DE69215906T2 - Motor vehicle traffic measurement system - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zur Messung des Kraftfahrzeugverkehrs auf einem Fahrweg, mit mindestens zwei Meßstationen, die im Abstand voneinander entlang dieses Weges angeordnet sind.The present invention relates to a system for measuring motor vehicle traffic on a roadway, with at least two measuring stations arranged at a distance from one another along this roadway.
Es ist wünschenswert, Informationen über den Kraftfahrzeugverkehr zu erhalten. Die von einem Fahrzeug benötigte Zeit, um einen Streckenabschnitt innerorts oder außerorts zurückzulegen, ist dabei der wichtigste Bestandteil bei der Feststellung der Flüssigkeit des Verkehrs.It is desirable to obtain information on motor vehicle traffic. The time required by a vehicle to travel a stretch of road in urban or rural areas is the most important component in determining traffic flow.
Derzeit wird die Leistungsfähigkeit eines Fahrweges mittels eines Fahrzeugszählers gemessen (in den Straßenbelag eingelassene magnetische Schleife).Currently, the performance of a road is measured using a vehicle counter (a magnetic loop embedded in the road surface).
Es wurde bereits überlegt, eine Fahrzeugflotte (als Spurenleger) mit einer Vorrichtung zur Messung und zur Übertragung von Daten in Richtung von auf Plätzen installierten Empfängern auszurüsten. Dabei muß jedoch ein erheblicher Prozentsatz des Kraftfahrzeugbestandes (5 bis 10 %) damit ausgerüstet werden, um brauchbare Informationen zu erhalten, wobei erhebliche Investitionskosten anfallen.The idea of equipping a fleet of vehicles (as trackers) with a device for measuring and transmitting data to receivers installed at sites has already been considered. However, a significant percentage of the vehicle fleet (5 to 10%) would have to be equipped with this device in order to obtain useful information, which would entail significant investment costs.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zur Messung des Kraftfahrzeugverkehrs zu schaffen, die keinerlei besondere Ausrüstung der Kraftfahrzeuge benötigt.The object of the present invention is to create an arrangement for measuring motor vehicle traffic which does not require any special equipment on the motor vehicles.
Die erfindungsgemäße Anlage zur Messung des Kraftfahrzeugverkehrs ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Meßstation einen Auslösedetektor aufweist, der einen Infrarot- Laserstrahl aussendet und empfängt, einen Infrarot-Projektor aufweist, welcher einen Strahl auf die fahrenden Fahrzeuge richtet und eine Kamera aufweist, deren Aufnahme ausgelöst wird durch das Signal des Auslösedetektors und die ein Videosignal einer Anordnung zur Bildauswertung und Datenverarbeitung zuführt, welche die amtlichen Kennzeichen der Fahrzeuge dahingehend auswertet, daß diese identifiziert werden und die die Fahrzeit der Fahrzeuge berechnet.The system for measuring motor vehicle traffic according to the invention is characterized in that each measuring station has a trigger detector which emits and receives an infrared laser beam, an infrared projector which projects a beam onto the moving vehicles and has a camera whose recording is triggered by the signal from the trigger detector and which feeds a video signal to an image evaluation and data processing arrangement which evaluates the license plates of the vehicles in order to identify them and which calculates the travel time of the vehicles.
Gemäß einer Besonderheit sind die Meßstationen oberhalb der Straße angeordnet und zwar an deren Rand oder oberhalb des Fahrzeuges.According to a special feature, the measuring stations are arranged above the road, either at the edge of the road or above the vehicle.
Gemäß einer Besonderheit besteht der Projektor aus einer Entladelampe, der ein Reflektor und ein Infrarotfilter zugeordnet ist, aus einer Steuerelektronik und aus einer Speiseelektronik für die Entladelampe.According to a special feature, the projector consists of a discharge lamp, to which a reflector and an infrared filter are assigned, of control electronics and of power electronics for the discharge lamp.
Gemäß einer Besonderheit besteht der Auslösedetektor aus einer Triangulations-Meßanordnung, deren Sender eine Infrarot- Laserdiode ist und deren Empfänger ein Fotoelement ist, welches einem Objektiv zugeordnet ist, das mit einem Infrator-Filter versehen ist sowie einer Meßelektronik für das von der Straße oder von den Fahrzeugen reflektierte Meßsignal.According to a special feature, the trigger detector consists of a triangulation measuring arrangement, the transmitter of which is an infrared laser diode and the receiver of which is a photocell, which is assigned to a lens equipped with an infrared filter and a measuring electronics for the measuring signal reflected from the road or from the vehicles.
Gemäß einer Besonderheit weist die Anordnung eine Vorrichtung zur Synchronisation zwischen dem Blitzlicht des Infrarot- Projektors, der Aufnahme der CCD-Kamera, der Übertragung und der Datenverarbeitung der Bilder sowie dem Eintritt des Fahrzeugs in das Kamerafeld auf.According to a special feature, the arrangement comprises a device for synchronizing the flash of the infrared projector, the recording of the CCD camera, the transmission and data processing of the images and the entry of the vehicle into the camera field.
Im folgenden wird die Erfindung im einzelnen anhand eines in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben; es zeigenIn the following, the invention is described in detail using an example embodiment shown in the drawing;
Figur 1 eine Gesamtansicht mit den beiden erfindungsgemäß angeordneten Meßstationen,Figure 1 is an overall view with the two measuring stations arranged according to the invention,
Figur 2 eine schematische Ansicht eines Aufnahmekopfes und der Vorrichtung zur Datenverarbeitung,Figure 2 is a schematic view of a recording head and the device for data processing,
Figur 3 ein Prinzipschema einer automatischen Anlage zur Messung der Fahrzeuge, wie sie in jeder Meßstation vorgesehen ist,Figure 3 is a schematic diagram of an automatic system for measuring vehicles, as provided in each measuring station,
Figur 4 eine Einzelansicht eines in der Meßanlage verwendeten Fühlers,Figure 4 is a detailed view of a sensor used in the measuring system,
Figur 5 eine schematische Ansicht des in jeder Meßstation vorgesehenen Projektors,Figure 5 is a schematic view of the projector provided in each measuring station,
Figur 6 den schematische Aufbau einer Vielzahl von geradlinig angeordneten Meßstationen in einer Stadt,Figure 6 shows the schematic structure of a large number of linearly arranged measuring stations in a city,
Figur 7 den schematischen Aufbau einer Vielzahl von sternförmig angeordneten Meßstationen in einer Stadt undFigure 7 shows the schematic structure of a large number of star-shaped measuring stations in a city and
Figur 8 den schematischen Aufbau einer Vielzahl von netzförmig angeordneten Meßstationen in einer Stadt.Figure 8 shows the schematic structure of a large number of measuring stations arranged in a network in a city.
Die erfindungsgemäße Anlage weist zwei Meßstationen A und B auf, die entlang eines Fahrweges 1 im Abstand voneinander in Richtung eines Fahrweges angeordnet sind. Jede Station weist einen Aufnahmekopf 2 auf, der oberhalb des Fahrweges entweder an dessen Rand oder direkt oberhalb des Fahrweges angeordnet ist und der einer Anlage 8 zur Bildverarbeitung zugeordnet ist oder Teil dieser Anlage ist.The system according to the invention has two measuring stations A and B which are arranged along a travel path 1 at a distance from one another in the direction of a travel path. Each station has a recording head 2 which is arranged above the travel path either at its edge or directly above the travel path and which is assigned to a system 8 for image processing or is part of this system.
Die Meßstationen A und B sind höhenversetzt zur Straße, d. h. entlang deren Rand oder über dem Fahrweg angeordnet.The measuring stations A and B are arranged at different heights from the road, i.e. along its edge or above the roadway.
Jeder Aufnahmekopf 2 weist einen Auslosedetektor 3, einen Lichtprojektor 4 und eine CCD-Kamera 5 auf.Each recording head 2 has a trigger detector 3, a light projector 4 and a CCD camera 5.
Der Auslösedetektor 3 dient dazu, jedes Fahrzeug 9 im zirkulierenden Verkehr zu messen und eine Aufnahme auszulösen. Er ist neben der Kamera 5 angeordnet und überwacht, genau wie die Kamera, den Fahrweg.The trigger detector 3 is used to measure each vehicle 9 in the circulating traffic and to trigger a recording. It is arranged next to the camera 5 and, just like the camera, monitors the route.
Der in Figur 3 dargestellte Auslösedetektor 3 basiert auf einer Telemetrie-Abstandsmessung mit Hilfe eines amplituden modulierten ausgesandten Infrarot-Laserstrahls und der Messung und Verarbeitung auf optischem und elektronischem Wege des von der Straße oder vom Fahrzeug reflektierten Strahls.The trigger detector 3 shown in Figure 3 is based on a telemetry distance measurement using an amplitude-modulated emitted infrared laser beam and the measurement and processing by optical and electronic means of the beam reflected from the road or the vehicle.
Der Auslösedetektor 3 funktioniert nach dem Prinzip der Triangulations-Messung. Er besteht aus einem Infrarot- Lasersender 31, der einen amplitudenmodulierten gebündelten Laserstrahl 36 aussendet und aus einem Lichtempfänger 32, welcher den vom Fahrzeug 5 reflektierten Strahl 37 empfängt. Die Achsen der Strahlen 36 und 37 bilden einen Winkel zwischen sich ungleich Null. Der Sender 31 besteht aus einer Laserdiode. Der Lichtempfänger 32 besteht aus einem Objektiv 33, das einem Filter 35 zugeordnet ist und aus einem Empfänger 34, der aus einer Fotodiode mit zwei empfindlichen Flächen 341 und 342 besteht. Eine elektronische Schaltung steuert die Laserdiode und verarbeitet das von der Fotodiode 34 abgegebene Signal. In Ruhestellung erzeugt der reflektierte Strahl 37 A (in Figur 3) des Strahls 37 einen Lichtfleck, welcher gleichmäßig über die beiden empflindlichen Flächen 341 und 342 verteilt ist (Figur 4a). Die Anlage befindet sich damit im Gleichgewicht. Taucht ein Fahrzeug 9 auf, so verschiebt sich der mit 37 B bezeichnete Strahl in Figur 3. Dadurch entsteht ein Ungleichgewicht (Figur 4b) auf den Flächen 341 und 342, welche von der Elektronik festgestellt wird, die damit ein Auslösesignal abgibt.The trigger detector 3 works according to the principle of triangulation measurement. It consists of an infrared laser transmitter 31, which emits an amplitude-modulated bundled laser beam 36, and a light receiver 32, which receives the beam 37 reflected by the vehicle 5. The axes of the beams 36 and 37 form an angle between them that is not equal to zero. The transmitter 31 consists of a laser diode. The light receiver 32 consists of a lens 33, which is associated with a filter 35, and a receiver 34, which consists of a photodiode with two sensitive surfaces 341 and 342. An electronic circuit controls the laser diode and processes the signal emitted by the photodiode 34. In the resting position, the reflected beam 37 A (in Figure 3) of the beam 37 creates a light spot that is evenly distributed over the two sensitive surfaces 341 and 342 (Figure 4a). The system is thus in equilibrium. If a vehicle 9 appears, the beam marked 37 B in Figure 3 shifts. This creates an imbalance (Figure 4b) on the surfaces 341 and 342, which is detected by the electronics, which then emits a trigger signal.
Der in Figur 5 dargestellte Lichtprojektor 4 ist ein Infrarot- Projektor. Er weist eine Entladelampe 41 auf, die auf einer Halterung 42 befestigt ist, einen Parabol- oder Halbkugel- Reflektor 43 sowie ein Infrarot-Filter 44, das wenigstens einer Linse zugeordnet ist. Der Projektor 4 sendet einen Lichtblitz im nahen Infrarot-Bereich aus, welcher auf die Vorderseiten der Fahrzeuge mittels des Reflektors 43 gebündelt wird. Diese Lichtaussendung dient dazu, fehlendes Licht während der Nacht zu ersetzen und dadurch die geringen Integrationszeiten der dem Aufnahmekopf zugeordneten Meßreihe zu kompensieren. Die ausgesandte Leistung wird aufgrund ihrer guten Bündelung im Raum konzentriert sowie in der Zeit aufgrund der impulsförmigen Aussendung. Ferner ist es vollständig unsichtbar, so daß die Diskretion gewahrt bleibt. Die Lampe wird durch eine elektronische Anordnung gesteuert, welche einen elektronischen Leistungsregler 45, eine elektronische Steuerung 46 und eine elektronische Schnittstelle 47 aufweist.The light projector 4 shown in Figure 5 is an infrared projector. It has a discharge lamp 41 which is attached to a holder 42, a parabolic or hemispherical reflector 43 and an infrared filter 44 which is associated with at least one lens. The projector 4 emits a flash of light in the near infrared range, which is focused on the front of the vehicles by means of the reflector 43. This light emission serves to replace the lack of light during the night and thus compensates for the short integration times of the series of measurements assigned to the recording head. The emitted power is concentrated in space due to its good focus and in time due to the pulse-shaped emission. Furthermore, it is completely invisible so that discretion is maintained. The lamp is controlled by an electronic arrangement which has an electronic power regulator 45, an electronic control 46 and an electronic interface 47.
Die Kamera 5 ermöglicht es, eine Vorderansicht der vom Auslösedetektor 3 gemessenen Fahrzeuge aufzuzeichnen. Die Feststellung der amtlichen Kennzeichen erfordert ein präzises Bild, wenn das Vorderteil des Fahrzeugs im Kamerafeld erscheint.The camera 5 makes it possible to record a front view of the vehicles measured by the trigger detector 3. The determination of the license plate numbers requires a precise image when the front part of the vehicle appears in the camera field.
Die Kamera 5 ist eine CCD-Kamera mit elektronischem Verschluß. Sie benötigt nur eine geringe Verarbeitungszeit und arbeitet vorzugsweise zur Erhaltung eines bestmöglichen Bildes mit Rasterübertragung. Die Aufbauzeit, d. h. die Zeit, die benötigt wird, damit das Bild auf der CCD-Fläche erzeugt wird, ist dabei sehr klein. Zu diesem Zweck enthält die Kamera einen mechanischen oder einen optischen oder einen in äquivalenter Weise elektronisch arbeitenden Verschluß.Camera 5 is a CCD camera with an electronic shutter. It requires only a short processing time and works preferably with raster transfer to obtain the best possible image. The build-up time, i.e. the time required for the image to be generated on the CCD surface, is very short. For this purpose, the camera contains a mechanical or optical or equivalently electronic shutter.
Das von der Kamera 5 erzeugte Videosignal wird über eine Verbindungsleitung 61 einer Bildempfängerkarte 71 zugeführt, die in einem Kleinrechner 8 enthalten ist. Diese Karte 71 enthält einen analog-numerischen Wandler, einen oder mehrere Speicherflächen zur Abspeicherung der Bilder und gegebenenfalls entsprechende Prozessoren, womit ein Teil der Verarbeitung auf der Karte selbst durchgeführt werden kann. Die zugehörige Schaltung weist eine auf die Erkennung der amtlichen Kennzeichen ausgerichtete Schaltung auf, die gegebenenfalls eine Reihe von alpha-numerischen Zeichen erzeugt, durch welche sich das amtliche Kennzeichen darstellen läßt sowie eine Auswerteschaltung für den Ablauf des gesamten Verfahrens, ausgehend von der Bildaufnahme, der Messung und der Auswertung der amtlichen Kennzeichnen der Datenübertragung zwischen einer oder mehreren Meßstationen sowie der Speicherung der Fahrzeit (oder anderer den Verkehr betreffender Informationen: Fahrzeugzählung, statistische Erfassung...) .The video signal generated by the camera 5 is fed via a connecting line 61 to an image receiver card 71, which is contained in a small computer 8. This card 71 contains an analogue-numerical converter, one or more memory areas for storing the images and, if necessary, corresponding processors, with which part of the processing can be carried out on the card itself. The associated circuit has a circuit geared towards the recognition of the official license plates, which, if necessary, a series of alphanumeric characters is generated which can be used to represent the registration number, as well as an evaluation circuit for the entire process, starting from the image capture, the measurement and evaluation of the registration numbers, the data transmission between one or more measuring stations and the storage of the travel time (or other information relating to traffic: vehicle counting, statistical recording, etc.).
Der Projektor 4, der Detektor 3 und die Kamera 5 werden mit Hilfe einer Synchronisationskarte 72 miteinander synchronisiert, die im Kleinrechner angeordnet ist und die über eine verbindungsleitung 62 mit einer Synchronisationsschaltung 63 im Aufnahmekopf verbunden ist sowie mit verschiedenen Bauteilen 4, 3 5. Weitere Karten 73 und 74 ermöglichen die wahlweise Verbindung zwischen einer Schnittstelle für eine Bildschirm-Tastatur sowie der Datenübermittlung zwischen mehreren Meßstationen.The projector 4, the detector 3 and the camera 5 are synchronized with one another using a synchronization card 72, which is arranged in the small computer and which is connected via a connecting line 62 to a synchronization circuit 63 in the recording head and to various components 4, 3, 5. Additional cards 73 and 74 enable the optional connection between an interface for a screen keyboard and the data transmission between several measuring stations.
Die Anlage arbeitet wie folgt:The system works as follows:
Bei Eintreffen eines Fahrzeugs in der Nähe der Station A schneidet dieses den Infrarot-Strahl des Fahrzeugdetektors 3. Dieser löst den Infrarot-Projektor 4 aus sowie eine Bildaufnahme durch die Kamera 5 und das Einspeisen des Bildes in die Anordnung zur Bildauswertung. Diese identifiziert das Fahrzeug mit Hilfe des amtlichen Kennzeichens und zeichnet die Fahrzeit auf. Diese Informationen werden der Station B übermittelt, welche sie speichert. Dabei genügt es, wenn nur ein Teil des Kennzeichens abgelesen und zwischen den einzelnen Stationen ausgetauscht wird, da dies bereits eine ausreichende Identifikation des Fahrzeugs in der Fahrzeugmenge ermöglicht.When a vehicle arrives near station A, it cuts the infrared beam of the vehicle detector 3. This triggers the infrared projector 4 and an image recording by the camera 5 and the feeding of the image into the image analysis system. This identifies the vehicle using the license plate and records the travel time. This information is transmitted to station B, which stores it. It is sufficient if only part of the license plate is read and exchanged between the individual stations, as this already enables sufficient identification of the vehicle in the crowd.
Weitere Informationen in dem von der Kamera aufgezeichneten Bild können dem amtlichen Kennzeichen hinzugefügt werden, um eine sichere Identifikation der Fahrzeuge zu gewährleisten.Additional information in the image recorded by the camera can be added to the license plate number to ensure reliable identification of the vehicles.
Bei Eintreffen des Fahrzeugs an der Station B werden die oben aufgeführten Schritte erneut ausgeführt. Das Fahrzeug wird erneut durch sein amtliches Kennzeichen identifiziert sowie die Fahrzeit ermittelt. Danach wird nach diesem Fahrzeug in dem Speicher der Station B geforscht und die Daten gegebenenfalls freigegeben. Aus der Zeitdifferenz kann die Durchlaufzeit des Fahrzeugs festgestellt werden und dadurch eine mittlere Fahrzeit ermittelt werden (durch entsprechende Zeitverarbeitung).When the vehicle arrives at station B, the steps listed above are carried out again. The vehicle is again identified by its license plate number and the travel time is determined. This vehicle is then searched for in the memory of station B and the data is released if necessary. The time difference can be used to determine the vehicle's transit time and thus an average travel time can be determined (through appropriate time processing).
Es genügt, wenn an der Station B ein Teil der von der Station A festgestellten und identifizierten Fahrzeuge wiedererkannt wird, um die Fahrzeit und damit die Durchschnittsgeschwindigkeit zwischen A und B zu ermitteln.It is sufficient if some of the vehicles detected and identified by station A are recognized at station B in order to determine the travel time and thus the average speed between A and B.
Die Anlagen zur Messung der Fahrzeiten können innerhalb einer Stadt nicht nur bloß als Reihe von paarförmigen Stationen A und B errichtet werden, sondern auch in Form eines vollständigen Netzes. In diesem Fall können die Stationen entweder in einer Reihe (Figur 6) aufgestellt werden, wobei jede ihre Informationen der benachbarten Station übermittelt oder aber von der vorhergehenden Station erhält oder aber auch sternförmig (Figur 7), wobei die Informationen einer jeden Station einer gemeinsamen Anlage zugeführt werden oder aber auch in einer beliebigen Konfiguration verteilt werden, welche die beiden Aufstellbeispiele umfasst (Figur 8).The travel time measurement systems can be set up within a city not only as a series of pairs of stations A and B, but also in the form of a complete network. In this case, the stations can be set up either in a row (Figure 6), each transmitting its information to the adjacent station or receiving it from the previous station, or in a star configuration (Figure 7), the information from each station being fed into a common system, or they can be distributed in any configuration that includes both installation examples (Figure 8).
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| FR2671653A1 (en) | 1992-07-17 |
| EP0494815B1 (en) | 1996-12-18 |
| FR2671653B1 (en) | 1995-05-24 |
| EP0494815A1 (en) | 1992-07-15 |
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