WO2003052716A1 - Method for the geometric measurement and tracing of objects by means of laser scanners - Google Patents

Method for the geometric measurement and tracing of objects by means of laser scanners Download PDF

Info

Publication number
WO2003052716A1
WO2003052716A1 PCT/AT2002/000340 AT0200340W WO03052716A1 WO 2003052716 A1 WO2003052716 A1 WO 2003052716A1 AT 0200340 W AT0200340 W AT 0200340W WO 03052716 A1 WO03052716 A1 WO 03052716A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser scanner
roadway
laser
measurement data
objects
Prior art date
Application number
PCT/AT2002/000340
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Schmidradler
Original Assignee
Kapsch Trafficcom Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kapsch Trafficcom Ag filed Critical Kapsch Trafficcom Ag
Priority to AU2002361367A priority Critical patent/AU2002361367A1/en
Publication of WO2003052716A1 publication Critical patent/WO2003052716A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/04Detecting movement of traffic to be counted or controlled using optical or ultrasonic detectors
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/015Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for distinguishing between two or more types of vehicles, e.g. between motor-cars and cycles

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for geometric measurement and tracking of objects moving on a roadway in the longitudinal direction of the same, such as motor vehicles, with the aid of at least two laser scanners, which are respectively mounted above the roadway level and the roadway or on it scanning the moving object within a limited measuring range in a measuring plane and generating a profile of the object in the measuring plane as measuring data of a scanning cycle.
  • the device also includes a computer system connected to the laser scanner for evaluating the measurement data.
  • the geometry of motor vehicles is a possible evaluation criterion for the classification of vehicles, typical application fields are the determination of tariff levels for toll collection, applications of the traffic control system or the statistical collection of traffic data.
  • the required scope of services ranges from the pure sequence control (eg starting a tolling process, control of barriers) to complex measuring tasks such as the geometric measurement of towing vehicles, trailer recognition or the detection and classification of side-by-side single-track vehicles.
  • Complex measuring tasks such as the geometric measurement of towing vehicles, trailer recognition or the detection and classification of side-by-side single-track vehicles.
  • Today, various sensor concepts are pursued in single-lane surroundings (typical: toll stations with manual handling) for the tracking and classification of vehicles as well as for the timing of processes.
  • the sensor arrangement and the measurement data evaluation are always designed specifically for the application.
  • Induction loops are used, if necessary in combination with other sensors such as light barriers, light curtains or other sensors in the.
  • Lane to meet the requirements of each measurement task A method of the type mentioned is known for example from WO 90/09014, which describes two laser scanners, which are oriented in each case normal to the direction of travel.
  • the vehicle speed is determined from the path-time difference of the successive passing of the laser scanner.
  • This object is achieved in a first aspect of the invention with a method of the aforementioned type, which is characterized in that the measuring plane of at least one first laser scanner substantially transverse to the roadway and the measuring plane of at least one second laser scanner substantially in the longitudinal direction of the roadway is, and that the measurement data of the laser scanner are linked to a time-related spatial representation of the objects.
  • substantially transverse to the direction of travel does not require an orthonormal orientation of the measuring plane to the direction of travel; Rather, it also includes any suitable inclinations, as long as the first laser scanner allows detection of the transverse profile of the objects passing.
  • the term “substantially in the longitudinal direction of the roadway” does not necessarily mean a parallel alignment of the measuring plane of the second laser scanner with the direction of travel, but rather also includes any suitable inclinations as long as the second laser scanner detects a longitudinal position of the passing objects, ie their position in the direction of travel, allows.
  • the invention proceeds from the novel knowledge, which is typical of single-lane road sections To generate conditions as complete as possible image of the measuring range, in order to be able to incorporate in the individual case required additional information in a particular case with relatively low adaptation effort in the overall system.
  • This is achieved in a particularly simple and trouble-free way by the use of two generally crossed scanned laser scanners, which enable gapless imaging and tracking of vehicles passing in the measuring range.
  • a high degree of Meßredundanz is achieved, which ensures trouble-free operation even in adverse environmental conditions, such as bad weather, stop-and-go traffic, etc.
  • the temporally and spatially linked joint evaluation of the measured data of the two laser scanners achieves a total functionality that goes far beyond the achievable with separate treatment of the individual measurements.
  • the first laser scanner is seen in the object direction of travel in front of the second laser scanner arranged and, if the profile measured by him exceeds a predetermined threshold criterion for the detection of a new object, registered this profile as the front of a new object representation.
  • the object representations registered by the first laser scanner can be verified and their movements can be tracked on the basis of the measured data of the second laser scanner, which further increases the susceptibility to interference. It is even better if, in addition, the movements of the object representations pursued by the second laser scanner are also verified for plausibility on the basis of the measurement data of the first laser scanner.
  • measurement data of successive scanning cycles of the first laser scanner which have a common overlap region, are assigned to the same object representation, which further increases the operational reliability of the method. It may be preferred that for small object representations the possible overlap area is increased with a search area, e.g. Also to assign trailer drawbar areas of road trains or single-track vehicles correctly. In any case, it is particularly favorable if objects whose length can not be determined by the second laser scanner are assigned a predetermined standard length, in order to arrive at a deliverable result in each case.
  • the number of vehicle axles of an object can be determined in order to obtain additional evaluation criteria for the verification and classification of the measurement results.
  • the above-mentioned objects are achieved with a device for geometric surveying and tracking of objects moving on a roadway in the longitudinal direction of the same, such as motor vehicles, with at least two laser scanners each mounted above the roadway level scanning the roadway or an object moving thereupon within a limited measuring range in a measuring plane and generating a profile of the roadway in the measuring plane as measuring data of a scanning cycle, and with a computer system connected to the laser scanner for evaluating the measuring data which thereby results characterized in that the measuring plane of at least a first laser scanner substantially transverse to the roadway and the measuring plane of at least a second laser scanner is oriented substantially in the longitudinal direction of the road and the computer system, the measurement data of the laser scanner to a time-related spatial Regarse ntation of the objects linked.
  • Preferred features of the device according to the invention are specified in the subclaims. With regard to the advantages of these embodiments, reference is made to the corresponding comments on the method.
  • FIGS. 2a to 2f show, by way of an example, the principle of object measurement at six temporally successive, exemplarily selected times, u.zw. each on the left in the side view and on the right in the front view;
  • 3 shows a flow chart for the cyclic measurement data evaluation;
  • 4a to 4o an example of the principle of the context analysis at fifteen temporally successive, exemplarily selected times, u.zw. each seen in the measurement plane of the transverse scanning laser scanner, ie in the front view;
  • FIG. 4p is the drawing legend for Figs. 4a to 4o;
  • FIGS. 5a to 5h show, by way of an example, the principle of recognition and tracking of vehicles driving one behind the other at eight time-sequential, exemplarily selected points in time, u.zw. each on the left in the side view and on the right in the front view; and
  • Figs. ⁇ a and ⁇ b show examples of expansion possibilities of the method or apparatus.
  • FIGS. 1a to 1c show an example of an advantageous realization of the invention.
  • laser scanners mounted above the roadway are used, with one laser scanner 1 performing the measurement of the transverse profile and the other laser scanner 2 effecting the measurement of the vehicle in the longitudinal direction (travel direction 5).
  • a pair of light barriers 3 makes it possible to detect vehicles that can not be reliably tracked by the second laser scanner 2 at a defined longitudinal position.
  • the Cartesian reference system 4 is uniformly chosen for this and the following figures.
  • the typical task is to determine the length, width and height of vehicles and their trailer status; These data should be output together with a unique vehicle number when a defined longitudinal position is reached. A retreat An already completed vehicle should be reported as well as a vehicle passage in the wrong direction. Finally, the juxtaposition of single-lane vehicles and the close succession of vehicles within the observation area should not lead to any errors in vehicle measurement and tracking.
  • FIGS. 2a to 2f show the tracking and surveying of a multi-lane motor vehicle with a trailer at selected points in time.
  • the trailer drawbar is occasionally detected only at a single measuring point (FIG. 2b).
  • this measuring point In order to prevent the coherent object from being “torn off", this measuring point must not be eliminated by any filtering operations whatsoever, since, as will be shown later, this measured value could well have originated from a singular false measurement (raindrops, etc.)
  • measures are taken which enable a robust distinction between a measurement error and an object detection.
  • the vehicle continues to move and the end of the vehicle is detected in the measuring range of the first laser scanner 1 (FIGS. 2c, 2d). If this is the case, the length of the vehicle is measured by determining the measuring point with the maximum longitudinal position which is available from the second scanner 2 and which is assigned to the vehicle. The measurement results assigned to the vehicle are output upon reaching a defined longitudinal position 3 (FIGS. 2e, 1a, 1b). Finally, the vehicle leaves the measuring range in the correct direction.
  • FIGS. 2a to 2f It can be seen from FIGS. 2a to 2f that, due to the continuous availability of the longitudinal vehicle position during the passage of the laser scanner 2 scanning transversely to the traffic lane, an object representation which is correctly scaled in the longitudinal direction can also be determined, so that with the illustrated system for multi-lane Vehicles also any geometry-based classification tasks can be realized.
  • FIG. 3 shows, with reference to a flow chart, the cyclical sequence of the measurement, which is explained using the example of the vehicle passage shown in FIGS. 2a to 2f.
  • the so-called tracking corresponds to that of Figs. 3), the object areas indicated by rectangles in the X / Z plane 7, and the profile (left processing path in FIG. 3) of the object areas in the Y / Z plane 8 marked by rectangles ,
  • the number of object representations 9 registered in the system is zero.
  • the new object is registered (11).
  • a consideration of the object representations 9 and the current tracking 12 is required, since it can be determined in this way whether a new vehicle is actually in enters the observation area or whether a vehicle that pushes back or drives in the wrong direction of travel has been detected.
  • object registration at 11 is also carried out to correctly treat vehicles arriving from the wrong direction later, if it is not detected in the observation area of the profile but for the time being only in the exit area (in tracking) taking into account predetermined minimum dimensions.
  • the vehicle is first recognized in the profile and also detected in the subsequent measurement cycle of the other laser scanner 2, so that an assignment to the object representation produced (13) and also checked whether this laser scanner can actually track the vehicle reliably. This is only the case if the detected vehicle extends at the start of detection in the current profile over a defined tolerance range both left and right of the measurement plane of the laser scanner 2.
  • an attribute is set (14) in the object representation, which distinguishes it as a "longitudinally traceable object", so that the further geometry measurement takes place taking into account both scanner data measured data of those objects, the attribute "longitudinally traceable object Otherwise, as long as the object can be observed by both the first laser scanner 1 and the second laser scanner 2, new geometry data is detected (14) for further processing if and only if exceeding of equidistant fixed longitudinal distance increments is detected. Accompanying it is also checked whether a minimum dimension of a possible towing vehicle has been reached, so that is set upon detection of smaller object areas. see Fig. 2b, an attribute "possible trailer tongue.” with the further Vornchbewe ⁇ supply of the vehicle is in the present Beispi el a later exceeding of a trailer finally transferred to an object property "vehicle with trailer” (14).
  • the provisionally created tracking is corrected (13) in such a way that the vehicle extends to the measurement plane of the first scanner 1.
  • the correct object assignment usually succeeds - by a constant overlapping of the individual objects with the then correct tracking from the previous cycle 15 - already during the preliminary determination of the current tracking 16 without subsequent corrective measures 13.
  • a preliminary profile 10 is first determined without reference to the measurement from the previous cycle 19, 20, 15 and only later, taking into account the current tracking 12 and the old profile 20 an assignment of already registered objects 21 and a possible correction 22 are made.
  • FIGS. 4a to 4p show the principle of object recognition and object separation; A separation of vehicles behind and next to each other happens after initial registration by the local correlation of measurement data of successive sampling cycles. In the illustrated example, it is assumed that initially the number of registered objects 9 ( Figure 3) is zero.
  • an object reaches the measurement plane of the transversely scanning laser scanner 1 (FIG. 4a). It is not yet registered (23), because the detected object has not yet exceeded a predetermined minimum dimension (see also measurement error in Fig. 4c). Once this criterion is met, an internal object representation 11 (Fig. 3) and 24 (Fig. 4p) and is applied and the measurement data acquisition is started. From this point in time, all measured data which have a common overlapping area in successive measuring cycles are assigned to the object 24.
  • FIG. 4d another object 25 is detected and treated in the same way.
  • 4f shows that the objects 24 and 25 previously treated as separate objects evidently belong to one and the same vehicle, so that the previous object representations are combined to form a single object 24.
  • the see also 22, Fig. 3.
  • a separate object 26 is observed next to the object 24, which is finally treated as an object located next to object 24.
  • the valid search area is increased in such cases, cf. Fig. 4k.
  • FIGS. 5a to 5h show the system behavior when another follows immediately after one object.
  • a truck is, as already described, detected and measured by the system (Fig. 5a to 5d).
  • an object apparently connected to the front vehicle follows (5f) In the measuring range of the second laser scanner 2 it can be seen that an object apparently connected to the front vehicle follows (5f). However, since the front vehicle no longer occupies the measuring range of the first scanner 1, it can be ruled out that this object is a part of this already detected vehicle.
  • an error-free object tracking can be realized (FIGS. 5g, 5h).
  • the output can not be made immediately when the vehicle leaves the measuring range of the first laser scanner 1, since at this time is not yet determined whether the detection on the first laser scanner 1 actually can be assigned to the wrong retracted vehicle. Only on the basis of an assessment during the subsequent vehicle passage can it be determined under typical conditions whether the one-lane vehicle actually passed the measuring range in the wrong direction.
  • an additional light barrier can be arranged at a small distance to the measuring plane of the first laser scanner 1 in order to determine the occupancy order in connection with the measuring plane of this laser scanner, and thus also to determine the fitting direction of a passing, narrow vehicle.
  • Figures 6a and 6b show the modular extensibility of the system by way of example. It is easy to see that by arranging another transverse scanning laser scanner 27, as an alternative or in addition to a light barrier 3, it can be ensured that the described vehicle separation can be repeated at each further point of the observation area and that already in the measuring plane the first transversely scanned laser scanner assigned object representations can be found again. Finally, for single-lane, side-by-side vehicles that are so similar in geometry that they can not be distinguished from one another in the detection area, it is irrelevant whether the object instances between the two real objects in the measurement area of the subsequent transversely scanning scanner were mistakenly traded.
  • FIGS. 1 a to 1 c the measuring range of the laser scanner scanning in the longitudinal direction is limited at a predetermined mounting height.
  • an extension of the measuring range in the longitudinal direction can be realized.
  • the tracking of even narrow multi-lane vehicles can be ensured by the system shown so far being extended by one or more laser scanning devices which scan in the longitudinal direction and which are arranged in different measurement planes 29.
  • suitable sensors for example pressure sensors 30, can be introduced into the traffic lane for axle counting.
  • the position and the state of motion of the vehicle are determined, whereby a robust evaluation of the measurement data of such sensors is possible.
  • a measurement of a vehicle passing in the reverse direction is also possible without any further restrictions, for example by merging sections of a vehicle evaluated by the second laser scanner 2 as separate objects during the passage of the first laser scanner 1. If the system measures both in the planned entry and exit area with a cross-scanning laser scanner (Fig. 5a-h), the measure described above can be completely eliminated, especially since the relationship analysis described above for both directions basically runs in the same way.
  • the invention is of course not limited to the illustrated embodiments, but includes all variants and modifications that fall within the scope of the appended claims.

Abstract

The invention relates to a method and a device for the geometric measurement and tracing of objects (6), such as motor vehicles, moving along a road in the longitudinal direction of the same, by means of at least two laser scanners (1, 2, 27, 28) which are respectively mounted above the level of the road. Said laser scanners scan the road or an object (6) moving along said road, within a defined measuring range in a measuring plane, and produce a profile of the object in the measuring plane as measuring data of a scan cycle. The invention is characterised in that the measuring plane of at least one first laser scanner (1, 27) is oriented essentially perpendicularly to the road and the measuring plane of at least one second laser scanner (2, 28) is oriented essentially in the longitudinal direction of the road, and in that the measuring data of the laser scanner is linked to a time-related spatial representation of the objects.

Description

VERFAHREN ZUR GEOMETRISCHEN VERMESSUNG UND VERFOLGUNG VON OBJEKTEN MITTELS LASERSCANNERNMETHOD FOR GEOMETRIC MEASUREMENT AND TRACKING OF OBJECTS BY MEANS OF LASER SCANNERS
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur geometrischen Vermessung und Verfolgung von sich auf einer Fahrbahn in Längsrichtung derselben bewegenden Objekten, wie Kraftfahrzeugen, mit Hilfe von zumindest zwei Laserscannern, die jeweils oberhalb des Fahrbahnniveaus montiert sind und die Fahrbahn bzw. ein sich darauf bewegendes Objekt innerhalb eines begrenzten Meßbereiches in einer Meßebene abtasten und als Meßdaten eines Abtastzyklus ein Profil des Objektes in der Meßebene erzeugen. Die Vorrichtung umfaßt auch ein an die Laserscanner angeschlossenes Computersystem zur Auswertung der Meßdaten. Die Geometrie von Kraftfahrzeugen ist ein mögliches Bewertungskriterium für die Klassifizierung von Fahrzeugen, typische Anwendungsfelder sind dabei die Ermittlung von Tarifstufen zur Mauteinhebung, Anwendungen der Verkehrsleittechnik oder die statistische Erfassung von Verkehrsdaten. Der geforderte Lei- stungsumfang geht von der reinen Ablaufsteuerung (z.B. Starten eines Mautvorganges, Ansteuerung von Schranken) bis hin zu komplexen Meßaufgaben wie der geometrischen Vermessung von Zugfahrzeugen, der Anhängererkennung oder der Erkennung und Klassifizierung nebeneinanderfahrender einspuriger Fahrzeuge. Zur Verfolgung und Klassifizierung von Fahrzeugen sowie zur zeitlichen Steuerung von Abläufen werden in einspuriger Umgebung (typisch: Mautstationen mit manueller Abfertigung) heute verschiedene Sensorkonzepte verfolgt, wobei die Sensoranordnung und die Meßdatenauswertung stets applikationsspezifisch ausge- legt sind. Zum Einsatz kommen Induktionsschleifen, allenfalls in Kombination mit weiteren Sensoren wie beispielsweise Lichtschranken, Lichtvorhängen oder weiteren Sensoren in der . Fahrbahn, um den Vorgaben der jeweiligen Meßaufgabe gerecht zu werden. Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist z.B. aus der WO 90/09014 bekannt, die zwei Laserscanner beschreibt, welche jeweils normal zur Fahrtrichtung orientiert sind. Die Fahrzeug- geschwindigkeit wird aus der Weg-Zeitdifferenz des aufeinander- folgenden Passierens der Laserscanner ermittelt. Eine Bestimmung der Geometrie eines Fahrzeuges ist in dieser Schrift nicht offenbart .The present invention relates to a method and a device for geometric measurement and tracking of objects moving on a roadway in the longitudinal direction of the same, such as motor vehicles, with the aid of at least two laser scanners, which are respectively mounted above the roadway level and the roadway or on it scanning the moving object within a limited measuring range in a measuring plane and generating a profile of the object in the measuring plane as measuring data of a scanning cycle. The device also includes a computer system connected to the laser scanner for evaluating the measurement data. The geometry of motor vehicles is a possible evaluation criterion for the classification of vehicles, typical application fields are the determination of tariff levels for toll collection, applications of the traffic control system or the statistical collection of traffic data. The required scope of services ranges from the pure sequence control (eg starting a tolling process, control of barriers) to complex measuring tasks such as the geometric measurement of towing vehicles, trailer recognition or the detection and classification of side-by-side single-track vehicles. Today, various sensor concepts are pursued in single-lane surroundings (typical: toll stations with manual handling) for the tracking and classification of vehicles as well as for the timing of processes. The sensor arrangement and the measurement data evaluation are always designed specifically for the application. Induction loops are used, if necessary in combination with other sensors such as light barriers, light curtains or other sensors in the. Lane to meet the requirements of each measurement task. A method of the type mentioned is known for example from WO 90/09014, which describes two laser scanners, which are oriented in each case normal to the direction of travel. The vehicle speed is determined from the path-time difference of the successive passing of the laser scanner. A determination of the geometry of a vehicle is not disclosed in this document.
Aufgrund ihrer applikationsspezifischen Anpassung an die jeweilige Aufgabenstellung sind alle bekannten Systeme weder universell einsetzbar noch modular erweiterbar. Darüber hinaus haben die bekannten Systeme aufgrund der Mehrzahl einzelner Sensoren stets gewisse Erfassungslücken zwischen den Sensoren, was bei widrigen Einsatzbedingungen wie schlechter Witterung, Stop-and-go-Verkehrssituationen usw. zu Meß- und Klassifizie- rungsfehlern und in der Folge zu einem beeinträchtigten Betrieb führen kann.Due to their application-specific adaptation to the respective task all known systems are neither universally applicable nor modular expandable. Moreover, due to the majority of individual sensors, the known systems always have certain detection gaps between the sensors, which leads to measurement and classification errors in adverse operating conditions such as bad weather, stop-and-go traffic situations, and consequently to impaired operation can lead.
Entsprechend den obigen Ausführungen ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, die Geometrie und den Aufenthaltsort von ein- und mehrspurigen Fahrzeugen in einspurigen Fahrbahnab- schnitten selbst bei ungünstigen Umgebungsbedingungen, wie Stop-and-go-Verkehr oder beeinträchtigter Witterung, unter Einsatz von Laserscannern zuverlässig in einer Weise zu vermessen, die eine einfache Anpassung an sämtliche heute üblichen Aufgaben der geometrischen Fahrzeugvermessung, -klassifizierung und -Verfolgung ermöglicht.In accordance with the above, it is the object of the present invention, the geometry and the location of single and multi-lane vehicles in single-lane road sections even in adverse environmental conditions, such as stop-and-go traffic or impaired weather, using laser scanners reliably in to measure a way that allows easy adaptation to all today common tasks of geometric vehicle measurement, classification and tracking.
Dieses Ziel wird in einem ersten Aspekt der Erfindung mit einem Verfahren der einleitend genannten Art erreicht, das sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß die Meßebene zumindest eines ersten Laserscanners im wesentlichen quer zur Fahrbahn und die Meßebene zumindest eines zweiten Laserscanners im wesentlichen in Längsrichtung der Fahrbahn orientiert wird, und daß die Meßdaten der Laserscanner zu einer zeitbezogenen räumlichen Repräsentation der Objekte verknüpft werden.This object is achieved in a first aspect of the invention with a method of the aforementioned type, which is characterized in that the measuring plane of at least one first laser scanner substantially transverse to the roadway and the measuring plane of at least one second laser scanner substantially in the longitudinal direction of the roadway is, and that the measurement data of the laser scanner are linked to a time-related spatial representation of the objects.
Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Begriff „im wesentlichen quer zur Fahrtrichtung" erfordert nicht zwin- gend eine orthonormale Orientierung der Meßebene zur Fahrtrichtung; er umfaßt vielmehr auch beliebige geeignete Schräglagen, solange der erste Laserscanner eine Erfassung des Querprofils der passierenden Objekte ermöglicht. In gleicher Weise bedeutet der Begriff „im wesentlichen in Längsrichtung der Fahrbahn" nicht notwendigerweise eine parallele Ausrichtung der Meßebene des zweiten Laserscanners zur Fahrtrichtung; er umfaßt vielmehr auch beliebige geeignete Schräglagen, solange der zweite Laserscanner eine Erfassung der longitudinalen Position der passie- renden Objekte, d.h. ihrer Position in Fahrtrichtung, ermöglicht.The term "substantially transverse to the direction of travel" used in the present description does not require an orthonormal orientation of the measuring plane to the direction of travel; Rather, it also includes any suitable inclinations, as long as the first laser scanner allows detection of the transverse profile of the objects passing. In the same way, the term "substantially in the longitudinal direction of the roadway" does not necessarily mean a parallel alignment of the measuring plane of the second laser scanner with the direction of travel, but rather also includes any suitable inclinations as long as the second laser scanner detects a longitudinal position of the passing objects, ie their position in the direction of travel, allows.
Im Vergleich zu den bekannten Fahrzeugklassifizierungsund -verfolgungssystemen, bei denen von der mindestens bereitzustellenden Basisinformationen zur Erfüllung der jeweils vor- liegenden Meßaufgabe ausgegangen und die dafür geeignete Senso- rik zusammengestellt wird, geht die Erfindung von der neuartigen Erkenntnis aus, unter den an einspurigen Fahrbahnabschnitten typischen Gegebenheiten ein möglichst vollständiges Abbild des Meßbereiches zu generieren, um ausgehend davon die im Ein- zelfall erforderlichen Zusatzinformationen mit relativ niedrigem Adaptionsaufwand in das Gesamtsystem einfließen lassen zu können. Dies wird auf besonders einfache und störungsunanfäl- lige Art und Weise durch die Verwendung zweier allgemein gekreuzt abtastender Laserscanner erreicht, die eine lückenlose Abbildung und Verfolgung der im Meßbereich passierenden Fahrzeuge ermöglichen. Damit wird ein hohes Maß an Meßredundanz erzielt, was selbst bei widrigen Umgebungsbedingungen, wie schlechter Witterung, Stop-and-go-Verkehr usw. einen störungsfreien Betrieb gewährleistet. Durch die zeitlich und räumlich verknüpfte gemeinsame Bewertung der Meßdaten der beiden Laserscanner wird eine Gesamtfunktionalität erzielt, die weit über das bei getrennter Behandlung der Einzelmessungen erzielbare Maß hinausgeht.Compared to the known vehicle classification and tracking systems, in which the base information to be provided is at least provided for the purpose of fulfilling the present measuring task and the appropriate sensor is compiled, the invention proceeds from the novel knowledge, which is typical of single-lane road sections To generate conditions as complete as possible image of the measuring range, in order to be able to incorporate in the individual case required additional information in a particular case with relatively low adaptation effort in the overall system. This is achieved in a particularly simple and trouble-free way by the use of two generally crossed scanned laser scanners, which enable gapless imaging and tracking of vehicles passing in the measuring range. Thus, a high degree of Meßredundanz is achieved, which ensures trouble-free operation even in adverse environmental conditions, such as bad weather, stop-and-go traffic, etc. The temporally and spatially linked joint evaluation of the measured data of the two laser scanners achieves a total functionality that goes far beyond the achievable with separate treatment of the individual measurements.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der erste Laserscanner in Objekt-Fahrtrichtung gesehen vor dem zweiten Laserscanner angeordnet und, wenn das von ihm gemessene Profil ein vorgegebenes Schwellwertkriterium für die Detektion eines neuen Objektes überschreitet, dieses Profil als Front einer neuen Objektrepräsentation registriert. Dies stellt eine besonders einfache und störungsunanfällige Art der Detektion eines passierenden Objektes dar.According to a preferred embodiment of the invention, the first laser scanner is seen in the object direction of travel in front of the second laser scanner arranged and, if the profile measured by him exceeds a predetermined threshold criterion for the detection of a new object, registered this profile as the front of a new object representation. This represents a particularly simple and trouble-free way of detecting a passing object.
Dabei können bevorzugt anhand der Meßdaten des zweiten Laserscanners die vom ersten Laserscanner registrierten Objektrepräsentationen verifiziert und ihre Bewegungen verfolgt wer- den, was die Störungsunanfälligkeit noch weiter erhöht. Noch besser ist es dabei, wenn zusätzlich auch noch anhand der Meßdaten des ersten Laserscanners die vom zweiten Laserscanner verfolgten Bewegungen der Objektrepräsentationen auf Plausibi- lität verifiziert werden. Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung werden Meßdaten von aufeinanderfolgenden Abtastzyklen des ersten Laserscanners, die einen gemeinsamen Überlappungsbereich aufweisen, derselben Objektrepräsentation zugeordnet, was die Betriebssicherheit des Verfahrens noch weiter steigert. Dabei kann bevorzugt vorgesehen werden, daß für kleine Objektrepräsentationen der mögliche Überlappungsbereich mit einem Suchbereich vergrößert wird, um z.B. auch Anhängerdeichselbereiche von Lastzügen oder einspurige Fahrzeuge richtig zuordnen zu können. In jedem Fall ist es besonders günstig, wenn Objekten, deren Länge mit dem zweiten Laserscanner nicht bestimmbar ist, eine vorgegebene Standardlänge zugewiesen wird, um in jedem Fall zu einem ausgebbaren Ergebnis zu gelangen.In this case, the object representations registered by the first laser scanner can be verified and their movements can be tracked on the basis of the measured data of the second laser scanner, which further increases the susceptibility to interference. It is even better if, in addition, the movements of the object representations pursued by the second laser scanner are also verified for plausibility on the basis of the measurement data of the first laser scanner. According to a further preferred feature of the invention, measurement data of successive scanning cycles of the first laser scanner, which have a common overlap region, are assigned to the same object representation, which further increases the operational reliability of the method. It may be preferred that for small object representations the possible overlap area is increased with a search area, e.g. Also to assign trailer drawbar areas of road trains or single-track vehicles correctly. In any case, it is particularly favorable if objects whose length can not be determined by the second laser scanner are assigned a predetermined standard length, in order to arrive at a deliverable result in each case.
Weitere bevorzugte Varianten der Erfindung bestehen darin, daß mehrere erste Laserscanner in Fahrbahnlängsrichtung voneinander beabstandet und/oder mehrere zweite Laserscanner in Fahrbahnquerrichtung voneinander beabstandet angeordnet werden. Dadurch kann eine noch größere Meßredundanz erzielt werden. Zusätzlich kann bevorzugt mit Hilfe von Lichtschranken die Bewe- gungsrichtung der Objektrepräsentationen erkannt und/oder verifiziert werden.Further preferred variants of the invention consist in that a plurality of first laser scanners are spaced from one another in the longitudinal direction of the lane and / or a plurality of second laser scanners are arranged at a distance from one another in the lane transverse direction. As a result, an even greater Meßredundanz can be achieved. In addition, with the aid of light barriers, the movement tion direction of the object representations recognized and / or verified.
Nicht zuletzt kann mit Hilfe von Sensoren in der Fahrbahn, bevorzugt Drucksensoren, die Anzahl von Fahrzeugachsen eines Objektes ermittelt werden, um zusätzliche Bewertungskriterien zur Verifikation und Klassifizierung der Meßergebnisse zu erhalten.Last but not least, with the aid of sensors in the roadway, preferably pressure sensors, the number of vehicle axles of an object can be determined in order to obtain additional evaluation criteria for the verification and classification of the measurement results.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung werden die oben genannten Ziele mit einer Vorrichtung zur geometrischen Vermes- sung und Verfolgung von sich auf einer Fahrbahn in Längsrichtung derselben bewegenden Objekten, wie Kraftfahrzeugen, erreicht, mit zumindest zwei Laserscannern, die jeweils oberhalb des Fahrbahnniveaus montiert sind und die Fahrbahn bzw. ein sich darauf bewegendes Objekt innerhalb eines begrenzten Meßbe- reiches in einer Meßebene abtasten und als Meßdaten eines Abtastzyklus ein Profil der Fahrbahn in der Meßebene erzeugen, und mit einem an die Laserscanner angeschlossenen Computersystem zur Auswertung der Meßdaten, die sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß die Meßebene zumindest eines ersten La- serscanners im wesentlichen quer zur Fahrbahn und die Meßebene zumindest eines zweiten Laserscanners im wesentlichen in Längsrichtung der Fahrbahn orientiert ist und das Computersystem die Meßdaten der Laserscanner zu einer zeitbezogenen räumlichen Repräsentation der Objekte verknüpft. Bevorzugte Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angeführt. Hinsichtlich der Vorteile dieser Ausführungsformen wird auf die entsprechenden Ausführungen zum Verfahren verwiesen.In a second aspect of the invention, the above-mentioned objects are achieved with a device for geometric surveying and tracking of objects moving on a roadway in the longitudinal direction of the same, such as motor vehicles, with at least two laser scanners each mounted above the roadway level scanning the roadway or an object moving thereupon within a limited measuring range in a measuring plane and generating a profile of the roadway in the measuring plane as measuring data of a scanning cycle, and with a computer system connected to the laser scanner for evaluating the measuring data which thereby results characterized in that the measuring plane of at least a first laser scanner substantially transverse to the roadway and the measuring plane of at least a second laser scanner is oriented substantially in the longitudinal direction of the road and the computer system, the measurement data of the laser scanner to a time-related spatial Repräse ntation of the objects linked. Preferred features of the device according to the invention are specified in the subclaims. With regard to the advantages of these embodiments, reference is made to the corresponding comments on the method.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand von in den beige- o schlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. In den Zeichnungen zeigen die Fig. la bis lc ein Beispiel für eine Sensoranordnung in der Seitenansicht (Fig. la) , in der Draufsicht (Fig. lb) und in der Vorderansicht (Fig. lc) ; die Fig. 2a bis 2f an einem Beispiel das Prinzip der Objektvermessung zu sechs zeitlich aufeinanderfolgenden, beispielhaft herausgegriffenen Zeitpunkten, u.zw. jeweils links in der Seitenansicht und rechts in der Vorderansicht; Fig. 3 ein Flußdiagramm für die zyklische Meßdatenauswertung; die Fig. 4a bis 4o an einem Beispiel das Prinzip der Zusammenhangsanalyse zu fünfzehn zeitlich aufeinanderfolgenden, beispielhaft herausgegriffenen Zeitpunkten, u.zw. jeweils in der Meßebene des quer abtastenden Laserscanners gesehen, d.h. in der Vorderansicht;Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description with reference to embodiments shown in the enclosed drawings. In the drawings, Figures la to lc show an example of a sensor arrangement in side view (Figure la), in plan view (Figure lb) and in front view (Figure lc); FIGS. 2a to 2f show, by way of an example, the principle of object measurement at six temporally successive, exemplarily selected times, u.zw. each on the left in the side view and on the right in the front view; 3 shows a flow chart for the cyclic measurement data evaluation; 4a to 4o an example of the principle of the context analysis at fifteen temporally successive, exemplarily selected times, u.zw. each seen in the measurement plane of the transverse scanning laser scanner, ie in the front view;
Fig. 4p die Zeichnungslegende für die Fig. 4a bis 4o; die Fig. 5a bis 5h an einem Beispiel das Prinzip der Erkennung und Verfolgung knapp hintereinander fahrender Fahrzeuge zu acht zeitlich aufeinanderfolgenden, beispielhaft herausgegriffenen Zeitpunkten, u.zw. jeweils links in der Seitenansicht und rechts in der Vorderansicht; und die Fig. βa und βb Beispiele für Erweiterungsmöglichkeiten des Verfahrens bzw. der Vorrichtung. Die Fig. la bis lc zeigen ein Beispiel für eine vorteilhafte Realisierung der Erfindung. Im vorliegenden Fall werden über der Fahrbahn montierte Laserscanner verwendet, wobei ein Laserscanner 1 die Messung des Querprofils und der andere Laserscanner 2 die Messung des Fahrzeuges in longitudinaler Rieh- tung (Fahrtrichtung 5) bewerkstelligt. Ein Paar von Lichtschranken 3 ermöglicht an einer definierten longitudinalen Position die Erkennung von Fahrzeugen, die vom zweiten Laserscanner 2 nicht bzw. nicht zuverlässig verfolgt werden können. Das kartesische Bezugssystem 4 ist für diese und die nachfolgenden Figuren einheitlich gewählt.Fig. 4p is the drawing legend for Figs. 4a to 4o; FIGS. 5a to 5h show, by way of an example, the principle of recognition and tracking of vehicles driving one behind the other at eight time-sequential, exemplarily selected points in time, u.zw. each on the left in the side view and on the right in the front view; and Figs. βa and βb show examples of expansion possibilities of the method or apparatus. FIGS. 1a to 1c show an example of an advantageous realization of the invention. In the present case, laser scanners mounted above the roadway are used, with one laser scanner 1 performing the measurement of the transverse profile and the other laser scanner 2 effecting the measurement of the vehicle in the longitudinal direction (travel direction 5). A pair of light barriers 3 makes it possible to detect vehicles that can not be reliably tracked by the second laser scanner 2 at a defined longitudinal position. The Cartesian reference system 4 is uniformly chosen for this and the following figures.
Als Anwendungsbeispiel ist die typische Aufgabe dargestellt, die Länge, Breite und Höhe von Fahrzeugen sowie deren Anhängerstatus zu ermitteln; diese Daten sollen bei Erreichen einer definierten longitudinalen Position gemeinsam mit einer eindeutigen Fahrzeugnummer ausgegeben werden. Ein Zurückschie- ben eines bereits abgefertigten Fahrzeuges soll dabei ebenso gemeldet werden wie eine Fahrzeugpassage in falscher Richtung. Schließlich sollen auch das Nebeneinanderfahren einspuriger Fahrzeuge und das knappe Hintereinanderfahren von Fahrzeugen innerhalb des Beobachtungsbereiches zu keinen Fehlern in der Fahrzeugvermessung und -Verfolgung führen.As an application example, the typical task is to determine the length, width and height of vehicles and their trailer status; These data should be output together with a unique vehicle number when a defined longitudinal position is reached. A retreat An already completed vehicle should be reported as well as a vehicle passage in the wrong direction. Finally, the juxtaposition of single-lane vehicles and the close succession of vehicles within the observation area should not lead to any errors in vehicle measurement and tracking.
Ein in korrekter Fahrtrichtung- 5 einfahrendes Fahrzeug 6 wird von beiden Laserscannern erfaßt und vom System registriert. Die Fig. 2a bis 2f zeigen die Verfolgung und Vermes- sung eines mehrspurigen Kraftfahrzeuges mit einem Anhänger an ausgewählten Zeitpunkten. Nachdem das Objekt im System registriert wurde (Fig. 2a) und sich weiter in Fahrtrichtung bewegt, wird fallweise die Anhängerdeichsel nur an einem einzigen Meßpunkt detektiert (Fig. 2b) . Um ein „Abreißen" des zusammen- gehörigen Objektes zu verhindern, darf dieser Meßpunkt durch keine wie auch immer gearteten Filteroperationen eliminiert werden. Da dieser Meßwert, wie später gezeigt wird, durchaus auch von einer singulären Fehlmessung (Regentropfen etc.) stammen könnte, werden im weiteren Maßnahmen gesetzt, die eine ro- buste Unterscheidung zwischen einem Meßfehler und einer Objekt- detektion ermöglichen.A vehicle 6 entering in the correct direction of travel 5 is detected by both laser scanners and registered by the system. FIGS. 2a to 2f show the tracking and surveying of a multi-lane motor vehicle with a trailer at selected points in time. After the object has been registered in the system (FIG. 2a) and moves further in the direction of travel, the trailer drawbar is occasionally detected only at a single measuring point (FIG. 2b). In order to prevent the coherent object from being "torn off", this measuring point must not be eliminated by any filtering operations whatsoever, since, as will be shown later, this measured value could well have originated from a singular false measurement (raindrops, etc.) In addition, measures are taken which enable a robust distinction between a measurement error and an object detection.
Das Fahrzeug bewegt sich weiter und das Ende des Fahrzeuges wird im Meßbereich des ersten Laserscanners 1 erkannt (Fig. 2c, 2d) . Ist dies der Fall, so wird die Länge des Fahrzeuges gemessen, indem der vom zweiten Scanner 2 verfügbare, dem Fahrzeug zugeordnete Meßpunkt mit der maximalen longitudinalen Position festgestellt wird. Die dem Fahrzeug zugewiesenen Meßergebnisse werden bei Erreichen einer definierten longitudinalen Position 3 (Fig. 2e, Fig. la, lb) ausgegeben. Schließlich ver- läßt das Fahrzeug den Meßbereich in korrekter Richtung.The vehicle continues to move and the end of the vehicle is detected in the measuring range of the first laser scanner 1 (FIGS. 2c, 2d). If this is the case, the length of the vehicle is measured by determining the measuring point with the maximum longitudinal position which is available from the second scanner 2 and which is assigned to the vehicle. The measurement results assigned to the vehicle are output upon reaching a defined longitudinal position 3 (FIGS. 2e, 1a, 1b). Finally, the vehicle leaves the measuring range in the correct direction.
Aus den Seitenansichten ist zu erkennen, daß zwischen Zugfahrzeug und Anhänger stets Meßwerte auf Fahrbahnniveau festgestellt werden, die Anhängerdeichsel würde also aus der Perspektive des zweiten Scanners 2 nicht zuverlässig detektiert wer- den. Um dennoch eine korrekte Verfolgung des kompletten Fahr- zeuges einschließlich Anhänger zu ermöglichen, wird auch in diesem Fall eine Verknüpfung der auf Basis der Meßdaten des ersten Laserscanners 1 ermittelten Information mit der auf Basis der Meßdaten des zweiten Laserscanners 2 ermittelten Infor a- tionen durchgeführt .It can be seen from the side views that measured values at road level are always detected between towing vehicle and trailer, ie the trailer drawbar would not be reliably detected from the perspective of the second scanner 2. Nevertheless, to ensure correct tracking of the complete driving In this case, linking of the information determined on the basis of the measured data of the first laser scanner 1 with the information determined based on the measured data of the second laser scanner 2 is also carried out in this case.
Aus den Fig. 2a bis 2f ist zu erkennen, daß durch die laufende Verfügbarkeit der longitudinalen Fahrzeugposition während der Passage des quer zur Fahrspur abtastenden Laserscanners 2 auch eine in longitudinaler Richtung korrekt skalierte Objekt- repräsentation ermittelt werden kann, sodaß mit dem dargestellten System für mehrspurige Fahrzeuge auch beliebige geometriebasierte Klassifizierungsaufgaben realisiert werden können.It can be seen from FIGS. 2a to 2f that, due to the continuous availability of the longitudinal vehicle position during the passage of the laser scanner 2 scanning transversely to the traffic lane, an object representation which is correctly scaled in the longitudinal direction can also be determined, so that with the illustrated system for multi-lane Vehicles also any geometry-based classification tasks can be realized.
Eine Vermessung von Länge und Längsprofil ist für einspurige Fahrzeuge an sich bedeutungslos, sodaß diese der Vergabe einer Standardlänge weichen kann. Gleichermaßen kann üblicherweise mit sehr kompakten mehrspurigen Fahrzeugen vorgegangen werden, die so weit am Spurrand fahren, daß eine Beobachtung durch den in Fahrtrichtung abtastenden Laserscanner nicht möglich ist. Fig. 3 zeigt anhand eines Flußdiagramms den zyklischen Ablauf der Messung, der am Beispiel der in den Fig. 2a bis 2f dargestellten Fahrzeugpassage erläutert wird. In den Fig. 2a bis 2f entspricht das sog. Tracking, d.h. das Verfolgen eines Objektes (rechter Verarbeitungspfad in Fig. 3) , den durch Rechtecke angedeuteten Objektbereichen in der X/Z-Ebene 7 und das Profil (linker Verarbeitungspfad in Fig. 3) den durch Rechtecke gekennzeichneten Objektbereichen in der Y/Z-Ebene 8.A measurement of length and longitudinal profile is meaningless for single-track vehicles, so that they can give way to the allocation of a standard length. Similarly, it is usually possible to proceed with very compact multi-lane vehicles which travel so far on the track edge that observation by the scanning in the direction of travel laser scanner is not possible. FIG. 3 shows, with reference to a flow chart, the cyclical sequence of the measurement, which is explained using the example of the vehicle passage shown in FIGS. 2a to 2f. In Figs. 2a to 2f, the so-called tracking corresponds to that of Figs. 3), the object areas indicated by rectangles in the X / Z plane 7, and the profile (left processing path in FIG. 3) of the object areas in the Y / Z plane 8 marked by rectangles ,
Zunächst befinden sich keine Objekte im Meßbereich der beiden Laserscanner, die Anzahl der im System registrierten Ob- jektrepräsentationen 9 ist Null. Nachdem im vorläufigen Profil 10 die Schwellwertkriterien für die Detektion eines neuen Objektes erfüllt sind, wird das neue Objekt registriert (11) . Eine Berücksichtigung der Objektrepräsentationen 9 sowie des aktuellen Trackings 12 ist erforderlich, da auf diese Weise festgestellt werden kann, ob tatsächlich ein neues Fahrzeug in den Beobachtungsbereich einfährt oder ob ein zurückschiebendes oder in die falsche Fahrtrichtung fahrendes Fahrzeug detektiert wurde. Um aus der verkehrten Richtung einfahrende Fahrzeuge später korrekt zu behandeln, wird eine Objektregistrierung bei 11 übrigens auch dann vorgenommen, wenn es nicht im Beobachtungsbereich des Profils, sondern vorerst nur im Ausfahrtbereich (im Tracking) unter Berücksichtigung vorgegebener Mindestabmessungen detektiert wird.Initially there are no objects in the measuring range of the two laser scanners, the number of object representations 9 registered in the system is zero. After the threshold value criteria for the detection of a new object are fulfilled in preliminary profile 10, the new object is registered (11). A consideration of the object representations 9 and the current tracking 12 is required, since it can be determined in this way whether a new vehicle is actually in enters the observation area or whether a vehicle that pushes back or drives in the wrong direction of travel has been detected. Incidentally, object registration at 11 is also carried out to correctly treat vehicles arriving from the wrong direction later, if it is not detected in the observation area of the profile but for the time being only in the exit area (in tracking) taking into account predetermined minimum dimensions.
Im vorliegenden Fallbeispiel wird das Fahrzeug zunächst im Profil erkannt und im darauffolgenden Meßzyklus des anderen Laserscanners 2 ebenfalls detektiert, sodaß eine Zuordnung zur Objektrepräsentation hergestellt (13) und zudem geprüft wird, ob dieser Laserscanner das Fahrzeug tatsächlich auch zuverlässig verfolgen kann. Dies ist nur dann der Fall, wenn sich das detektierte Fahrzeug bei Detektionsbeginn im aktuellen Profil über einen definierten Toleranzbereich sowohl links als auch rechts der Meßebene des Laserscanners 2 erstreckt. In diesem Fall wird in der Objektrepräsentation ein Attribut gesetzt (14), das es als ein „in longitudinaler Richtung verfolgbares Objekt" auszeichnet, sodaß die weitere Geometrievermessung unter Berücksichtigung beider Scannerdaten erfolgt. Meßdaten jener Objekte, die dem Attribut "in longitudinaler Richtung verfolgbares Objekt" nicht genügen, werden mit jedem Zyklus erfaßt (14). Andernfalls werden, solange das Objekt sowohl vom ersten Laserscanner 1 als auch vom zweiten Laserscanner 2 beobachtet werden kann, neue Geometriedaten genau dann zur weiteren Verarbeitung erfaßt (14), wenn die Überschreitung von äquidistant festgelegten longitudinalen Weginkrementen festgestellt wird. Begleitend wird auch geprüft, ob eine Mindestdimension eines möglichen Zugfahrzeuges erreicht wurde, sodaß bei Erkennung schmaler Objektbereiche, vgl. Fig. 2b, ein Attribut "mögliche Anhängerdeichsel" gesetzt wird. Mit der weiteren Vorwärtsbewe¬ gung des Fahrzeuges wird im vorliegenden Beispiel eine spätere Überschreitung einer für die Anhängererkennung festgelegte Ab- messung schließlich in eine Objekteigenschaft "Fahrzeug mit Anhänger" übergeführt (14).In the present case, the vehicle is first recognized in the profile and also detected in the subsequent measurement cycle of the other laser scanner 2, so that an assignment to the object representation produced (13) and also checked whether this laser scanner can actually track the vehicle reliably. This is only the case if the detected vehicle extends at the start of detection in the current profile over a defined tolerance range both left and right of the measurement plane of the laser scanner 2. In this case, an attribute is set (14) in the object representation, which distinguishes it as a "longitudinally traceable object", so that the further geometry measurement takes place taking into account both scanner data measured data of those objects, the attribute "longitudinally traceable object Otherwise, as long as the object can be observed by both the first laser scanner 1 and the second laser scanner 2, new geometry data is detected (14) for further processing if and only if exceeding of equidistant fixed longitudinal distance increments is detected. Accompanying it is also checked whether a minimum dimension of a possible towing vehicle has been reached, so that is set upon detection of smaller object areas. see Fig. 2b, an attribute "possible trailer tongue." with the further Vorwärtsbewe ¬ supply of the vehicle is in the present Beispi el a later exceeding of a trailer finally transferred to an object property "vehicle with trailer" (14).
Solange ein Fahrzeug im Meßbereich des ersten Laserscanners 1 erkannt wird, ist klar, daß es sich zumindest bis dort- hin erstrecken muß. Sollten im Tracking zunächst mehrere getrennte Objekte detektiert werden, wird das vorläufig erstellte Tracking in der Weise korrigiert (13) , daß sich das Fahrzeug bis zur Meßebene des ersten Scanners 1 erstreckt. Sobald ein aus Sicht des zweiten Laserscanners 2 scheinbar aus zwei Objek- ten bestehendes Fahrzeug einmalig im Tracking zusammengefaßt wurde, -gelingt in der Regel die richtige ObjektZuordnung - durch eine ständige Überlappung der Einzelobjekte mit dem dann korrekten Tracking vom vorhergehenden Zyklus 15 - bereits bei der vorläufigen Ermittlung des aktuellen Trackings 16 ohne nachträgliche Korrekturmaßnahmen 13. Nur in Ausnahmefällen, z.B. wenn der Anhänger oder das gesamte Objekt vorübergehend aus dem Meßbereich des zweiten Laserscanners verschwindet, sind entsprechende Korrekturmaßnahmen erforderlich, die auf Basis bereits vermessener Objekteigenschaften 9 funktionieren. Sobald das Fahrzeug den Meßbereich des ersten Laserscanners 1 vollständig passiert hat, wird die Fahrzeugvermessung abgeschlossen. Im vorliegenden Fall eines "in longitudinaler Richtung verfolgbaren Objekts" wird die aktuelle longitudinale Position der Fahrzeugfront als Objektlänge zugewiesen, im zugrundeliegenden Anwendungsbeispiel wird aus zuvor vermessenen Geometriedaten unter Einsatz geläufiger Filterverfahren ein repräsentativer Breiten- und Höhenwert ermittelt. In weiterer Folge wird eine definierte longitudinale Position (longitudinale Position der Lichtschranken 3, vgl. Fig. la-c) erreicht, an der die Ergebnisse der Fahrzeugvermessung, mit einer inkre- mentellen Objektnummer versehen, in eine geeignete Form gebracht und ausgegeben werden (17) . Schließlich wird das System im vordefinierten aktiven Meßbereich nicht mehr gefunden (vgl. Fig. 2f) , die zugehörige Objektrepräsentation wird gelöscht (18). Das Fallbeispiel zeigt, daß die laufende Berücksichtigung der Abhängigkeiten zwischen den Meßdaten der Einzelsensoren sowie der Vielzahl von bereits bekannten Objekteigenschaften und internen Zuständen zunächst eine dreidimensionale Rekonstruk- tion mehrspuriger Fahrzeuge und in weiterer Folge eine zuverlässige Trennung von Fahrzeugen auch abseits des Meßbereichs des ersten Laserscanners 1 sicherstellt.As long as a vehicle is detected in the measuring range of the first laser scanner 1, it is clear that it must extend at least until then. If a plurality of separate objects are first detected in the tracking, the provisionally created tracking is corrected (13) in such a way that the vehicle extends to the measurement plane of the first scanner 1. As soon as a vehicle apparently consisting of two objects has been combined once in the tracking from the point of view of the second laser scanner 2, the correct object assignment usually succeeds - by a constant overlapping of the individual objects with the then correct tracking from the previous cycle 15 - already during the preliminary determination of the current tracking 16 without subsequent corrective measures 13. Only in exceptional cases, for example if the trailer or the entire object temporarily disappears from the measuring range of the second laser scanner, appropriate corrective measures are required, which work based on already measured object properties 9. As soon as the vehicle has completely passed the measuring range of the first laser scanner 1, the vehicle measurement is completed. In the present case of an "object that can be tracked in the longitudinal direction", the current longitudinal position of the vehicle front is assigned as object length. In the underlying application example, a representative width and height value is determined from previously measured geometric data using familiar filter methods. Subsequently, a defined longitudinal position (longitudinal position of the light barriers 3, cf., FIGS. 1a-c) is achieved, at which the results of the vehicle measurement, provided with an incremental object number, are brought into a suitable form and output (17 ). Finally, the system is no longer found in the predefined active measuring range (see Fig. 2f), the associated object representation is deleted (18). The case study shows that the ongoing consideration of the dependencies between the measured data of the individual sensors and the plurality of already known object properties and internal states first of all a three-dimensional reconstruction of multi-lane vehicles and subsequently a reliable separation of vehicles also outside the measuring range of the first laser scanner. 1 ensures.
Aus Fig. 3 ist auch zu ersehen, daß ein vorläufiges Profil 10 im Gegensatz zum Tracking zunächst ohne Bezug auf die Mes- sung aus dem vorigen Zyklus 19, 20, 15 ermittelt und erst später unter Berücksichtigung des aktuellen Trackings 12 sowie des alten Profils 20 eine Zuordnung bereits registrierter Objekte 21 sowie eine allfällige Korrektur 22 vorgenommen werden.From FIG. 3 it can also be seen that, unlike tracking, a preliminary profile 10 is first determined without reference to the measurement from the previous cycle 19, 20, 15 and only later, taking into account the current tracking 12 and the old profile 20 an assignment of already registered objects 21 and a possible correction 22 are made.
In den Fig. 4a bis 4p ist das Prinzip der Objekterkennung und Objekttrennung gezeigt; eine Trennung hinter- und nebeneinanderfahrender Fahrzeuge geschieht nach erstmaliger Registrierung durch die örtliche Korrelation von Meßdaten aufeinanderfolgender Abtastzyklen. Im dargestellten Beispiel wird davon ausgegangen, daß anfänglich die Zahl registrierter Objekte 9 (Fig. 3) Null ist.FIGS. 4a to 4p show the principle of object recognition and object separation; A separation of vehicles behind and next to each other happens after initial registration by the local correlation of measurement data of successive sampling cycles. In the illustrated example, it is assumed that initially the number of registered objects 9 (Figure 3) is zero.
Zunächst erreicht ein Objekt die Meßebene des quer abtastenden Laserscanners 1 (Fig. 4a) . Es wird vorerst noch nicht registriert (23) , da das erkannte Objekt eine vorgegebene Mindestabmessung noch nicht überschritten hat (vgl. auch Meßfehler in Fig. 4c) . Sobald dieses Kriterium erfüllt ist, wird eine interne Objektrepräsentation 11 (Fig. 3) und 24 (Fig. 4p) und angelegt und die Meßdatenerfassung wird begonnen. Ab diesem Zeitpunkt werden sämtliche Meßdaten, die in aufeinanderfolgenden Meßzyklen einen gemeinsamen Überlappungsbereich aufweisen, dem Objekt 24 zugeordnet.First, an object reaches the measurement plane of the transversely scanning laser scanner 1 (FIG. 4a). It is not yet registered (23), because the detected object has not yet exceeded a predetermined minimum dimension (see also measurement error in Fig. 4c). Once this criterion is met, an internal object representation 11 (Fig. 3) and 24 (Fig. 4p) and is applied and the measurement data acquisition is started. From this point in time, all measured data which have a common overlapping area in successive measuring cycles are assigned to the object 24.
In Fig. 4d wird ein weiteres Objekt 25 erkannt und in gleicher Weise behandelt. Aus Fig. 4f geht hervor, daß die bisher als getrennt behandelten Objekte 24 und 25 offenbar zu ein und demselben Fahrzeug gehören, sodaß die bisherigen Objektre- Präsentationen zu einem einzigen Objekt 24 zusammengeführt wer- den (siehe auch 22, Fig. 3) . In den weiteren Zyklen (Fig. 4g - 4n) wird neben dem Objekt 24 ein getrenntes Objekt 26 beobachtet, das schließlich als ein neben Objekt 24 befindliches Objekt behandelt wird. Um sicherzustellen, daß Objektbereiche mit niedriger oder verschwindender Breite (vgl. Fig. 2b) wegen geringer lateraler Verschiebungen keinen Überlappungsbereich im folgenden Zyklus aufweisen, wird der gültige Suchbereich in solchen Fällen vergrößert, vgl. Fig. 4k.In Fig. 4d, another object 25 is detected and treated in the same way. 4f shows that the objects 24 and 25 previously treated as separate objects evidently belong to one and the same vehicle, so that the previous object representations are combined to form a single object 24. the (see also 22, Fig. 3). In the further cycles (FIGS. 4g-4n), a separate object 26 is observed next to the object 24, which is finally treated as an object located next to object 24. To ensure that object areas of low or vanishing width (see Fig. 2b) have no overlapping area in the following cycle due to small lateral displacements, the valid search area is increased in such cases, cf. Fig. 4k.
Ein zusammenhängendes Objekt wird somit so lange im Meßbe- reich des ersten Laserscanners 1 detektiert, bis in dem Suchbereich, der aus vorhergehenden Messungen hervorgeht, kein Objekt mehr gefunden wird oder bis es durch das Zusammenwachsen mit einem anderen Objekt als Teil des anderen Objektes interpretiert wird. Die Fig. 5a bis 5h zeigen das Systemverhalten, wenn unmittelbar hinter einem Objekt ein weiteres folgt. Ein Lastkraftwagen wird, wie bereits beschrieben, vom System detektiert und vermessen (Fig. 5a bis 5d) . Im Meßbereich des zweiten Laserscanners 2 ist zu erkennen, daß ein scheinbar mit dem vorderen Fahrzeug zusammenhängendes Objekt folgt (5f) . Da jedoch das vordere Fahrzeug nicht mehr den Meßbereich des ersten Scanners 1 belegt, kann ausgeschlossen werden, daß dieses Objekt ein Teil dieses bereits detektierten Fahrzeuges ist. Durch die kombinierte Betrachtung der Einzeldaten der beiden Scanner kann eine fehlerfreie Objektverfolgung realisiert werden (Fig. 5g, 5h) .A coherent object is thus detected in the measuring range of the first laser scanner 1 until no more object is found in the search range which results from previous measurements or until it is interpreted as being part of the other object by merging with another object , FIGS. 5a to 5h show the system behavior when another follows immediately after one object. A truck is, as already described, detected and measured by the system (Fig. 5a to 5d). In the measuring range of the second laser scanner 2 it can be seen that an object apparently connected to the front vehicle follows (5f). However, since the front vehicle no longer occupies the measuring range of the first scanner 1, it can be ruled out that this object is a part of this already detected vehicle. By the combined consideration of the individual data of the two scanners, an error-free object tracking can be realized (FIGS. 5g, 5h).
Aus den bisherigen Ausführungen kann auch abgeleitet werden, daß für mehrspurige Fahrzeuge, die zunächst in den Meßbereich korrekt einfahren, dann die Triggerlinie erreichen und schließlich den Meßbereich unter Beobachtung durch den zweiten Laser- Scanner 2 durch Zurückschieben den Meßbereich verlassen, eine weitere Information über dieses Zurückschieben eines bereits ausgegebenen Objektes bereitgestellt werden kann.From the foregoing, it can also be deduced that for multi-lane vehicles, which initially enter the measuring range correctly, then reach the trigger line and finally leave the measuring range under observation by the second laser scanner 2 by pushing back the measuring range, a further information about this Push back an already issued object can be provided.
Fahren Kraftfahrzeuge aus der falschen Richtung in den Meßbereich ein, so kann die Bewegungsrichtung zunächst aus der Belegungsreihenfolge an der Lichtschranke 3 detektiert werden, mehrspurige Fahrzeuge können darüber hinaus auch vom zweiten Laserscanner 2 beobachtet werden, sodaß nach vollständiger Passage eine Meldung über ein falsch passierendes Fahrzeug ausge- geben werden kann.Drive motor vehicles from the wrong direction in the measuring range, so the direction of movement can first from the Occupancy order can be detected at the light barrier 3, multi-track vehicles can also be observed by the second laser scanner 2, so that after complete passage a message about a wrong passing vehicle can be issued.
Im Falle schmaler Fahrzeuge, die abseits des Meßbereiches des zweiten Laserscanners 2 passieren, kann die Ausgabe nicht unmittelbar dann erfolgen, wenn das Fahrzeug den Meßbereich des ersten Laserscanners 1 verläßt, da zu diesem Zeitpunkt noch nicht feststeht, ob die Detektion am ersten Laserscanner 1 tatsächlich dem falsch eingefahrenen Fahrzeug zugeordnet werden kann. Erst anhand einer Bewertung im Rahmen der darauffolgenden Fahrzeugpassage kann unter typischen Voraussetzungen festgestellt werden, ob das einspurige Fahrzeug den Meßbereich tat- sächlich in falscher Richtung passiert hat.In the case of narrow vehicles that pass off the measuring range of the second laser scanner 2, the output can not be made immediately when the vehicle leaves the measuring range of the first laser scanner 1, since at this time is not yet determined whether the detection on the first laser scanner 1 actually can be assigned to the wrong retracted vehicle. Only on the basis of an assessment during the subsequent vehicle passage can it be determined under typical conditions whether the one-lane vehicle actually passed the measuring range in the wrong direction.
Zur korrekten Behandlung von in richtiger Richtung passierenden Fahrzeugen ist es für gewöhnlich hinreichend, auf Basis eines sequentiellen Ablaufs (kein Überholen) hintereinanderfah- rende Fahrzeuge an einer definierten longitudinalen Position zu erkennen. Dies kann im vorliegenden Realisierungsbeispiel sowohl anhand der Daten des zweiten Laserscanners 2 als auch durch die Lichtschranken 3 geschehen. Eine verbleibende Unscharfe ist in diesem Fall die fehlende Beobachtbarkeit von nebeneinanderfahrenden einspurigen Fahrzeugen im Bereich der Lichtschranken. Eine mögliche Lösung besteht darin, die Meßdaten einspuriger Fahrzeuge sofort dann auszugeben, wenn mehrere einspurige Fahrzeuge hintereinander in den Beobachtungsbereich eingefahren sind, den Meßbereich des ersten Laserscanners 1 bereits passiert haben und das vorderste einspurige Fahrzeug an der Triggerlinie detektiert wurde.For the correct handling of vehicles passing in the right direction, it is usually sufficient, on the basis of a sequential procedure (no overtaking), to recognize vehicles running behind each other at a defined longitudinal position. In the present implementation example, this can be done both on the basis of the data of the second laser scanner 2 and through the light barriers 3. A remaining fuzziness in this case is the lack of observability of side-by-side single-lane vehicles in the area of the light barriers. One possible solution is to output the measured data of single-lane vehicles immediately when several single-lane vehicles have retracted one after the other into the observation area, have already passed the measuring range of the first laser scanner 1 and the foremost single-lane vehicle has been detected at the trigger line.
Um die genannten Unsicherheiten weiter zu reduzieren, kann mit gerätetechnischem Mehraufwand, jedoch mit einem in seinem Grundprinzip gleichbleibenden Verfahren vorgegangen werden; zur zuverlässigen Erkennung in die falsche Richtung fahrender schmaler Fahrzeuge kann im einfachsten Fall beispielsweise auch in einer geringen Entfernung zur Meßebene des ersten Laserscanners 1 eine zusätzliche Lichtschranke angeordnet werden, um in Verbindung mit der Meßebene dieses Laserscanners die Belegungsreihenfolge festzustellen, und so auch die Passagerichtung ei- nes passierenden, schmalen Fahrzeuges zu ermitteln.In order to further reduce the uncertainties mentioned above, it is possible to proceed with equipment-related additional expenditure, but with a method which remains the same in its basic principle; for reliable detection in the wrong direction driving narrow vehicles can in the simplest case, for example, too an additional light barrier can be arranged at a small distance to the measuring plane of the first laser scanner 1 in order to determine the occupancy order in connection with the measuring plane of this laser scanner, and thus also to determine the fitting direction of a passing, narrow vehicle.
Die Fig. 6a und 6b zeigen die modulare Erweiterbarkeit des Systems an einem Beispiel. Es ist leicht einzusehen, daß durch eine Anordnung eines weiteren quer abtastenden Laserscanners 27, alternativ bzw. ergänzend zu einer Lichtschranke 3, sicher- gestellt werden kann, daß die beschriebene Fahrzeugtrennung an jeder weiteren Stelle des Beobachtungsbereiches wiederholt werden kann und die bereits in der Meßebene des ersten quer abtastenden Laserscanners zugewiesenen Objektrepräsentationen neuerlich gefunden werden können. Für einspurige, nebeneinander fahrende Fahrzeuge, die eine so ähnliche Geometrie haben, daß sie im Detektionsbereich nicht voneinander unterschieden werden können, ist es schließlich bedeutungslos, ob die Objektinstanzen zwischen den beiden realen Objekten im Meßbereich des nachfolgenden quer abtastenden Scanners fälschlicherweise ver- tauscht wurden.Figures 6a and 6b show the modular extensibility of the system by way of example. It is easy to see that by arranging another transverse scanning laser scanner 27, as an alternative or in addition to a light barrier 3, it can be ensured that the described vehicle separation can be repeated at each further point of the observation area and that already in the measuring plane the first transversely scanned laser scanner assigned object representations can be found again. Finally, for single-lane, side-by-side vehicles that are so similar in geometry that they can not be distinguished from one another in the detection area, it is irrelevant whether the object instances between the two real objects in the measurement area of the subsequent transversely scanning scanner were mistakenly traded.
Aus den Fig. la bis lc ist zu erkennen, daß der Meßbereich des in longitudinaler Richtung abtastenden Laserscanners bei einer vorgegebenen Montagehöhe begrenzt ist. Durch die Anbringung eines oder mehrerer Laserscanner 28 (Fig. 6a-b) läßt sich eine Erweiterung des Meßbereichs in longitudinaler Richtung realisieren.It can be seen from FIGS. 1 a to 1 c that the measuring range of the laser scanner scanning in the longitudinal direction is limited at a predetermined mounting height. By attaching one or more laser scanners 28 (FIGS. 6a-b), an extension of the measuring range in the longitudinal direction can be realized.
Ebenso kann die Verfolgung auch schmaler mehrspuriger Fahrzeuge sichergestellt werden, indem das bisher dargestellte System um einen oder mehrere in longitudinaler Richtung abta- stende Laserscanner erweitert wird, welche in unterschiedlichen Meßebenen 29 angeordnet sind.Likewise, the tracking of even narrow multi-lane vehicles can be ensured by the system shown so far being extended by one or more laser scanning devices which scan in the longitudinal direction and which are arranged in different measurement planes 29.
Soll neben der Fahrzeuggeometrie auch die Anzahl der Achsen eines Fahrzeuges festgestellt werden, so können geeignete Sensoren, z.B. Drucksensoren 30, zur Achszählung in die Fahr- spur eingebracht werden. Durch den bzw. die in longitudinaler Richtung abtastenden Laserscanner werden die Position und der Bewegungszustand des Fahrzeuges ermittelt, womit eine robuste Bewertung der Meßdaten von derartigen Sensoren möglich ist.If, in addition to the vehicle geometry, the number of axles of a vehicle is to be ascertained, suitable sensors, for example pressure sensors 30, can be introduced into the traffic lane for axle counting. By the one in the longitudinal Direction scanning laser scanner, the position and the state of motion of the vehicle are determined, whereby a robust evaluation of the measurement data of such sensors is possible.
Es kann leicht nachvollzogen werden, daß auch eine Vermes- sung eines in umgekehrter Richtung passierenden Fahrzeuges ohne weitere Einschränkungen möglich ist, indem beispielsweise als vom zweiten Laserscanner 2 zunächst als getrennte Objekte bewertete Abschnitte eines Fahrzeuges bei der Passage des ersten Laserscanners 1 zusammengeführt werden. Sofern das System sowohl im vorgesehenen Ein- wie Ausfahrtsbereich mit einem querabtastenden Laserscanner mißt (Fig. 5a-h) , kann die zuvor beschriebene Maßnahme komplett entfallen, zumal die weiter oben beschriebene Zusammenhangsanalyse für beide Fahrtrichtungen grundsätzlich in gleicher Weise abläuft. Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt alle Varianten und Modifikationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Patentansprüche fallen. It can easily be reconstructed that a measurement of a vehicle passing in the reverse direction is also possible without any further restrictions, for example by merging sections of a vehicle evaluated by the second laser scanner 2 as separate objects during the passage of the first laser scanner 1. If the system measures both in the planned entry and exit area with a cross-scanning laser scanner (Fig. 5a-h), the measure described above can be completely eliminated, especially since the relationship analysis described above for both directions basically runs in the same way. The invention is of course not limited to the illustrated embodiments, but includes all variants and modifications that fall within the scope of the appended claims.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Verfahren zur geometrischen Vermessung und Verfolgung von sich auf einer Fahrbahn in Längsrichtung derselben bewegen- den Objekten (6) , wie Kraftfahrzeugen, mit Hilfe von zumindest zwei Laserscannern (1, 2, 27, 28), die jeweils oberhalb des Fahrbahnniveaus montiert sind und die Fahrbahn bzw. ein sich darauf bewegendes Objekt (6) innerhalb eines begrenzten Meßbereiches in einer Meßebene abtasten und als Meßdaten eines Ab- tastzyklus ein Profil des Objektes in der Meßebene erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßebene zumindest eines ersten Laserscanners (1, 27) im wesentlichen quer zur Fahrbahn und die Meßebene zumindest eines zweiten Laserscanners (2, 28) im wesentlichen in Längsrichtung der Fahrbahn orientiert wird, und daß die Meßdaten der Laserscanner zu einer zeitbezogenen räumlichen Repräsentation der Objekte verknüpft werden.1. Method for geometrical measurement and tracking of objects (6), such as motor vehicles, moving on a roadway in the longitudinal direction thereof, such as motor vehicles, with the aid of at least two laser scanners (1, 2, 27, 28), which are each mounted above the roadway level and scan the roadway or an object (6) moving thereon within a limited measuring range in a measuring plane and generate a profile of the object in the measuring plane as measurement data of a scanning cycle, characterized in that the measuring plane of at least one first laser scanner (1, 27) is oriented essentially transversely to the carriageway and the measurement plane of at least one second laser scanner (2, 28) essentially in the longitudinal direction of the carriageway, and that the measurement data of the laser scanners are linked to form a time-related spatial representation of the objects.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Laserscanner (1) in Objekt-Fahrtrichtung (5) gesehen vor dem zweiten Laserscanner (2) angeordnet wird und daß, wenn das von ihm gemessene Profil ein vorgegebenes Schwellwertkriterium für die Detektion eines neuen Objektes überschreitet, dieses Profil als Front einer neuen Objektrepräsentation registriert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the first laser scanner (1) seen in the object direction (5) is arranged in front of the second laser scanner (2) and that when the profile measured by it a predetermined threshold value criterion for the detection of a new object, this profile is registered as the front of a new object representation.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß anhand der Meßdaten des zweiten Laserscanners (2, 28) die vom ersten Laserscanner (1, 27) registrierten Objektrepräsentationen verifiziert und ihre Bewegungen verfolgt werden.3. The method according to claim 2, characterized in that on the basis of the measurement data of the second laser scanner (2, 28) the object representations registered by the first laser scanner (1, 27) are verified and their movements are tracked.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß anhand der Meßdaten des ersten Laserscanners (1, 27) die vom zweiten Laserscanner (2, 28) verfolgten Bewegungen der Objektrepräsentationen auf Plausibilität verifiziert werden.4. The method according to claim 3, characterized in that on the basis of the measurement data of the first laser scanner (1, 27) the movements of the object representations tracked by the second laser scanner (2, 28) are verified for plausibility.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Meßdaten von aufeinanderfolgenden AbtastZyklen des ersten Laserscanners (1, 27), die einen gemeinsamen Überlappungsbereich aufweisen, derselben Objektrepräsentation zugeordnet werden.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that measurement data from successive scanning cycles of the first laser scanner (1, 27), which have a common Show overlap area, be assigned to the same object representation.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für kleine Objektrepräsentationen der mögliche Überlap- pungsbereich mit einem Suchbereich vergrößert wird.6. The method according to claim 5, characterized in that for small object representations the possible overlap area is enlarged with a search area.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis β, dadurch gekennzeichnet, daß Objekten, deren Länge mit dem zweiten Laserscanner (2, 28) nicht bestimmbar ist, eine vorgegebene Standardlänge zugewiesen wird. 7. The method according to any one of claims 1 to β, characterized in that objects, the length of which cannot be determined with the second laser scanner (2, 28), are assigned a predetermined standard length.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere erste Laserscanner (1, 27) in Fahrbahnlängsrichtung voneinander beabstandet und/oder mehrere zweite Laserscanner (2, 28) in Fahrbahnquerrichtung voneinander beabstandet angeordnet werden. 8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a plurality of first laser scanners (1, 27) spaced apart in the longitudinal direction of the road and / or a plurality of second laser scanners (2, 28) are arranged spaced apart in the transverse direction of the road.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich mit Hilfe von Lichtschranken (3) die Bewegungsrichtung der Objektrepräsentationen erkannt und/oder verifiziert wird.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the direction of movement of the object representations is additionally detected and / or verified with the aid of light barriers (3).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe von Sensoren in der Fahrbahn, bevorzugt Drucksensoren (30) , die Anzahl von Fahrzeugachsen eines Objektes ermittelt wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the number of vehicle axles of an object is determined with the aid of sensors in the roadway, preferably pressure sensors (30).
11. Vorrichtung zur geometrischen Vermessung und Verfolgung von sich auf einer Fahrbahn in Längsrichtung derselben be- wegenden Objekten (6), wie Kraftfahrzeugen, mit zumindest zwei Laserscannern (1, 2, 27, 28), die jeweils oberhalb des Fahrbahnniveaus montiert sind und die Fahrbahn bzw. ein sich darauf bewegendes Objekt (6) innerhalb eines begrenzten Meßbereiches in einer Meßebene abtasten und als Meßdaten eines Abtastzyklus ein Profil der Fahrbahn in der Meßebene erzeugen, und mit einem an die Laserscanner angeschlossenen Computersystem zur Auswertung der Meßdaten, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßebene zumindest eines ersten Laserscanners (1, 27) im wesentlichen quer zur Fahrbahn und die Meßebene zumindest eines zweiten Laser- Scanners (2, 28) im wesentlichen in Längsrichtung der Fahrbahn orientiert ist und das Computersystem die Meßdaten der Laserscanner zu einer zeitbezogenen räumlichen Repräsentation der Objekte verknüpft.11. Device for geometrical measurement and tracking of objects (6), such as motor vehicles, moving on a roadway in the longitudinal direction thereof, such as motor vehicles, with at least two laser scanners (1, 2, 27, 28), which are each mounted above the roadway level and which Scan the roadway or an object (6) moving thereon within a limited measuring range in a measuring plane and generate a profile of the roadway in the measuring plane as measurement data of a scanning cycle, and with a computer system connected to the laser scanner for evaluating the measurement data, characterized in that the measuring plane of at least one first laser scanner (1, 27) essentially transverse to the carriageway and the measuring plane of at least one second laser scanner (2, 28) essentially in the longitudinal direction of the carriageway is oriented and the computer system links the measurement data of the laser scanners to a time-related spatial representation of the objects.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Laserscanner (1) in Objekt-Fahrtrichtung (5) gesehen vor dem zweiten Laserscanner (2) liegt und, wenn das Profil ein vorgegebenes Schwellwertkriterium für die Detektion eines neuen Objektes überschreitet, das Profil als Front einer neuen Objektrepräsentation im Computersystem registriert. 12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the first laser scanner (1) seen in the object direction of travel (5) lies in front of the second laser scanner (2) and if the profile exceeds a predetermined threshold criterion for the detection of a new object, the Profile registered as the front of a new object representation in the computer system.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Computersystem anhand der Meßdaten des zweiten Laserscanners (2, 28) die vom ersten Laserscanner (1, 27) registrierten Objektrepräsentationen verifiziert und ihre Bewegungen verfolgt. 13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the computer system uses the measurement data of the second laser scanner (2, 28) to verify the object representations registered by the first laser scanner (1, 27) and to track their movements.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Computersystem anhand der Meßdaten des ersten Laserscanners (1, 27) die vom zweiten Laserscanner (2, 28) verfolgten Bewegungen der Objektrepräsentationen auf Plausibilität verifiziert . 14. The apparatus according to claim 13, characterized in that the computer system uses the measurement data from the first laser scanner (1, 27) to verify the plausibility of the movements of the object representations tracked by the second laser scanner (2, 28).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Computersystem Meßdaten von aufeinanderfolgenden Abtastzyklen des ersten Laserscanners (1, 27), die einen gemeinsamen Überlappungsbereich aufweisen, derselben Objektrepräsentation zuordnet. 15. Device according to one of claims 11 to 14, characterized in that the computer system assigns measurement data from successive scanning cycles of the first laser scanner (1, 27), which have a common overlap area, to the same object representation.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Computersystem für kleine Objektrepräsentationen den möglichen Überlappungsbereich mit einem Suchbereich vergrößert.16. Device according to one of claims 11 to 15, characterized in that the computer system for small object representations increases the possible overlap area with a search area.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, da- durch gekennzeichnet, daß das Computersystem Objekten, deren17. Device according to one of claims 11 to 16, characterized in that the computer system objects whose
Länge mit dem zweiten Laserscanner (2, 28) nicht bestimmbar ist, eine vorgegebene Standardlänge zuweist.Length cannot be determined with the second laser scanner (2, 28), assigns a predetermined standard length.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, daß mehrere erste Laserscanner (1, 27) in Fahrbahnlängsrichtung voneinander beabstandet und/oder mehrere zweite Laserscanner (2, 28) in Fahrbahnquerrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind.18. Device according to one of claims 11 to 17, that a plurality of first laser scanners (1, 27) spaced apart in the longitudinal direction of the roadway and / or a plurality of second laser scanners (2, 28) are arranged at a distance from one another in the transverse direction of the carriageway.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbahn zusätzlich mit Lichtschranken (3) zur Erkennung bzw. Verifizierung der Bewegungsrichtung der Objektrepräsentationen ausgestattet ist. 19. The device according to one of claims 11 to 18, characterized in that the roadway is additionally equipped with light barriers (3) for detecting or verifying the direction of movement of the object representations.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrbahn mit Sensoren, bevorzugt Drucksensoren (30), zur Zählung von Fahrzeugachsen versehen ist. 20. Device according to one of claims 11 to 19, characterized in that the roadway is provided with sensors, preferably pressure sensors (30) for counting vehicle axles.
PCT/AT2002/000340 2001-12-14 2002-12-05 Method for the geometric measurement and tracing of objects by means of laser scanners WO2003052716A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2002361367A AU2002361367A1 (en) 2001-12-14 2002-12-05 Method for the geometric measurement and tracing of objects by means of laser scanners

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA1962/2001 2001-12-14
AT19622001A AT412746B (en) 2001-12-14 2001-12-14 METHOD AND DEVICE FOR GEOMETRIC MEASUREMENT AND TRACKING OF OBJECTS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003052716A1 true WO2003052716A1 (en) 2003-06-26

Family

ID=3689457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/AT2002/000340 WO2003052716A1 (en) 2001-12-14 2002-12-05 Method for the geometric measurement and tracing of objects by means of laser scanners

Country Status (3)

Country Link
AT (1) AT412746B (en)
AU (1) AU2002361367A1 (en)
WO (1) WO2003052716A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104064030A (en) * 2014-07-01 2014-09-24 武汉万集信息技术有限公司 Vehicle type identification method and vehicle type identification system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008052539A1 (en) 2007-10-24 2009-04-30 Continental Teves Ag & Co. Ohg Vehicle i.e. saloon car, accident detecting method, involves comparing value determined based on image of vehicle with expected value of parameter e.g. vehicle height, and determining accident, when value deviates from expected value

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4789941A (en) * 1986-07-18 1988-12-06 Bennett Nunberg Computerized vehicle classification system
EP0784302A1 (en) * 1996-01-10 1997-07-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha System and method for detecting vehicle types by utilizing information of vehicle height, and debiting system utilizing this system and method
JPH11224397A (en) * 1997-12-03 1999-08-17 Omron Corp Vehicle measurement device
US6195019B1 (en) * 1998-01-20 2001-02-27 Denso Corporation Vehicle classifying apparatus and a toll system
US6304321B1 (en) * 1992-11-23 2001-10-16 Schwartz Electro-Optics, Inc. Vehicle classification and axle counting sensor system and method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI83822C (en) * 1989-02-02 1991-08-26 Valtion Teknillinen Procedure and apparatus for observing traffic conditions

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4789941A (en) * 1986-07-18 1988-12-06 Bennett Nunberg Computerized vehicle classification system
US6304321B1 (en) * 1992-11-23 2001-10-16 Schwartz Electro-Optics, Inc. Vehicle classification and axle counting sensor system and method
EP0784302A1 (en) * 1996-01-10 1997-07-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha System and method for detecting vehicle types by utilizing information of vehicle height, and debiting system utilizing this system and method
JPH11224397A (en) * 1997-12-03 1999-08-17 Omron Corp Vehicle measurement device
US6195019B1 (en) * 1998-01-20 2001-02-27 Denso Corporation Vehicle classifying apparatus and a toll system

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 1999, no. 13 30 November 1999 (1999-11-30) *
SCHWARTZ W C: "LASER VEHICLE DETECTOR/CLASSIFIER", INTELLIGENT VEHICLE HIGHWAY SYSTEMS. BOSTON, NOV. 2 - 4, 1994, BELLINGHAM, SPIE, US, 1994, pages 81 - 87, XP000689125, ISBN: 0-8194-1677-0 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104064030A (en) * 2014-07-01 2014-09-24 武汉万集信息技术有限公司 Vehicle type identification method and vehicle type identification system
CN104064030B (en) * 2014-07-01 2016-04-13 武汉万集信息技术有限公司 A kind of model recognizing method and system

Also Published As

Publication number Publication date
ATA19622001A (en) 2004-11-15
AU2002361367A1 (en) 2003-06-30
AT412746B (en) 2005-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT500122B1 (en) METHOD AND DEVICE FOR GEOMETRIC MEASUREMENT OF MOTOR VEHICLES
EP2684070B1 (en) Method for detecting a parking space, parking assist system and motor vehicle comprising a parking assist system
EP1844373B1 (en) Method for predicting the course in driver assistance systems for motor vehicles
DE69724482T2 (en) System and method with vehicle type recognition by vehicle height, and toll system for this system and method
EP1602530B1 (en) Method for assisting a parking procedure of a vehicle
EP0896290B1 (en) Method and device for reading a barcode consisting of a predetermined number of coding elements
WO2004111943A1 (en) Method and device for locating objects for motor vehicles
EP1928687A1 (en) Method and driver assistance system for sensor-based driving off control of a motor vehicle
WO2018091386A1 (en) Method for detecting and classifying an object by means of at least one sensor apparatus on the basis of an occupancy map, driver assistance system and motor vehicle
EP2888604A1 (en) Method for determining the course of a lane for a vehicle
WO2006069973A1 (en) Method for determining the ability to enter a parking space and a parking assist device
WO2014006034A1 (en) Method and system for information usage
EP1634241B1 (en) Method and device for object recognition in driver aid systems for motor vehicles
DE10201658A1 (en) Measurement of traffic data using magnetic field sensors that can be used to determine vehicle type in addition to vehicle directions and velocity, by measurement of magnetic flux variations
WO2007033755A1 (en) Method for measuring a parking space
DE102020200747A1 (en) Method for determining a reference trajectory when approaching a user terminal
EP4165375A1 (en) Method for determining a usage type of a landmark pattern for a self-localization of a vehicle, and electronic self-localization system for a vehicle
WO2003052716A1 (en) Method for the geometric measurement and tracing of objects by means of laser scanners
DE4041149C1 (en) Vehicle type classification within traffic flow - comparing vehicle silhouette with patterns stored in memory
EP2204788B1 (en) Method and device for measuring the movement of vehicles
WO2004059341A1 (en) Method for detecting environmental information and for determining the position of a parking space
DE102017205782A1 (en) Control device and method
DE102018007323A1 (en) Control device for an entrance and exit
WO2019206625A1 (en) Locating system and method for determining a current position in a lift shaft of a lift system
DE102021200449A1 (en) Device and method for monitoring a parking space with a plurality of parking bays arranged next to one another parallel to the longitudinal direction of a vehicle by means of at least one image acquisition unit

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ OM PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 092612002

Country of ref document: AT

Date of ref document: 20030626

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 92612002

Country of ref document: AT

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8642

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP