CZ2008821A3 - Zarízení pro detekci vozidel ve sledovaném prostoru a urcení jejich polohy a/nebo rychlosti v nem - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zarízení pro detekci vozidel (7) ve sledovaném prostoru (6) a urcení jejich rychlosti a/nebo polohy v nem, které obsahuje alespon jednu elektronickou kameru (1), osvetlovací soustavu (2) a vyhodnocovací jednotku (5). Zorné pole elektronické kamery (1) a svetelné pole osvetlovací soustavy (2) jsou orientovány do sledovaného prostoru (6). Podstata tohoto vynálezu spocívá v tom, že elektronická kamera (1) obsahuje synchronizacní výstup (1.2), který je napojen na rídící vstup (2.1) osvetlovacího zarízení (2), které je dále opatreno modulacním vstupem (2.2), na který je napojen výstup (4.1) zdroje (4) modulacních signálu. Výstup (4.1) zdroje (4) modulacních signálu je soucasne napojen na první vstup (5.1) vyhodnocovací jednotky (5). Zarízení dále obsahuje alespon jeden detektor (3) modulovaného svetelného zárení, jehož snímací pole je orientováno do sledovaného prostoru (6), a který je svým výstupem (3.1) napojen na druhý vstup (5.2) vyhodnocovací jednotky (5).

Description

Zařízení pro detekci vozidel ve sledovaném prostoru a určení jejich polohy a/nebo rychlosti v něm

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení pro detekci vozidel ve sledovaném prostoru a určení jejich polohy a/nebo rychlosti v něm.

Dosavadní stav techniky

Dosud známé systémy užívané pro detekci vozidel ve sledované oblasti, sledování silničního provozu, či dohled na dodržování předpisů o provozu na silnicích jsou obvykle tvořeny kombinací alespoň jedné statické elektronické kamery, která snímá sledované vozidlo a vytváří jeho obrazový záznam, zařízení, které detekuje přítomnost vozidla ve snímacím poli této kamery a/nebo které určuje nejvhodnější okamžik pro spuštění elektronické kamery a vytvoření obrazového záznamu sledovaného vozidla, a osvětlovací soustavy tvořené obvykle polovodičovými světlo emitujícími diodami (LED), která při nepříznivých světelných podmínkách osvětluje sledované vozidlo během vytváření jeho obrazového záznamu. Všechna tato zařízení jsou přitom propojena s vyhodnocovací jednotkou, ve které dochází k vyhodnocování údajů získaných jednotlivými zařízeními (např. určení polohy a/nebo rychlosti sledovaného vozidla, rozpoznání registrační značky apod.) a na základě těchto údajů k řízení činnosti ostatních zařízení.

Typickým zástupcem těchto systémů je např. systém známý z DE 60 2004 001 568 určený pro dohled na dodržování povolené rychlosti. Tento systém obsahuje radiolokační detektor, světelný zdroj a dvě statické digitální kamery, přičemž všechna tato zařízení jsou propojena s vyhodnocovací jednotkou. Pokud je rychlost vozidla zjištěná radiolokačním detektorem vyšší než povolený rychlostní limit, vydá vyhodnocovací jednotka povel světelnému zdroji k osvětlení vozidla, a současně oběma digitálním kamerám k pořízení záznamu sledovaného vozidla. Jedna z digitálních kamer přitom pořizuje obrazový záznam řidiče, a druhá digitální kamera obrazový záznam SPZ sledovaného vozidla.

r r 4 * < C

γ. π Γ / ř> * ι· f f r £ β e r Ο r r ' t - r i 4 <i i t n t

P&3I&7CZ

U dalších řešení se pro určení polohy a/nebo rychlosti sledovaného vozidla používají, místo radiolokačních detektorů, například světelné závory.

Nevýhoda obou těchto řešení spočívá v tom, že součásti radiolokačních detektorů a světelných závor je nutno instalovat v relativně malé výšce podél vozovky, kde jsou tyto součásti vystaveny nebezpečí zničení, poškození, nebo přerušeni jejich spojení s ostatními prvky systému, např. následkem dopravní nehody nebo vandalizmu. V tomto ohledu jsou bezpečnější alternativou indukční cívky instalované přímo ve vozovce, avšak jejich nevýhodou je kromě složité a zdlouhavé instalace vyžadující omezení nebo dokonce přerušení silničního provozu, také jejich limitovaná využitelnost. Indukční cívky totiž nelze instalovat na mostech Či jiných částech vozovky, kde hrozí ovlivnění či znemožnění jejich správné funkce přítomnosti elektricky vodivých prvků, např. mostových výztuží, potrubí, rozvodů vysokého napětí, apod. Navíc se ve všech případech jedná o zařízení s vysokými pořizovacími i provozními náklady, přičemž tato zařízení v některých situacích nevykazují dostatečnou spolehlivost a přesnost získaných údajů.

Cílem vynálezu je navrhnout zařízení pro detekci vozidel ve sledovaném prostoru, a případně určení jeho polohy a/nebo rychlosti, které by odstranilo nebo alespoň zmírnilo nevýhody stavu techniky.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu je dosaženo zařízením pro detekci vozidel ve sledovaném prostoru a určení jejich rychlosti a/nebo polohy v něm, které obsahuje alespoň jednu elektronickou kameru, osvětlovací soustavu a vyhodnocovací jednotku, přičemž zorné pole elektronické kamery a světelné pole osvětlovací soustavy jsou orientovány do sledovaného prostoru, jehož podstata spočívá vtom, že elektronická kamera obsahuje synchronizační výstup, který je napojen na řídící vstup osvětlovacího zařízení, které je dále opatřeno modulačním vstupem, na který je napojen výstup zdroje modulačních signálů a výstup zdroje modulačních signálů je současně napojen najeden vstup vyhodnocovací jednotky, přičemž zařízení dále obsahuje alespoň jeden detektor modulovaného světelného zářeni, jehož snímací pole je orientováno do sledovaného prostoru, či r e · ( r rte t f «

t r>

O'

PS3607CZ a který je svým výstupem napojen na druhý vstup vyhodnocovací jednotky. Při tomto zapojení dochází k amplitudové modulaci světelného záření osvětlovací soustavy, která se v důsledku toho stává zdrojem světelného záření jak pro pořízení kvalitního obrazového záznamu sledovaného vozidla elektronickou kamerou, tak i pro detektor modulovaného světelného záření, který je možné použít pro určeni vzdálenosti sledovaného vozidla od osvětlovací soustavy, a tak k ověření a/nebo doplnění informací získaných elektronickou kamerou, případně k jejímu nastavení.

Přehled obrázků na výkrese

Podstata vynálezu bude vysvětlena s pomoci přiloženého výkresu, kde obr. 1 schematicky znázorňuje zařízení pro sledování silničního provozu a/nebo dohled na dodržování dopravních předpisů podle vynálezu, obr. 2 časový průběh modulovaných světelných signálů, a obr. 3 fázové posunutí modulační obálky světelného signálu odraženého od sledovaného vozidla vůči vysílanému signálu.

Příklady provedeni vynálezu

Podstata vynálezu bude vysvětlena na konkrétním příkladu provedení zařízeni pro sledování silničního provozu a/nebo dohled na dodržování dopravních předpisů, které je schematicky znázorněno na obr. 1. Znázorněné zařízení však nepředstavuje jedinou možnost provedení tohoto zařízení, neboť v dalších neznázorněných příkladech je toto zařízení, bez vlivu na podstatu vynálezu, vytvořeno s jiným prostorovým uspořádáním jeho prvků, případně i s jejich odlišným počtem, který např. zajišťují, aby pořízený obrazový záznam (obrazové záznamy) obsahoval všechny předepsané požadavky pro jeho další zpracování. Kromě toho lze pro detekci vozidla ve sledovaném prostoru využít, místo níže popisovaného provedeni elektronické kamery, v podstatě libovolný obrazový snímač, jehož výstup je v případě nutnosti známým způsobem dále digitalizován nebo jinak upravován pro další zpracování apod., přičemž každý z těchto obrazových snímačů odpovídá dle ustálené praxe v oboru pojmu elektronická kamera.

— -- ‘ PŠ3607CZ

Zařízení znázorněné na obr. 1 obsahuje elektronickou kameru 1, osvětlovací soustavu 2 a detektor 3 modulovaného světelného zářeni, přičemž zorné pole elektronické kamery 1, světelné pole osvětlovací soustavy 2 a snímací pole detektoru 3 modulovaného světelného záření jsou orientovány do sledovaného prostoru 6, ve kterém se předpokládá průjezd vozidla 7. Elektronickou kamerou 1 se v tomto případě rozumí zařízení obsahující alespoň samotný obrazový snímač, řídící elektroniku a hardware s uloženým algoritmem k vyhodnocení záznamu získaného tímto obrazovým snímačem. Osvětlovací soustava 2 ve znázorněném příkladu provedení obsahuje alespoň jeden zdroj infračerveného světla, které při osvětlení vozidla 7 neoslňuje řidiče, avšak umožňuje příslušně nastavené elektronické kameře 1 pořízení kvalitního obrazového záznamu i za ztížených světelných podmínek, které nastávají např. v nočním provozu nebo za mlhy. V neznázoměných příkladech provedení lze místo infračerveného světla použít pro osvětlení sledovaného prostoru 6 a vozidla 7 v podstatě libovolný typ světelného záření, ať viditelného či neviditelného pro lidské oko, na které je použitá elektronická kamera 1 a detektor 3 modulovaného světelného záření citlivý. Pro bezpečnost silničního provozu je přitom samozřejmě výhodné světelné záření, které není viditelné lidským okem, takže nemůže dojít k oslněni ňdiče a posádky vozidla 7.

Elektronická kamera 1 má obrazový výstup 1.1 sloužící pro další zpracováni obrazového záznamu sledovaného vozidla 7 mimo elektronickou kameru 1, a synchronizační výstup 12, který je propojen s řídícím vstupem 2.1 osvětlovací soustavy 2. Modulační vstup 2.2 osvětlovací soustavy 2 je přitom propojen s výstupem 4.1 zdroje 4 modulačních signálů, který je současně propojen s prvním vstupem 5.1 vyhodnocovací jednotky 5. K druhému vstupu 5.2 vyhodnocovací jednotky je dále připojen výstup 3.1 detektoru 3 modulovaného světelného záření.

Během provozu zařízeni je elektronická kamera £ cyklicky spouštěna v nastavených časových intervalech snímání, přičemž při každém spuštění vyšle prostřednictvím synchronizačního výstupu 1.2 povel osvětlovací soustavě 2 k osvětlení sledovaného prostoru 6 na dobu expozice Át elektronické kamery 1 Na obrazovém výstupu 1.1 elektronické kamery 1 je tak získána série po

PV 2008-821

19.12.2008 ·’ ·2Β.1.2σ09” sobě jdoucích obrazových záznamů sledovaného prostoru, bez ohledu na to, zda se v něm nachází vozidlo 7 či nikoliv. Vyhodnocení těchto obrazových záznamů na přítomnost vozidla 7 a jejich další zpracování, které obvykle spočívá zejména ve výběru určitých částí obrazového záznamu, které mohou být použity pro identifikaci vozidla 7, probíhá některým ze známých způsobů v neznázoměném vyhodnocovacím zařízení připojením k obrazovému výstupu 1.1 elektronické kamery 1 nebo přímo integrovaným v elektronické kameře 1 dle algoritmů uložených v jejím hardware. Neznázorněné vyhodnocovací zařízení může být tvořeno dle možností a konkrétní aplikace např. počítačem propojeným přímo s obrazovým výstupem 1.1 elektronické kamery 1, nebo počítačem či jiným obdobným zařízením umístěným na vzdáleném pracovišti, kam jsou obrazové záznamy pořízené elektronickou kamerou 1 odeslány některým ze známých způsobů datové komunikace.

Během doby expozice Δί vysílá osvětlovací soustava 2 do sledovaného prostoru 6 světelné záření, které je amplitudově modulováno vhodným signálem, například harmonickým, přiváděným do osvětlovací soustavy 2 ze zdroje modulačních signálů 4. V důsledku této modulace je světelné záření rozloženo do skupiny světelných amplitudově modulovaných impulzů (záblesků), jejichž časový průběh je pro názornost znázorněn na obr. 2. Pokud se ve sledovaném prostoru 6 nachází vozidlo 7, část světelného záření se od něj odráží, a je snímána detektorem 3 modulovaného světelného zářeni. Informace o snímaném světelném záření jsou z detektoru 3 modulovaného světelného zářeni přiváděny ve formě elektrických signálů na druhý vstup 5.2 vyhodnocovací jednotky 5, přičemž na její první vstup 5.1 je ve formě elektrického signálu přiváděn modulační signál ze zdroje modulačních signálů

4. Vyhodnocovací jednotka 5 pak určuje fázový posun Δφ mezi těmito signály, jehož velikost odpovídá vzdálenosti sledovaného vozidla 6 od osvětlovací soustavy 2. Výstupní signál na výstupu 5.3 z vyhodnocovací jednotky 5, který odpovídá určenému fázovému posunu Δφ, a tedy nese informaci o změřené vzdálenosti snímaného vozidla 7 od osvětlovací soustavy 2, může být dále použit například jako výsledek nezávislého měřeni detektoru 3 modulovaného světelného záření, který pracuje na odlišném fyzikálním principu než elektronická kamera 1, k dalšímu doplnění a/nebo ověření dat získaných *9 ' *

9 « 9

*..^:tó607CZ elektronickou kamerou χ, a tím ke zvýšení přesnosti a spolehlivosti informace o vzdálenosti vozidla 7. Výstupní signál na výstupu 5.3 z vyhodnocovací jednotky 5, který odpovídá určenému fázovému posunu Δφ, a tedy nese informaci o změřené vzdálenosti snímaného vozidla 7 od osvětlovací soustavy 2, může být také požit pro určení rychlosti sledovaného vozidla 7.

Toto zařízení nevyžaduje na rozdíl od zařízení známých ze stavu techniky zdlouhavou a nákladnou montáž, ani omezení provozu, a přitom dosahuje vyšší spolehlivosti a přesnosti získaných dat. Současně je jako jeden z uzlů využitelné jak pro systémy monitorující či řídicí silniční provoz, tak i pro 10 systémy dohledu na dodržování předpisů o silničním provozu. Konečný uživatel přitom může volit, zda jako výstup využije pouze data získaná elektronickou kamerou 1, pouze data získaná detektorem 3 modulačního světelného záření nebo data získaná oběma těmito zařízeními.

Popsaný příklad provedení lze přitom libovolně rozšířit o další 15 elektronické kamery 1 a/nebo detektory 3 modulovaného optického záření, aby byl získán požadovaný obrazový záznam, případně další žádoucí informace o vozidle/vozidlech 7 pohybujících se ve sledovaném prostoru 6. V případě požadavků může zařízení podle vynálezu spolupracovat s dalšími známými zařízeními, která doplňuji a/nebo ověřují a/nebo dále zpracovávají jím získaná 20 data a obrazové záznamy.

Průmyslová využitelnost

Zařízení pro detekci vozidel podle vynálezu je využitelné zejména v systémech pro monitorováni a řízení dopravy, a u prostředků pro dohled nad 25 dodržováním předpisů o silničním provozu, které využívají pro osvětlení sledovaných vozidel a/nebo sledovaného prostoru osvětlovací soustavy s polovodičovými světlo emitujícími diodami, a současně snímají sledovaná vozidla a/nebo sledovaný prostor elektronickou kamerou.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1, Zařízení pro detekci vozidel (7) ve sledovaném prostoru (6) a určení jejich rychlosti a/nebo polohy v něm, které obsahuje alespoň jednu 5 elektronickou kameru (1), osvětlovací soustavu (2) a vyhodnocovací jednotku, přičemž zorné pole elektronické kamery (1) a světelné pole osvětlovací soustavy (2) jsou orientovány do sledovaného prostoru (6), vyznačující se tím, že elektronická kamera (1) obsahuje synchronizační výstup (1.2), který je napojen na řídicí vstup (2.1) osvětlovacího zařízení (2), které je dále opatřeno 10 modulačním vstupem (2.2), na který je napojen výstup (4.1) zdroje (4) modulačních signálů a výstup (4.1) zdroje (4) modulačních signálů je současně napojen na první vstup (5.1) vyhodnocovací jednotky (5), přičemž zařízení dále obsahuje alespoň jeden detektor (3) modulovaného světelného záření, jehož snímací pole je orientováno do sledovaného prostoru (6), a který je svým 15 výstupem (3.1) napojen na druhý vstup (5.2) vyhodnocovací jednotky (5).