DE10047422C1

DE10047422C1 - Verfahren zur Überwachung von Wasseroberflächen auf Verunreinigungen

Info

Publication number: DE10047422C1
Application number: DE10047422A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Rutte; Ulrich Mueller; Gottfried Tolonits
Original assignee: INFRA LEUNA INFRASTRUKTUR und; RUTTE SICHERUNGSTECHNIK GmbH
Current assignee: INFRA LEUNA INFRASTRUKTUR und; RUTTE SICHERUNGSTECHNIK GmbH
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2002-04-04
Anticipated expiration: 2020-09-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Wasseroberflächen auf Verunreinigungen, insbesondere Öle, durch eine Videokamera, insbesondere bei fehlendem Tageslicht. DOLLAR A Erfindungsgemäß gelingt dies durch ein Verfahren, bei dem die zu überwachende Wasseroberfläche 4 über eine Reflektionswand 3 von einem Scheinwerfer 2 abgestrahlt wird, die von der Reflektionswand 3 diffus angestrahlte Wasseroberfläche 4 durch die Videokamera 1 aufgenommen wird und die Verunreinigungen durch die - über ein Übertragungsmedium 6 und eine Videoempfangsbaugruppe 7 - auf eine Visualisierungseinrichtung 8 übertragenen Aufnahmen sofort angezeigt werden. DOLLAR A Mit dem Verfahren sind die Öle auch nachts sehr gut nachweisbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung von Wasseroberflächen auf Verunreinigungen, insbesondere Öle, durch eine Videokamera, insbesondere bei fehlendem Tageslicht.

Es ist schon eine Vielzahl videobasierender Überwachungsverfahren bei Tageslicht vorgeschlagen worden. Es ist aber nicht bekannt, daß eindeutig auswertbare farbige Ölabbildungen mit den typischen Reflexionen auf bewegten Wasseroberflächen unter Freilandbedingungen auch in der Nacht oder in dunklen Räumen erzeugt werden können.

In der videogestützten Sicherheitstechnik steht die Detektion von Bewegungen und Erkennung von Objekten im Vordergrund. Die Darstellung von Farbreflexen zur ein deutigen Identifizierung von Verunreinigungen, vor allem von Ölfilmen, ist mit den gebräuchlichen Videoüberwachungskomponenten bisher unter ungünstigen Lichtbedingungen, vor allem nachts, nicht möglich.

Ziel der Erfindung ist die eindeutige, ganztägig, d. h. auch bei fehlendem Tageslicht, vergleichbare und zuverlässige Abbildung von Verunreinigungen, insbesondere von ölhaltigen Schadstoffen, als Grundlage für die schnellstmögliche Einleitung von Maßnahmen zur Schadens- bzw. Gefahrenabwehr.

Erfindungsgemäß gelingt dies durch ein Verfahren, bei dem die zu überwachende Wasseroberfläche 4 über eine Reflektionswand 3 von einem Scheinwerfer 2 angestrahlt wird, die von der Reflektionswand 3 diffus angestrahlte Wasserober fläche 4 durch die Videokamera 1 farbig aufgenommen wird und die Verunreini gungen durch die über ein Übertragungsmedium 6, dem ggfs. eine Videoübertra gungsbaugruppe 5 vorgeschaltet und eine Videoempfangsbaugruppe 7 nachgeschal tet ist, auf eine Visualisierungseinrichtung 8 übertragenen Farbaufnahmen sofort aufgrund von dargestellten Farbreflexen auf der Wasseroberfläche identifiziert werden.

Dabei sollte angestrebt werden, daß die Farbtemperatur des vom Scheinwerfer (2) ausgestrahlten Lichtes etwa dem natürlichen Sonnenlicht entspricht. Die erforder liche Lichtstärke steht in Beziehung zur Lichtempfindlichkeit der Videokamera.

Da die Überwachung von Wasseroberflächen auf Verunreinigungen bei Tageslicht ohne zusätzlichen Scheinwerfer auskommt, sollte der Scheinwerfer 2 in Abhängig keit von der natürlichen Beleuchtung automatisch ein- oder ausgeschaltet werden können.

Die Größe und Anordnung der Reflektionswand 3 sollte zweckmäßig so gewählt werden, daß die zu überwachende Wasseroberfläche 4 vollständig von dem reflek tierenden Licht angestrahlt wird. Eine direkte Ausleuchtung der zu überwachenden Wasseroberfläche ist aber zu vermeiden. Überraschend war, daß gerade unter diesen Bedingungen Verunreinigungen, wie ölhaltige Schadstoffe, erkannt werden können.

Die Reflektionsfläche kann matt oder glatt sein. Sie darf aber nicht verspiegelt sein, weil sie ein mehr oder weniger diffuses Licht reflektieren soll. Vorzugsweise hat die Oberfläche der Reflektionswand 3 einen weißen Anstrich.

Bei Bedarf, wenn z. B. die zu überwachende Fläche 4 zu groß ist oder die Anord nung der Videokamera 1; des Scheinwerfers 2 und/oder der Reflektionsfläche 3 aufgrund der örtlichen Gegebenheiten nicht optimal möglich ist, kann die zusätzliche Installation eines oder mehrerer Elemente (Videokamera 1, Scheinwerfer 2, Reflektionsfläche 3) sinnvoll sein. In jedem Fall ist aber sicherzustellen, daß weder die Videokamera 1 noch die zu überwachende Wasseroberfläche 4 direkt angestrahlt werden.

Das Verfahren ist geeignet, Wasseroberflächen bei natürlichem Licht ebenso wie nachts bei Kunstlicht permanent auf Ölspuren oder andere Verunreinigungen zu überwachen, wobei die typischen Farbmuster bzw. Reflexionen bei allen Beleuch tungszuständen und Witterungsbedingungen eindeutig abgebildet werden.

Es war überraschend, daß solche Verunreinigungen durch das erfindungsgemäße Beleuchtungsverfahren so deutlich dargestellt werden können.

Die Anwendung des Verfahrens ist sowohl im Freien als auch in geschlossenen Schächten oder Kanälen ohne natürliche Beleuchtung möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt und in der Arbeitsweise und nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt die grundsätzliche prinzipielle Anordnung der Systemkomponenten.

Darin bedeuten: 1 Videokamera
2 Scheinwerfer
3 Reflektionswand
4 zu überwachende Wasseroberfläche
5 Videoübertragungsbaugruppe (optional)
6 Übertragungsmedium
7 Videoempfangsbaugruppe
8 Visualisierungseinrichtung
9 Mastkonstruktion
10 offenes Gewässer
11 Abwassereinlauf

Die Einrichtung besteht aus einer hochauflösenden, lichtstarken Videokamera 1, einem Scheinwerfer 2 für die Ausleuchtung der überwachten Fläche bei unzureichen den Lichtverhältnissen, einer Reflektionswand 3, ggfs. einer Baugruppe zur Videoübertragung 5, einem Übertragungsmedium 6 für die Übertragung der Videobilder an ein Videoempfangssystem 7 für die Wiedergabe der Videobilder auf einem Monitor 8.

Die Videokamera 1 und die Lichtquelle 2 werden oberhalb der zu überwachenden Fläche 4, vorzugsweise auf einer Mastkonstruktion 9, montiert. Dieser Überwachungseinrichtung gegenüber ist in entsprechendem Winkel zur Lichtquelle und Wasserfläche, eine Reflektionswand 3 angeordnet.

Bei ungünstigen räumlichen Verhältnissen kann die Montage weiterer Videokameras, Lichtquellen, befestigt an geeigneten Mastkonstruktionen, und reflektierender Flächen notwendig sein.

Die optionale Baugruppe zur Videobildübertragung 5 befindet sich zweckmäßig in einem Gehäuse in der Nähe der Überwachungseinheit. Als Übertragungsmedium 6 kommen alle gebräuchlichen Übertragungssysteme in Betracht, welche für eine störungsfreie analoge oder digitale Kommunikation geeignet sind. Das Empfangs system 7 besteht aus dem Auswerterechner mit einer Kommunikationsschnittstelle und stellt die Videosignale für eine Abbildung auf einem geeigneten Monitor 8 zur Verfügung. Die mit der Überwachung betraute Person alarmiert den Havariedienst, welcher die notwendigen Maßnahmen zur Gefahren- bzw. Schadenabwehr einleitet.

Das Überwachungsergebnis bei der erfindungsgemäßen Ausleuchtung ist in den hinterlegten farbigen Originalausdrucken Fig. 2 und Fig. 3 dokumentiert, deren schwarz-weiß-Version Bestandteil der Patentbeschreibung sind. Zwei weitere Beispiele zeigen in analoger Weise die Fig. 4 und 5, einmal mit erfindungsgemäßer Ausleuchtung und einmal mit der bekannten Standardbeleuchtung.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber bisherigen Videoüberwachungs systemen den Vorteil, daß Öle und ölhaltige Wasserschadstoffe nicht nur unter allen Umweltbedingungen als Videobild erfaßt und dargestellt werden können, sondern auch als solche Substanzen eindeutig identifizierbar sind.

Weil die Öle und ölhaltigen Verunreinigungen nachts auch bei guter Ausleuchtung im Gegensatz zu den Videobildern mit der erfindungsgemäßen Einrichtung nur sehr schwer nachweisbar sind, erfüllt das Verfahren die Voraussetzungen für die ganztägige Überwachung von Brauchwassereinleitungen zum Schutz der natürlichen Gewässer sowie der Entnahmestellen von Oberflächenwasser zum Schutz der nachgeschaltenen technischen Anlagen bzw. chemischen Prozesse. In Klärwerken kann z. B. die Einleitung von öligen Abwässern rechtzeitig gestoppt werden, bevor das biologische System geschädigt wird.

Claims

1. Verfahren zur Überwachung von Wasseroberflächen auf Verunreinigungen, insbesondere Öle, durch eine Videokamera (1), auch bei fehlendem Tageslicht, dadurch gekennzeichnet, daß
die zu überwachende Wasseroberfläche (4) über eine Reflektionswand (3) von einem Scheinwerfer (2) angestrahlt wird,
die von der Reflektionswand (3) diffus angestrahlte Wasseroberfläche (4) durch die Videokamera (1) in Farbe aufgenommenen wird und
die Verunreinigungen durch die über ein Übertragungsmedium (6), dem ggf. eine Videoübertragungsbaugruppe (5) vorgeschaltet und eine Videoempfangsbaugruppe (7) nachgeschaltet ist, auf eine Visualisierungseinrichtung (8) übertragenen Farbaufnahmen sofort aufgrund von dargestellten Farbreflexen auf der Wasseroberfläche identifiziert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbtemperatur des vom Scheinwerfer (2) ausgestrahlten Lichtes etwa dem natürlichen Sonnenlicht entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheinwerfer (2) in Abhängigkeit von der natürlichen Beleuchtung automatisch ein- oder ausgeschaltet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe und Anordnung der Reflektionswand (3) so gewählt wird, daß die zu überwachende Wasseroberfläche (4) vollständig von dem reflektierten Licht angestrahlt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Reflektionswand (3) einen weißen Anstrich hat.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Scheinwerfer (2) und der Reflektionswand (3) ein oder mehrere weitere Scheinwerfer und/oder Reflektionswände eingesetzt werden.