reliability of the count, two (FIG. 7b) or more counting areas 80, 81 can also be used. Typically, two counter areas 80, 81 arranged parallel to one another are used. The person or the object must then at least partially move through a counting area 80, 81 of the counting volume defined by the two counting areas 80, 81 (FIG. 7 c) and also at least partially penetrate the second area again with a time delay. A counting event is only triggered when the passage sequence is detected.
Fig. 8 zeigt eine Seitenansicht der Lage des charakteristischen Punktes 200, der die Position einer Person bzw. eines Objektes repräsentiert, unter Verwendung unterschiedlicher Algorithmen zu seiner Bestimmung aus den Tiefenwerten der 3D-Punktwolke 190. 8 shows a side view of the position of the characteristic point 200, which represents the position of a person or an object, using different algorithms for determining it from the depth values of the 3D point cloud 190.
Im einfachsten Fall wird der charakteristische Punkt 200 aus den Punkten der 3D- Punktwolke 190 zur Repräsentation einer Person bzw. eines Objektes bestimmt, der den geringsten Abstand zur Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 aufweist (Fig. 8 a).  In the simplest case, the characteristic point 200 is determined from the points of the 3D point cloud 190 to represent a person or an object, which is the smallest distance from the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 (FIG. 8 a).
Der charakteristische Punkt 200 kann auch durch eine Schwerpunktmethode bestimmt werden (Fig. 8 b, c). Dann liegt der charakteristische Punkt 200 innerhalb des Raumes der durch die Person oder durch das Objekt beanspruchten Volumens. Bei Bestimmung des Flächenschwerpunktes (Fig. 8 b) der Punkte der 3D-Punktwolke 190 liegt der charakteristische Punkt 200 in einem geringeren Abstand zur Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 als bei der Bestimmung des Volumenschwerpunktes (Fig. 8 c). Eine Seitenansicht unterschiedlich gestalteter Zählbereiche (70) und die Generierung eines Zählereignisses beim Durchgang einer Person durch den Zählbereich (70) zeigt Fig. 9. Das gleiche Prinzip ist auch auf Objekte anwendbar, die durch den Zählbereich (70) gebracht werden. The characteristic point 200 can also be determined by a center of gravity method (FIG. 8 b, c). Then the characteristic point 200 lies within the space of the volume claimed by the person or by the object. When determining the center of gravity (FIG. 8 b) of the points of the 3D point cloud 190, the characteristic point 200 lies at a shorter distance from the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 than when determining the center of volume (FIG. 8 c). A side view of differently designed counting areas (70) and the generation of a counting event when a person passes through the counting area (70) is shown in FIG. 9. The same principle can also be applied to objects brought through the counting area (70).
Der Zählbereich (70) kann als Zählvolumen 90 ausgeführt sein (Fig. 9 a, b). Die das Zählvolumen 90 passierende Person ist dann sinnvollerweise durch die von ihr erzeugte 3D- Punktwolke 190 repräsentiert.  The counting area (70) can be designed as a counting volume 90 (FIG. 9 a, b). The person passing through the counting volume 90 is then usefully represented by the 3D point cloud 190 generated by him.
Beim Eintreten der Person (Fig. 9 a) in die Einrichtung oder das Fahrzeug zur Personen- und/oder Güterbeförderung gelangt zuerst ein Punkt der 3D-Punktwolke 190 in das Zählvolumen 90, im weiteren Zeitverlauf immer weitere Punkte der 3D-Punktwolke 190, bis schließlich alle Punkte der 3D-Punktwolke 190 im Zählvolumen 90 zu verorten sind. Im weiteren zeitlichen Verlauf werden immer weniger Punkte der 3D-Punktwolke 190 im Zählvolumen 90 verortet, weil die Person das Zählvolumen 90 durchquert. Der Abstand der 3D-Punktwolke 190 zur Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 verringert sich. Ein Zählereignis wird genau dann generiert, wenn die gesamte von der Person erzeugte 3D-Punktwolke 190 das Zählvolumen 90 durchquert hat, innerhalb des Zählvolumens 90 also kein Punkt der von der Person erzeugten 3D-Punkwolke 190 mehr zu verorten ist. When the person (FIG. 9 a) enters the device or the vehicle for the transportation of people and / or goods, a point of the 3D point cloud 190 first reaches the counting volume 90, and further points of the 3D point cloud 190, to in the further course of time finally all points of the 3D point cloud 190 are to be located in the counting volume 90. In the further course of time, fewer and fewer points of the 3D point cloud 190 are located in the counting volume 90 because the person passes through the counting volume 90. The distance between the 3D point cloud 190 and the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 is reduced. A counting event is generated precisely when the entire 3D point cloud 190 generated by the person has passed through the counting volume 90, ie there is no longer any point within the counting volume 90 of the 3D point cloud 190 generated by the person.
Beim Verlassen der Person (Fig. 9 b) der Einrichtung oder des Fahrzeugs zur Personen- und/oder Güterbeförderung gelangt zuerst ein Punkt der 3D-Punktwolke 190 in das Zählvolumen 90, im weiteren Zeitverlauf immer weitere Punkte der 3D-Punktwolke 190, bis schließlich alle Punkte der 3D-Punktwolke 190 im Zählvolumen 90 zu verorten sind. Im weiteren zeitlichen Verlauf werden immer weniger Punkte der 3D-Punktwolke 190 im Zählvolumen 90 verortet, weil die Person das Zählvolumen 90 durchquert. Der Abstand der 3D-Punktwolke 190 zur Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 vergrößert sich. Ein Zählereignis wird genau dann generiert, wenn die gesamte von der Person erzeugte 3D-Punktwolke 190 das Zählvolumen 90 durchquert hat, innerhalb des Zählvolumens 90 also kein Punkt der von der Person erzeugten 3D-Punkwolke 190 mehr zu verorten ist. Das Programm der Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 verfolgt im zeitlichen Verlauf die Trajektorie der 3D-Punktwolke 190 und erkennt so, ob eine Person die Einrichtung bzw. das Fahrzeug betritt oder verlässt. When leaving the person (FIG. 9 b) of the device or the vehicle for the transportation of people and / or goods, first a point of the 3D point cloud 190 enters the counting volume 90, over time further points of the 3D point cloud 190, until finally all points of the 3D point cloud 190 are to be located in the count volume 90. In the further course of time, fewer and fewer points of the 3D point cloud 190 are located in the counting volume 90 because the person passes through the counting volume 90. The distance between the 3D point cloud 190 and the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 increases. A counting event is generated precisely when the entire 3D point cloud 190 generated by the person has passed through the counting volume 90, ie there is no longer any point within the counting volume 90 to be located in the 3D point cloud 190 generated by the person. The program of the control and evaluation device 60 tracks the trajectory of the 3D point cloud 190 over time and thus recognizes whether a person is entering or leaving the device or the vehicle.
Der Zählbereich (70) kann außerdem durch zwei Zählflächen 80, 81 definiert sein (Fig. 9 c, d), die parallel zueinander und beabstandet voneinander angeordnet sind. Die das Zählvolumen 90 passierende Person ist dann sinnvollerweise durch einen charakteristischen Punkt 200 repräsentiert. The counting area (70) can also be defined by two counting areas 80, 81 (FIG. 9 c, d) which are arranged parallel to one another and spaced apart from one another. The person passing through the counting volume 90 is then usefully represented by a characteristic point 200.
Beim Eintreten der Person (Fig. 9 c) in die Einrichtung oder das Fahrzeug zur Personen- und/oder Güterbeförderung durchstößt der charakteristische Punkt 200 die erste ZählflächeWhen the person (FIG. 9 c) enters the device or the vehicle for the transport of people and / or goods, the characteristic point 200 penetrates the first counting area
80, im weiteren Zeitverlauf die zweite Zählfläche 81. Ein Zählereignis wird genau dann generiert, wenn der charakteristische Punkt 200 die zweite Zählfläche 81 passiert hat. 80, the second counting area 81 in the further course of time. A counting event is generated exactly when the characteristic point 200 has passed the second counting area 81.
Beim Verlassen der Person (Fig. 9 d) der Einrichtung oder des Fahrzeugs zur Personen- und/oder Güterbeförderung durchstößt der charakteristische Punkt 200 die zweite ZählflächeWhen leaving the person (FIG. 9 d) of the device or vehicle for the transport of people and / or goods, the characteristic point 200 penetrates the second counting area
81 , im weiteren Zeitverlauf die erste Zählfläche 80. Ein Zählereignis wird genau dann generiert, wenn der charakteristische Punkt 200 die erste Zählfläche 80 passiert hat. 81, in the further course of time the first counting area 80. A counting event is generated exactly when the characteristic point 200 has passed the first counting area 80.
Das Programm der Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 verfolgt im zeitlichen Verlauf das Durchstoßen der Reihenfolge der Zählflächen 80, 81 und erkennt so, ob eine Person die Einrichtung bzw. das Fahrzeug betritt oder verlässt. The program of the control and evaluation device 60 tracks the passage of the counting areas 80, 81 over time and thus recognizes whether a person is entering or leaving the device or the vehicle.
Der Zählbereich (70) kann ebenfalls durch eine Zählfläche 80 definiert sein (Fig. 9 e, f). Die das Zählvolumen 90 passierende Person ist dann sinnvollerweise durch einen charakteristischen Punkt 200 repräsentiert. The counting area (70) can also be defined by a counting area 80 (Fig. 9 e, f). The person passing through the counting volume 90 is then usefully represented by a characteristic point 200.
Beim Eintreten der Person (Fig. 9 e) in die Einrichtung oder das Fahrzeug zur Personen- und/oder Güterbeförderung durchstößt der charakteristische Punkt 200 die Zählfläche 80, ebenso durchstößt der charakteristische Punkt 200 beim Verlassen der Person (Fig. 9 f) die Zählfläche 80. Ein Zählereignis wird genau dann generiert, wenn der charakteristische Punkt 200 die Zählfläche 80 passiert hat. Das Programm der Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 verfolgt im zeitlichen Verlauf die Trajektorie des charakteristischen Punktes 200 und erkennt so, ob eine Person die Einrichtung bzw. das Fahrzeug betritt oder verlässt. When the person enters (FIG. 9 e) into the device or the vehicle for the transportation of people and / or goods, the characteristic point 200 penetrates the counting area 80, likewise the characteristic point 200 penetrates the counting area when the person leaves (FIG. 9 f) 80. A counting event is generated exactly when the characteristic point 200 has passed the counting area 80. The program of the control and evaluation device 60 tracks the trajectory of the characteristic point 200 over time and thus recognizes whether a person is entering or leaving the device or the vehicle.
Fig. 10 zeigt den Aufbau eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1. Der Lichtmuster-Projektor 100 enthält die Strahlungsquelle 10 und optische Elemente 30, um das gewünschte zu projizierende Lichtmuster 50 zu erzeugen. Eine mögliche Ausführung verwendet eine Laserdiode als Strahlungsquelle 10, eine Kollimatorlinse und ein Diffraktives Optisches Element (DOE) 30. Die Strahlungsquelle 10 erzeugt eine kontinuierliche monochromatische Laserstrahlung S mit einer Wellenlänge im Bereich von 780 nm bis 1000 nm. 10 shows the construction of an exemplary embodiment of the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1. The light pattern projector 100 contains the radiation source 10 and optical elements 30 in order to generate the desired light pattern 50 to be projected. One possible embodiment uses a laser diode as radiation source 10, a collimator lens and a diffractive optical element (DOE) 30. The radiation source 10 generates a continuous monochromatic laser radiation S with a wavelength in the range from 780 nm to 1000 nm.
Der Bildsensor 130 bildet zusammen mit dem Objektiv 1 10 und dem Bandpass-Filter 120 den Strahlungsdetektor 20. Der Bandpass-Filter 120 ist nur durchlässig für Licht in einem engen spektralen Fenster. Die Zentralwellenlänge des Bandpass-Filters 120 entspricht der Wellenlänge des von der Strahlungsquelle 10 ausgesandten Lichts. Damit wird Licht anderer Wellenlängen daran gehindert, den Bildsensor 130 zu belichten. Die Bilddaten werden von der Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 verarbeitet und mittels eines geeigneten Programms ausgewertet. Die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 ist dazu über eine Schnittstelle mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 60 verbunden. Die Trägerstruktur 140 bringt den Strahlungsdetektor 20 und den Lichtmuster- Projektor 100 in eine definierte Position und realisiert so die sog. Baseline. The image sensor 130, together with the objective 110 and the bandpass filter 120, forms the radiation detector 20. The bandpass filter 120 is only transparent to light in a narrow spectral window. The central wavelength of the bandpass filter 120 corresponds to the wavelength of the light emitted by the radiation source 10. This prevents light of other wavelengths from exposing the image sensor 130. The image data are processed by the control and evaluation device 60 and evaluated by means of a suitable program. For this purpose, the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 is connected to the control and evaluation device 60 via an interface. The carrier structure 140 brings the radiation detector 20 and the light pattern projector 100 into a defined position and thus realizes the so-called baseline.
Durch die Verwendung des Lichtmuster-Projektors 100 stellt die Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten 1 aktiv Licht bereit und kann auch in dunklen Umgebungen arbeiten. Da die Beleuchtung nicht großflächig ist, sondern nur Licht in Musterbereiche geleitet wird, ist eine kleinere Lichtleistung erforderlich als bei einer großflächigen Beleuchtung. Entsprechend wird weniger Energie verbraucht und es entsteht weniger Abwärme. BEZUGSZEICHENLISTE By using the light pattern projector 100, the device for detecting, assigning and counting people and / or objects 1 actively provides light and can also work in dark surroundings. Since the lighting is not large, but only light is directed into sample areas, a lower light output is required than with large-area lighting. Accordingly, less energy is consumed and less waste heat is generated. REFERENCE SIGN LIST
Vorrichtung zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen und/oder Objekten Device for detecting, assigning and counting people and / or objects
Strahlungsquelle  Radiation source
Strahlungsdetektor  Radiation detector
Element zur Ablenkung der Strahlung  Deflection element
Erfassungsbereich  Detection area
Lichtmuster  Light pattern
Steuer- und Auswerteeinrichtung  Control and evaluation device
Zählbereich Counting range
, 81 Zählfläche , 81 counting area
Zählvolumen Counting volume
0 Lichtmuster-Projektor0 light pattern projector
0 Objektiv0 lens
0 Bandpass-Filter0 bandpass filter
0 Bildsensor0 image sensor
0 Trägerstruktur0 support structure
0 Türportal0 door portal
0 Einrichtung oder Fahrzeug zur Personen- und/oder 0 facility or vehicle for personal and / or
Güterbeförderung Freight transport
0 Person0 person
1 Objekt1 object
0 Punkt der 3D-Punktwolke0 point of the 3D point cloud
0 Charakteristischer Punkt 0 Characteristic point
Ausgesendete Strahlung  Radiated radiation

Claims

P AT E N T A N S P R Ü C H E P AT REQUESTS
1. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 1. Procedure for distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung mit den folgenden Verfahrensschritten:  and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transportation of people and / or goods with the following method steps:
• Aussenden einer Strahlung (S) von einer Strahlungsquelle (10)  • emitting radiation (S) from a radiation source (10)
• Ablenken der Strahlung (S) mit einem Element zur Ablenkung der Strahlung (30)  Deflecting the radiation (S) with an element for deflecting the radiation (30)
• Erzeugen eines Lichtmusters (50) in einem Erfassungsbereich (40)  • Generating a light pattern (50) in a detection area (40)
• Erfassen der von in dem Erfassungsbereich (40) befindlichen Personen  • Detection of people in the detection area (40)
und/oder Objekten rückgestreuten Strahlung (S) in einem Strahlungsdetektor (20)  and / or objects backscattered radiation (S) in a radiation detector (20)
• Zählen der Personen und/oder Objekte in einem Zählbereich (70)  • Counting the people and / or objects in a counting area (70)
wobei der Zählbereich (70) in einem Bereich zwischen 30 cm vor und 30cm hinter einem Zugang (150) zur Einrichtungen und/oder zum Fahrzeug zur Personen und/oder Objektbeförderung angeordnet ist.  wherein the counting area (70) is arranged in a range between 30 cm in front and 30 cm behind an access (150) to the facilities and / or to the vehicle for the transportation of people and / or objects.
2. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 2. Procedures for distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach Anspruch 1  and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transportation of people and / or goods according to claim 1
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Zählbereich (70) in einem Bereich 20 cm vor und/oder 20cm hinter Zugang (150) zur Einrichtungen und/oder zum Fahrzeug zur Personen- und/oder  the counting area (70) in an area 20 cm in front and / or 20cm behind access (150) to the facilities and / or to the vehicle for people and / or
Objektbeförderung und bevorzugt zischen 10 cm vor und/oder 10 cm hinter dem Zugang (150) zur Einrichtungen und/oder zum Fahrzeug zur Personen- und/oder Transport of objects and preferably between 10 cm in front of and / or 10 cm behind the access (150) to the facilities and / or to the vehicle for passenger and / or
Objektbeförderung angeordnet ist. Transport is arranged.
3. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass 3. A method for differentiating, detecting and counting people (170) and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transport of people and / or goods according to claim 1 or 2, characterized in that
der Zählbereich (70) ein Zählvolumen (90) umfasst,  the counting area (70) comprises a counting volume (90),
wobei ein Zählereignis eintritt, wenn eine Person und/oder ein Objekt in den  where a count event occurs when a person and / or an object enters the
Zählvolumen (90) eintritt und/oder den Zählvolumen (90) verlässt.  Count volume (90) occurs and / or leaves the count volume (90).
4. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 4. Procedures for distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3  and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transportation of people and / or goods according to one or more of claims 1 to 3
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Zählbereich (70) eine Zählfläche (80, 81 ) umfasst,  the counting area (70) comprises a counting area (80, 81),
wobei ein Zählereignis eintritt, wenn eine Person und/oder ein Objekt in die  where a count event occurs when a person and / or an object enters the
Zählfläche(80, 81 ) eintritt und/oder die Zählfläche (80, 81 ) verlässt.  Counting area (80, 81) enters and / or leaves the counting area (80, 81).
5. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 5. Procedures for distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4  and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transportation of people and / or goods according to one or more of claims 1 to 4
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Zählbereich (70) zwei Zählflächen (80, 81 ) umfasst,  the counting area (70) comprises two counting areas (80, 81),
wobei ein Zählereignis eintritt, wenn eine Person und/oder ein Objekt in eine der where a count event occurs when a person and / or an object enters one of the
Zählebenen (80, 81 ) eintritt und/oder eine der Zählfläche (80, 81 ) verlässt. Counting planes (80, 81) enters and / or leaves one of the counting areas (80, 81).
6. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 6. Procedures for distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass  and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transport of people and / or goods according to claim 5, characterized in that
eine erste Zählfläche (80) einem Fahrzeuginnenraum und eine zweite Zählfläche (81 ) dem Fahrzeugäußeren zugewandt ist, wobei ein Zählereignis eintritt, wenn eine Person und/oder ein Objekt in die erste Zählfläche (80) eintritt und/oder die zweite Zählfläche (81 ) verlässt. a first counting surface (80) faces a vehicle interior and a second counting surface (81) faces the vehicle exterior, a counting event occurs when a person and / or an object enters the first counting area (80) and / or leaves the second counting area (81).
7. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 7. Procedures for distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6  and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transportation of people and / or goods according to one or more of claims 1 to 6
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Lage des Zählbereichs (78) und/oder der Zählfläche (81 , 80) in Abhängigkeit der Art des erkannten Objekts gewählt wird.  the position of the counting area (78) and / or the counting area (81, 80) is selected as a function of the type of object recognized.
8. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 8. Procedures for distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach Anspruch 7  and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transportation of people and / or goods according to claim 7
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
ein Lichtmuster (50) im Erfassungsbereich (40) erfasst wird.  a light pattern (50) is detected in the detection area (40).
9. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 9. Procedures for distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach Anspruch 8  and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transport of people and / or goods according to claim 8
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
eine Verschiebung des Lichtmusters (50) im Erfassungsbereich (40) erfasst wird.  a shift in the light pattern (50) in the detection area (40) is detected.
10. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 10. Procedures for distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach Anspruch 9 daurch gekennzeichnet, dass  and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transport of people and / or goods according to claim 9, characterized in that
die Länge der Verschiebung berechnet und aus der Länge der Verschiebung eine Tiefenwert bestimmt wird. the length of the displacement is calculated and a depth value is determined from the length of the displacement.
1 1. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen und/oder Güterbeförderung nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass 1 1. A method for differentiating, detecting and counting people (170) and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transport of people and / or goods according to claim 12, characterized in that
die erfassten synchron verschobenen Lichtmuster (50) mit charakteristischen bekannten Mustern verglichen werden.  the detected synchronously shifted light patterns (50) are compared with characteristic known patterns.
12. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 12. Procedures for distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass  and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transport of people and / or goods according to one or more of claims 8 to 11, characterized in that
das Lichtmuster (50) zu einem Objekttyp zugeordnet wird.  the light pattern (50) is assigned to an object type.
13. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 13. Methods of distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass  and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transport of people and / or goods according to one or more of claims 1 to 12, characterized in that
das Zählereignis durch den Eintritt und/oder das Verlassen des Zählbereichs (70) und/oder der Zählfläche (80, 81 ) des Lichtmusters (50) ausgelöst wird.  the counting event is triggered by entering and / or leaving the counting area (70) and / or the counting area (80, 81) of the light pattern (50).
14. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 14. Methods of distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass  and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transport of people and / or goods according to one or more of claims 1 to 13, characterized in that
das Verfahren geeignet ist, Personen und Objekte in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen zur Personen- und/oder Güterbeförderung zu unterscheiden, zu erfassen und/oder zu zählen.  the method is suitable for distinguishing, recording and / or counting people and objects in facilities and / or vehicles for the transportation of people and / or goods.
15. Verfahren zur Unterscheidung, Erfassung und Zählung von Personen (170) 15. Procedures for distinguishing, recording and counting people (170)
und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transportation of people and / or goods according to one or more of claims 1 to 14 characterized in that
das Lichtmuster (50) eine Strahlendichte ps von the light pattern (50) has a radiation density p s of
5* 102/4*p sr 1 < ps < 106/4*p sr 1 5 * 10 2/4 * p sr 1 <p s <10 6/4 * p sr 1
bevorzugt mindestens 1* 103/4*p sr 1 und preferably at least 1 * 10 3/4 * p sr 1 and
besonders bevorzugt mindestens 5* 103/4*p sr 1 particularly preferably at least 5 * 10 3/4 * p sr 1
und/oder  and or
bevorzugt höchstens 5* 105/4*p sr 1 und preferably at most 5 * 10 5/4 * p sr 1 and
besonders bevorzugt höchstens 1 * 105/4*p sr 1 particularly preferably at most 1 * 10 5/4 * p sr 1
aufweist.  having.
16. Personen- und/oder Objektzählvorrichtung (1 ) zur Erfassung, Zuordnung und 16. People and / or object counting device (1) for detection, assignment and
Zählung von Personen (170) und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung, die aufweist:  Counting of people (170) and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transportation of people and / or goods, which comprises:
• eine Strahlungsquelle (10), • a radiation source (10),
• einen Strahlungsdetektor (20),  • a radiation detector (20),
» ein Element (30) zur Ablenkung der aus der Strahlungsquelle (10) austretenden »An element (30) for deflecting those emerging from the radiation source (10)
Strahlung (S) Radiation (S)
wobei das Element (30) zur Ablenkung der aus der Strahlungsquelle (10) austretenden Strahlung (S) geeignet ist, ein Lichtmuster (50) in einem Erfassungsbereich (40) zu erzeugen, und  the element (30) for deflecting the radiation (S) emerging from the radiation source (10) is suitable for generating a light pattern (50) in a detection area (40), and
wobei die Personen- und/oder Objektzählvorrichtung geeignet ist, in einem wherein the person and / or object counting device is suitable in one
Zählbereich (70) in diesem befindliche Personen und/oder Objekte zu zählen, wobei der Zählbereich (70) einen Teilbereich des Erfassungsbereichs (50) umfasst und in einem Bereich zwischen 30 cm vor und 30cm hinter einem Zugang (150) zur Einrichtungen und/oder zum Fahrzeug zur Personen und/oder Objektbeförderung angeordnet ist. To count the counting area (70) of people and / or objects located therein, the counting area (70) comprising a partial area of the detection area (50) and in a area between 30 cm in front and 30cm behind an access (150) to the facilities and / or is arranged to the vehicle for the transport of people and / or objects.
17. Personen- und/oder Objektzählvorrichtung (1 ) zur Erfassung, Zuordnung und 17. People and / or object counting device (1) for detection, assignment and
Zählung von Personen (170) und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach Anspruch 16 dadurch gekennzeichnet, dass der Zählbereich (70) in einem Bereich 20 cm vor und/oder 20cm hinter einem Zugang (150) der Einrichtung und/oder des Fahrzeugs zur Personen und/oder Objektbeförderung und bevorzugt zwischen 10 cm vor und/oder 10 cm hinter dem Zugang (150) zur Einrichtungen und/oder zum Fahrzeug zur Personen und/oder Objektbeförderung angeordnet ist. Counting of people (170) and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transportation of people and / or goods according to claim 16, characterized in that the counting area (70) in an area 20 cm in front of and / or 20 cm behind an entrance (150) of the device and / or the vehicle for the transport of people and / or objects and preferably between 10 cm in front of and / or 10 cm behind the entrance (150 ) is arranged for the facilities and / or the vehicle for the transportation of people and / or objects.
18. Personen- und/oder Objektzählvorrichtung (1 ) zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen (170) und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach Anspruch 16 oder 17 dadurch gekennzeichnet, dass 18. People and / or object counting device (1) for detecting, assigning and counting people (170) and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transport of people and / or goods according to claim 16 or 17 characterized in that
der Zählbereich (70) ein Zählvolumen (90) umfasst,  the counting area (70) comprises a counting volume (90),
wobei ein Zählereignis eintritt, wenn eine Person und/oder ein Objekt in den Zählvolumen (90) eintritt und/oder den Zählvolumen (90) verlässt.  wherein a counting event occurs when a person and / or an object enters the counting volume (90) and / or leaves the counting volume (90).
19. Personen- und/oder Objektzählvorrichtung (1 ) zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen (170) und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder19. People and / or object counting device (1) for detecting, assigning and counting people (170) and / or objects (171) in facilities and / or
Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18 Vehicles (160) for the transportation of people and / or goods according to one or more of claims 16 to 18
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
der Zählbereich (70) eine Zählfläche (80, 81 ) umfasst,  the counting area (70) comprises a counting area (80, 81),
wobei ein Zählereignis eintritt, wenn eine Person und/oder ein Objekt in die where a count event occurs when a person and / or an object enters the
Zählfläche (80, 81 ) eintritt und/oder die Zählfläche (80, 81 ) verlässt. Counting area (80, 81) enters and / or leaves the counting area (80, 81).
20. Personen- und/oder Objektzählvorrichtung (1 ) zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen (170) und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 19 20. People and / or object counting device (1) for detecting, assigning and counting people (170) and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transport of people and / or goods according to one or more of the Claims 16 to 19
dadurch gekennzeichnet, dass der Zählbereich (70) zwei Zählflächen (80, 81 ) umfasst, characterized in that the counting area (70) comprises two counting areas (80, 81),
wobei ein Zählereignis eintritt, wenn eine Person und/oder ein Objekt in eine der Zählebenen (80, 81 ) eintritt und/oder eine der Zählfläche (80, 81 ) verlässt.  a counting event occurs when a person and / or an object enters one of the counting planes (80, 81) and / or leaves one of the counting areas (80, 81).
21. Personen- und/oder Objektzählvorrichtung (1 ) zur Erfassung, Zuordnung und 21. People and / or object counting device (1) for detection, assignment and
Zählung von Personen (170) und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Counting people (170) and / or objects (171) in facilities and / or
Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach Anspruch 20 dadurch gekennzeichnet, dass Vehicles (160) for the transport of people and / or goods according to claim 20, characterized in that
eine erste Zählfläche (80) dem Fahrzeuginnenraum und eine zweite Zählfläche (81 ) dem Fahrzeugäußeren zugewandt ist,  a first counting surface (80) faces the vehicle interior and a second counting surface (81) faces the vehicle exterior,
wobei ein Zählereignis eintritt, wenn eine Person und/oder ein Objekt in die erste where a count event occurs when a person and / or an object enters the first
Zählfläche (80) eintritt und/oder die zweite Zählfläche (81 ) verlässt. Counting area (80) enters and / or leaves the second counting area (81).
22. Personen- und/oder Objektzählvorrichtung (1 ) zur Erfassung, Zuordnung und 22. People and / or object counting device (1) for detection, assignment and
Zählung von Personen (170) und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass  Counting of people (170) and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transportation of people and / or goods according to one or more of claims 16 to 21, characterized in that
die Lage des Zählbereichs (70) und/oder der Zählfläche (80, 81 ) in Abhängigkeit der Art des erkannten Objekts gewählt wird.  the position of the counting area (70) and / or the counting area (80, 81) is selected depending on the type of object recognized.
23. Personen- und/oder Objektzählvorrichtung (1 ) zur Erfassung, Zuordnung und 23. People and / or object counting device (1) for detection, assignment and
Zählung von Personen (170) und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Counting people (170) and / or objects (171) in facilities and / or
Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 19 bis 22 Vehicles (160) for the transportation of people and / or goods according to one or more of claims 19 to 22
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Lage der Zählflächen (80, 81 ) vordefiniert ist.  the position of the counting surfaces (80, 81) is predefined.
24. Personen- und/oder Objektzählvorrichtung (1 ) zur Erfassung, Zuordnung und 24. People and / or object counting device (1) for detection, assignment and
Zählung von Personen (170) und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 23 Counting people (170) and / or objects (171) in facilities and / or Vehicles (160) for the transportation of people and / or goods according to one or more of claims 16 to 23
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Personen- und/oder Objektzählvorrichtung (1 ) eine Schnittstelle (70) zu einer Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung (60) aufweist.  the person and / or object counting device (1) has an interface (70) to a control and / or evaluation device (60).
25. Personen- und/oder Objektzählvorrichtung (1 ) zur Erfassung, Zuordnung und Zählung von Personen (170) und/oder Objekten (171 ) in Einrichtungen und/oder Fahrzeugen (160) zur Personen- und/oder Güterbeförderung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 24 25. People and / or object counting device (1) for detecting, assigning and counting people (170) and / or objects (171) in facilities and / or vehicles (160) for the transport of people and / or goods according to one or more of the Claims 16 to 24
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
das Lichtmuster (50) eine Strahlendichte ps von the light pattern (50) has a radiation density p s of
5* 102/4*p sr 1 < ps < 106/4*p sr 1 5 * 10 2/4 * p sr 1 <p s <10 6/4 * p sr 1
bevorzugt mindestens 1 * 103/4*p sr 1 und preferably at least 1 * 10 3/4 * p sr 1 and
besonders bevorzugt mindestens 5* 103/4*p sr 1 particularly preferably at least 5 * 10 3/4 * p sr 1
und/oder  and or
bevorzugt höchstens 5* 105/4*p sr 1 und preferably at most 5 * 10 5/4 * p sr 1 and
besonders bevorzugt höchstens 1 * 105/4*p sr 1 particularly preferably at most 1 * 10 5/4 * p sr 1
aufweist.  having.
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