DE4330349A1 - Verfahren zur Ermittlung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Ge­ schwindigkeit von Fahrzeugen, wobei die Anwesenheit des Fahr­ zeugs an mindestens zwei in Fahrtrichtung hintereinander lie­ genden Orten festgestellt und die Geschwindigkeit über den Ab­ stand und die Zeit berechnet wird.

Verfahren zur Ermittlung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen werden im Rahmen sog. Geschwindigkeitskontrollen einerseits von der Polizei und andererseits von den Kommunen durchgeführt. Das derzeit wohl am häufigsten verwendete Gerät zur Ermittlung der Geschwindigkeit ist unter der Bezeichnung "Drillingslicht­ schranke" bekannt.

Lichtschranken gehen grundsätzlich von der Voraussetzung aus, daß die Kontur eines Objektes den Lichtstrahl senkrecht schnei­ det, zumindest aber der Punkt, an dem die Lichtschranken mes­ sen, immer derselbe ist. Im Falle der Messung an Fahrzeugen bzw. Automobilen ist die voranstehend genannte Voraussetzung jedoch nicht gegeben. Gerade im Frontbereich moderner Kraft­ fahrzeuge treten ganz überwiegend horizontal oder schräg ge­ richtete Konturlinien, bspw. der Stoßstangenunterseite, auf. Dies hat zur Folge, daß die Messungen an schräg zur Meßstrecke verlaufenden Konturen erfolgen müssen. Zur Gewährung einer hin­ reichenden Meßgenauigkeit sind weitere Voraussetzungen zwingend erforderlich. Zum einen muß die Meßstrecke im Bereich von weni­ ger als 1 mm parallel zur Fahrbahn liegen. Andererseits darf das Fahrzeug während der Messung keine Vertikalbewegung ausfüh­ ren. Beide der zuvor genannten Anforderungen sind in der Praxis jedoch nicht gegeben. Dies hat zur Folge, daß sich im Normal­ fall eine Meßsituation gemäß Fig. 1 ergibt.

Fig. 1 zeigt eine stilisierte Fahrzeugkontur im Zeitverlauf so­ wie die Meßstrecke der sog. Drillingslichtschranke. Das Fahr­ zeug bzw. die Fahrzeugkontur führt eine leichte Verti­ kalbewegung infolge einer stets auftretenden Unparallelität der Fahrbahn oder Bewegung der Karosse aus. Im hier gewählten Bei­ spiel erfolgt die Messung auf der Unterkante des Stoßfängers. Fig. 1 läßt unschwer erkennen, daß das Fahrzeug während der Messung die Strecke c zurücklegt. Für die einzelnen Licht­ schranken scheint es sich jedoch um die Strecke C zu handeln, die der Länge der Meßstrecke insgesamt entspricht. Diese Strecke wird als die von dem Fahrzeug zurückgelegte Strecke während der Messung erkannt. Somit entsteht aufgrund einer Un­ ebenheit der Fahrbahn oder eines Schwingverhaltens der Karosse ein Meßfehler, der ohne weiteres 20% oder gar mehr betragen kann.

Als weiteres Problem tritt hinzu, daß aufgrund der stets gerin­ gen Information, die das hier in Rede stehende bekannte Meßver­ fahren über die Position des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stellt, eine Plausibilitätsprüfung zur Vermeidung erheblicher Meßfehler unmöglich ist, da nämlich die Strecken A, B und C proportional sind. Im Ergebnis ist nach dem bekannten Verfahren eine sichere Messung geradezu unmöglich, was nicht nur für die lediglich beispielhaft genannte Drillingslichtschranke gibt. Gleiches Problem ergibt sich auch bei Systemen mit vier oder gar mehreren Lichtschranken.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 40 32 459 ist ein wei­ teres Verfahren zur Ermittlung der Geschwindigkeit von Fahrzeu­ gen bekannt, wobei es hier in erster Linie um die mobile Ausge­ staltung einer entsprechenden Vorrichtung geht. Hier werden im Gegensatz zu der zuvor erwähnten Drillingslichtschranke keine Lichtschranken verwendet. Vielmehr erfolgt die Ermittlung der Fahrzeuggeschwindigkeit durch ein kompaktes Gerät, wobei mit­ tels einer elektronischen Kamera mindestens zwei Bilder des Fahrzeugs im Zeitverlauf aufgenommen und zur Berechnung der Ge­ schwindigkeit herangezogen werden. Der zuvor genannte, system­ bedingte Meßfehler ist auch hier nicht vermieden.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung der Geschwindidkeit von Fahrzeugen an­ zugeben, wonach die Geschwindigkeit zuverlässig, d. h. fehler­ frei, ermittelbar ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die voran stehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist das er­ findungsgemäße Verfahren derart konzipiert, daß an mindestens zwei in vorgegebenem Abstand hintereinander liegenden Meßstel­ len zumindest ein Teil der Fahrzeugkontur erfaßt wird, daß die Konturinformationen der einzelnen Meßstellen einer zum Ver­ gleich dienenden Vergleichseinrichtung zugeführt werden und daß die Geschwindigkeitsmessung nur bei hinreichender Übereinstim­ mung zwischen den Konturinformationen der Meßstellen als gültig erkannt wird.

Erfindungsgemäß ist demnach erkannt worden, daß es zur fehler­ freien Geschwindigkeitsermittlung erforderlich ist, hinsicht­ lich des zu messenden Fahrzeuges mehrere Informationen zur Ver­ fügung zu stellen und miteinander zu vergleichen. Dazu erfolgen die Messungen nicht wie im zuvor erörterten Stand der Technik von einer Meßstelle aus, sondern an mindestens zwei in vorgege­ benem Abstand in Fahrtrichtung gesehen hintereinander liegenden Meßstellen, wobei die dazu erforderlichen Meßaufnehmer an den jeweiligen Meßstellen angeordnet sind. Des weiteren wird für eine anschließende Plausibilitätskontrolle eine erhebliche Menge an Informationen zur Verfügung gestellt, nämlich zumin­ dest ein Teil der von den Aufnehmern erfaßten Fahrzeugkontur. Die Konturinformationen der einzelnen Meßstellen werden dann einer zum Vergleich dienenden Vergleichseinrichtung zugeführt, wobei die Geschwindigkeitsmessung nur bei hinreichender Überein­ stimmung zwischen den Konturinformationen der Meßstellen als gültig erkannt wird. Unter "hinreichender Übereinstimmung" könnte je nach Vorgabe der erforderlichen Genauigkeit, bspw. im Rahmen einer zulässigen prozentualen Abweichung, eine quasi komplette Übereinstimmung bis hin zu einem gewissen Prozentsatz tolerierbaren Abweichung verstanden werden. Jedenfalls ist hier sicher zu stellen, daß im Falle einer durch entgegenkommende Fahrzeuge, durch Aufschaukeln des zu messenden Fahrzeugs oder durch sonstige Einflüsse verfälschten Messung die Plausibili­ tätsprüfung zu einer Negativbeurteilung des Meßergebnisses führt.

Mit anderen Worten wird gemäß voranstehender Beschreibung nicht nur die Geschwindigkeit aufgrund der zeitversetzten Anwe­ senheit einzelner Punkte an den Meßstellen ermittelt, sondern wird vielmehr die Anwesenheit mindestens eines Teils der Fahr­ zeugkontur an den jeweiligen Meßstellen festgestellt und werden die ermittelten Konturen miteinander verglichen. An dieser Stelle sei ganz besonders hervorgehoben, daß mindestens zwei Meßstellen erforderlich sind, daß jedoch auch ohne weiteres - zur Verfeinerung des Verfahrens - drei oder gar mehrere Meß­ stellen zur Ermittlung einer entsprechenden Anzahl an Konturin­ formationen realisierbar sind.

Unter Zugrundelegung der voran stehend genannten Verfahrens­ schritte und in ganz besonders vorteilhafter Weise dienen die umfassenden Konturinformationen nicht nur zur Plausibilitäts­ prüfung, wird vielmehr auch die Geschwindigkeit über den zeit­ lichen Versatz der Fahrzeugkonturen und über die Distanz zwi­ schen den Meßstellen berechnet. Folglich dienen die im Zeitver­ lauf aufgenommenen Fahrzeugkonturen einerseits zur orginären Geschwindigkeitsermittlung und andererseits zur Plausibilitäts­ prüfung, um nämlich eine Aussage über die Gültigkeit der Ge­ schwindigkeitsermittlung zu treffen.

Bei der an den jeweiligen Meßstellen zu ermittelnden Fahrzeug­ kontur kann es sich um die gesamte Fahrzeugseitenkontur han­ deln. Ebenso wäre es denkbar, lediglich einen Teil der Fahr­ zeugseitenkontur zu ermitteln, nämlich bspw. die Fahrzeugfront­ kontur - ebenfalls von der Seite her gesehen -.

Alternativ zu der zuvor genannten Erfassung der Fahrzeugseiten­ kontur könnte auch das Höhenprofil des Fahrzeugs zugrundegelegt werden. Hier müßte eine Erfassung von oben erfolgen, bspw. von einer Brücke herunter.

Die einerseits zur Geschwindigkeitsermittlung und andererseits zur Plausibilitätsprüfung erforderlichen Fahrzeugkonturen las­ sen sich in besonders vorteilhafter Weise mittels elektroni­ scher Sensoren gewinnen. Diese Sensoren arbeiten in ganz beson­ ders vorteilhafter Weise synchronisiert und in einem bekannten bzw. vorgebbaren Zeitraster. Aufgrund der Synchronisation und des vorgegebenen Zeitrasters läßt sich die Geschwindigkeit in bekannter Weise einfach berechnen. Besondere Ausführungen hierzu erübrigen sich unter Hinweis auf den eingangs genannten Stand der Technik.

Die hier in Rede stehenden Konturinformationen lassen sich ent­ weder gleich während der Abtastung oder in einer nachgeschalte­ ten Einheit digitalisieren und ggf. in digitalisierter Form weiterverarbeiten. Unter Weiterverarbeitung könnte das Spei­ chern und/oder Aufbereiten der Konturinformationen verstanden werden, wobei die Daten insgesamt zur Beweissicherung dienen könnten.

Hinsichtlich einer besonderen Abtastmethode ist es von Vorteil, wenn die Sensoren als Zeilenkameras ausgebildet sind. Diese Zeilenkameras könnten wiederum auf auf der anderen Straßenseite positionierte Reflektoren oder gar Beleuchtungen ausgerichtet sein. Vorbeifahrende Kraftfahrzeuge würden dann von den Zeilen­ kameras vertikal abgetastet werden, so daß das Fahrzeug im Zeitverlauf zumindest teilweise - quasi spaltenweise - abgeta­ stet bzw. aufgenommen wird. Die Gesamtheit der so erhaltenen Spalten ergibt dann das erforderliche Konturbild. Entsprechend der Anzahl der vorgesehenen Zeilenkameras entstehen Konturbil­ der im Zeitverlauf, aus deren Abstand und zeitlicher Folge ei­ nerseits die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ermittelt und andererseits die Plausibilität der Messung überprüft wird.

Im Falle einer Abtastung der Fahrzeugoberfläche, d. h. im Falle der Generierung eines Höhenprofils des hinsichtlich der Ge­ schwindigkeit zu messenden Kraftfahrzeugs, ist es von ganz be­ sonderem Vorteil, wenn die Sensoren als gegen den Fahrbahnboden bzw. die Fahrzeugoberfläche eines vorbeifahrenden Kraftfahr­ zeugs messende Höhenmeßgeräte ausgeführt sind. Die Gesamtheit aller Meßpunkte an einem Kraftfahrzeug würde dann je Höhenmeß­ gerät ein Höhenprofil des Fahrzeugs ergeben. Bei den Höhenmeß­ geräten könnte es sich in weiter vorteilhafter Weise um für sich bekannte, vertikal abtastende Laser-Triangulationsmeßge­ räte handeln.

Ungeachtet des Abtastverfahrens bzw. ungeachtet der einerseits zur Geschwindigkeitsermittlung und andererseits zur Plausibili­ tätsprüfung abzutastenden Kontur könnten die hier verwendeten Konturinformationen - in digitaler Form - gespeichert bzw. ar­ chiviert werden. Somit dienten diese Konturinformationen einer­ seits zur Beweissicherung bzw. Dokumentation der Geschwindig­ keitsermittlung und andererseits zur weiterführenden Verarbei­ tung. Gemeinsam mit einer Erkennung des Kraftfahrzeugnummern­ schildes könnte ein weiterverarbeitendes Rechenprogramm bereits einen Bußgeldbescheid zumindest vorbereiten.

Schließlich wäre es hinsichtlich einer Plausibilitätsprüfung von weiterem Vorteil, wenn die gespeicherten Konturinformatio­ nen mit vorgebbaren, typenspezifischen Konturinformationen ver­ gleichbar sind. Somit könnte eine auf den jeweiligen Fahrzeug­ typ bezogene Plausibilitätsprüfung erfolgen, wobei eine Ge­ schwindigkeitsmessung nur dann gültig wäre, wenn die abgetaste­ ten Konturinformationen auch tatsächlich mit den vorgegebenen Konturinformationen des entsprechenden Fahrzeugtyps überein­ stimmen. Diese Plausibilitätsprüfung könnte im Rahmen einer Nachverarbeitung nach Ermittlung des Fahrzeughalters und des auf das festgestellte Kraftfahrzeugkennzeichen zugelassenen Fahrzeugs bzw. Fahrzeugstyps erfolgen.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorlie­ genden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und wei­ terzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, andererseits auf die nachfolgende Er­ läuterung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung die Arbeitsweise eines bekannten Verfahrens zur Ermittlung der Ge­ schwindigkeit am Beispiel der Drillingslichtschranke,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung die Erfassung der Fahrzeugkontur mittels Zeilenkameras und

Fig. 3 in einer schematischen Darstellung die Erfassung des Höhenprofils eines Fahrzeugs nach dem Triangulations­ verfahren.

Auf die den Stand der Technik am Beispiel einer Drillingslicht­ schranke darstellende Fig. 1 wurde bereits im allgemeinen Teil der Beschreibung bezug genommen, so daß sich weitere Ausführun­ gen hierzu erübrigen.

Die Fig. 2 und 3 zeigen gemeinsam in schematischen Darstellun­ gen zwei Ausführungsbeispiele zur Ermittlung der Geschwindig­ keit von Fahrzeugen 1, wobei die Anwesenheit des Fahrzeugs 1 an zwei in Fahrtrichtung hintereinander liegenden Orten 2 festge­ stellt und die Geschwindigkeit durch den Abstand 3 und die zum Zurücklegen des Abstandes 3 erforderliche Zeit berechnet wird.

In erfindungsgemäßer Weise wird in den hier vorliegenden Aus­ führungsbeispielen an zwei in vorgegebenem Abstand 3 hinterein­ ander liegenden Meßstellen 4 ein Teil der Fahrzeugkontur 5 er­ faßt. Die Konturinformationen der einzelnen Meßstellen 4 werden dann einer in den Fig. nicht gezeigten, zum Vergleich dienenden Vergleichseinrichtung zugeführt. Die Geschwindigkeitsmessung wird nur bei hinreichender Übereinstimmung zwischen den Kon­ turinformationen der Meßstellen 4 als gültig erkannt.

Die Berücksichtigung umfassender Konturinformationen muß sich jedoch nicht nur auf eine Plausibiltitätsprüfung beschränken. Vielmehr kann auch die Geschwindigkeit über den zeitlichen Ver­ satz der Fahrzeugkonturen 5 und über die Distanz bzw. den Ab­ stand 3 zwischen den Meßstellen 4 berechnet werden.

Während es sich bei der in Fig. 2 dargestellten Fahrzeugkontur lediglich um die Fahrzeugfrontkontur handelt, könnte die ge­ samte Fahrzeugkontur einerseits zur Plausibilitätsprüfung und andererseits zur Geschwindigkeitsermittlung herangezogen wer­ den. Die Verwendung der Fahrzeugfrontkontur dürfte jedoch zur hinreichend sicheren Geschwindigkeitsermittlung ausreichen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens handelt es sich bei der Fahrzeugkontur 5 um das Höhenprofil des Fahrzeugs 1. Auch das Höhenprofil läßt sich einerseits zur Plausibiltitätsprüfung und andererseits zur Geschwindigkeitsermittlung verwenden.

Zur Abtastung der Fahrzeugkontur 5 werden gemäß den Fig. 2 und 3 elektronische Sensoren 6 verwendet. Die an den beiden Meß­ stellen 4 verwendeten Sensoren 6 sind synchronisiert und arbei­ ten in einem bekannten bzw. vorgebbaren Zeitraster. Die so ge­ wonnenen Konturinformationen werden digitalisiert und in einem hier nicht gezeigten Rechner weiterverarbeitet.

Im konkreten sind die in Fig. 2 dargestellten Sensoren 6 als Zeilenkameras 7 ausgeführt. Diese Zeilenkameras 7 könnten auf auf der anderen Straßenseite angeordnete Reflektoren oder Be­ leuchtungen ausgerichtet sein. In Fig. 2 ist lediglich schemen­ haft angedeutet, daß die Zeilenkameras 7 das Fahrzeug 1 verti­ kal abtasten, so daß das Fahrzeug 1 im Zeitverlauf teilweise - quasi spaltenweise - abgetastet bzw. aufgenommen wird, wobei die Gesamtheit der Spalten ein Konturbild bzw. die Fahrzeugkon­ tur 5 ergibt.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Sensoren 6 als gegen den Fahrbahnboden 8 bzw. die Fahrzeugober­ fläche 9 messende Höhenmeßgeräte 10 ausgeführt. Die Gesamtheit aller Meßpunkte ergibt dann ein Höhenprofil 11 des Fahrzeugs l. Bei den Höhenmeßgeräten handelt es sich konkret um vertikal ab­ tastende Laser-Triangulationsmeßgeräte, wobei bei dem hier ge­ wählten Ausführungsbeispiel die Höhenmeßgeräte 10 auf einer die Fahrbahn überspannenden Brücke 12 angeordnet bzw. befestigt sind.

Hinsichtlich der Speicherung und Archivierung sowie hinsicht­ lich weiterer Verarbeitungs- und Vergleichsmöglichkeiten, bspw. mit den Konturdaten bekannter Fahrzeugtypen, wird zur Vermei­ dung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschrei­ bung verwiesen.

Abschließend sei hervorgehoben, daß die voranstehend lediglich beispielhaft genannten Ausführungsbeispiele des erfindungsgema­ ßen Verfahrens die hier beanspruchte Lehre lediglich erläutern, jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.

Claims (17)

1. Verfahren zur Ermittlung der Geschwindigkeit von Fahrzeu­ gen, wobei die Anwesenheit des Fahrzeugs (1) an mindestens zwei in Fahrtrichtung hintereinander liegenden Orten (2) festge­ stellt und die Geschwindigkeit über den Abstand (3) und die Zeit berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß an minde­ stens zwei in vorgegebenem Abstand (3) hintereinander liegenden Meßstellen (4) zumindest ein Teil der Fahrzeugkontur (5) erfaßt wird, daß die Konturinformationen der einzelnen Meßstellen (4) einer zum Vergleich dienenden Vergleichseinrichtung zugeführt werden und daß die Geschwindigkeitsmessung nur bei hinreichen­ der Übereinstimmung zwischen den Konturinformationen der Meß­ stellen (4) als gültig erkannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit über den zeitlichen Versatz der Fahrzeugkontu­ ren (5) und über die Distanz (3) zwischen den Meßstellen (4) berechnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Fahrzeugkontur (5) um die gesamte Fahrzeugseitenkontur handelt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Fahrzeugkontur (5) um die Fahrzeugfrontkon­ tur handelt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Fahrzeugkontur (5) um das Höhenprofil (11) des Fahrzeugs (1) handelt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Fahrzeugkontur (5) mittels elektronischer Sensoren (6) gewonnen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (6) synchronisiert und in einem bekannten bzw. vorgeb­ baren Zeitraster arbeiten.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturinformationen digitalisiert und weiterverarbeitet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sensoren (6) als Zeilenkameras (7) ausge­ bildet sind.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilenkameras (7) auf Reflektoren oder Beleuchtungen ausgerich­ tet sind.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeilenkameras (7) das Fahrzeug (1) vertikal abtasten.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug (1) im Zeitverlauf zumindest teilweise - quasi spaltenweise - abgetastet bzw. aufgenommen wird, so daß die Gesamtheit der Spalten ein Konturbild ergibt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sensoren (6) als gegen den Fahrbahnboden (8) bzw. die Fahrzeugoberfläche (9) messende Höhenmeßgeräte (10) ausgeführt sind.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtheit aller Meßpunkte ein Höhenprofil (11) des Fahr­ zeugs (1) ergibt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Höhenmeßgeräten (11) um vertikal abtastende Laser- Triangulationsmeßgeräte handelt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Konturinformationen - in digitaler Form - gespeichert bzw. archiviert werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die gespeicherten Konturinformationen mit vorgebbaren, typen­ spezifischen Konturinformationen vergleichbar sind, so daß eine auf den jeweiligen Fahrzeugtyp bezogene Plausibiltitätsprüfung möglich ist.