DE102010010656B4

DE102010010656B4 - Verfahren und Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung zur Klassifizierung von Fahrzeugen

Info

Publication number: DE102010010656B4
Application number: DE102010010656.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Hegemann
Original assignee: RTB GmbH and Co KG
Current assignee: RTB GmbH and Co KG
Priority date: 2010-03-09
Filing date: 2010-03-09
Publication date: 2014-12-18
Anticipated expiration: 2030-03-10
Also published as: DE102010010656A1

Abstract

Verfahren zur Klassifizierung von Fahrzeugen mit einer Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12), mit einem ersten, schräg entgegen der Bewegungsrichtung eines Fahrzeugs ausgerichteten ersten Radarmodul (14) und einem schräg mit der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten zweiten Radarmodul (16), bei dem bei Rechtsverkehr mit Hilfe des ersten Radarmoduls (14) die Abstände der Fahrzeugachsen jeweils von der rechten hinteren Ecke eines sich der Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12) nähernden Fahrzeugs (20) ermittelt werden, mit Hilfe des zweiten Radarmoduls (16) die Abstände der Fahrzeugachsen jeweils von der rechten vorderen Ecke des sich von der Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12) entfernenden Fahrzeugs (20) ermittelt werden, zumindest die Messwerte des ersten Radarmoduls (14) gespeichert werden, die gespeicherten Messwerte des ersten Radarmoduls (14) mit den Messwerten des zweiten Radarmoduls (16) derart korreliert werden, dass die die Fahrzeugachsen repräsentierenden Messsignale zeitlich miteinander zur Deckung gebracht werden, und aus der Lage der mit dem ersten Radarmodul (14) erfassten rechten hinteren Ecke und der Lage der mit dem zweiten Radarmodul (16) erfassten rechten vorderen Ecke die wahre Länge des Fahrzeugs (20) erkannt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Klassifizierung von Fahrzeugen, insbesondere von Fahrzeugen des Straßenverkehrs, und eine Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In der nachveröffentlichten deutschen Patentanmeldung DE 10 2008 037 233.1 und in der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2009 012 684 U1 ist eine Klassifikationseinrichtung für Fahrzeuge beschrieben, welche die Länge eines Fahrzeugs, die Zahl der Räder des Fahrzeugs und damit der Achsen und deren Verteilung über die Länge des Fahrzeugs zu ermitteln vermag. Sie ist mit einer neben einer Fahrbahn angeordneten Geschwindigkeitsmesseinrichtung für ein rotierendes auf der Fahrbahn rollendes Rad ausgerüstet, welche einen Radarsender, einen Radarempfänger, eine Radar-Sende- und -empfangsantenne und eine Auswerteeinrichtung für empfangene reflektierte Radarsignale umfasst, bei der die Strahlungskeule der Radar-Sende- und -empfangsantenne vorzugsweise unter einem Winkel von 30° bis 60°, insbesondere aber von 45° entgegen der Bewegungsrichtung des rollenden Rades ausgerichtet ist.
Bei einer Radarmessung mit einer derart angeordneten Radar-Sende- und -empfangsantenne ist die gemessene Länge eines Fahrzeugs von dem Winkel der Bewegungsrichtung, bezogen auf die Hauptachse der Radar-Sende- und -empfangsantenne abhängig. Nähert sich ein Fahrzeug der Radar-Sende- und -empfangsantenne, so wird zunächst seine vordere linke Ecke vom Radarstrahl erfasst. Bewegt sich das Fahrzeug aus dem Radarstrahl heraus, so wird zuletzt seine hintere rechte Ecke erfasst. Es wird also nicht die Länge sondern die Diagonale des Fahrzeugs erfasst. Da weder die Länge noch die Breite des Fahrzeugs bekannt ist und diese Maße auch nicht voneinander abhängen, kann aus dem Messwert die genaue Länge des Fahrzeugs nicht ermittelt werden.
Die DE 10 2007 022 372 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung der Fahrzeugklasse von Fahrzeugen. Mit einem Radarmodul, bei dem die Hauptstrahlrichtung der Radarantenne unter einem spitzen Winkel zur Bewegungsrichtung eines Fahrzeugs ausgerichtet ist, wird die Länge des Fahrzeugs bestimmt. Für ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung gilt das im vorigen Absatz Gesagte.
In der WO 2009/047292 A1 ist eine Vorrichtung zur Erfassung eines Fahrzeugs beschrieben. Darin ist eine Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung mit einem an einem Rand einer Fahrbahn aufgestellten Radarmodul offenbart, welche einen Radarsender, einen Radarempfänger, zwei Radar-Sende- und -empfangsantennen und eine Auswerteeinrichtung für empfangene reflektierte Radarsignale umfasst. Die Hauptstrahlrichtung der einen Radarantenne ist unter einem spitzen Winkel entgegen der Fahrtrichtung eines Fahrzeugs ausgerichtet, wohingegen die Hauptstrahlrichtung der anderen Radarantenne senkrecht zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Die beiden Radarantennen sind fest und starr miteinander verbunden. Die Hauptstrahlrichtungen sind horizontal ausgerichtet.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Klassifizierungsverfahren und eine Einrichtung vorzuschlagen, die es ermöglichen, die Länge eines Fahrzeugs genau zu ermitteln und damit die Klassifizierung von Fahrzeugen zu verbessern.
Der verfahrensbezogene Teil der Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2 und der auf eine Radargeschwindigkeitsmesseinrichtung bezogene Teil der Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 4 gelöst.
Das erfindungsgemäße Klassifizierungsverfahren für Fahrzeuge beinhaltet folgende Verfahrensschritte, wobei Rechtsverkehr vorausgesetzt wird und eine Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung mit einem ersten, schräg entgegen der Bewegungsrichtung eines Fahrzeugs ausgerichteten ersten Radarmodul und einem schräg mit der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten zweiten Radarmodul, am rechten Fahrbahnrand aufgestellt ist: Mit Hilfe des ersten Radarmoduls werden die Abstände der Fahrzeugachsen jeweils von der rechten hinteren Ecke eines sich der Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung nähernden Fahrzeugs und mit Hilfe des zweiten Radarmoduls die Abstände der Fahrzeugachsen jeweils von der rechten vorderen Ecke des sich von der Radargeschwindigkeitsmesseinrichtung entfernenden Fahrzeugs ermittelt, zumindest die Messwerte des ersten Radarmoduls werden gespeichert, die gespeicherten Messwerte des ersten Radarmoduls werden mit den Messwerten des zweiten Radarmoduls derart korreliert, dass die die Fahrzeugachsen repräsentierenden Messsignale zeitlich zur Deckung gebracht werden, aus der Lage der mit dem ersten Radarmodul erfassten rechten hinteren Ecke und der Lage der mit dem zweiten Radarmodul erfassten rechten vorderen Ecke wird die wahre Länge des Fahrzeugs erkannt. Soll das Verfahren im Linksverkehr eingesetzt werden, sind die Begriffe ,links' und ,rechts' miteinander zu vertauschen.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass die Länge eines Fahrzeugs nur dann genau ermittelt werden kann, wenn die der Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung zugewandten Ecken des Fahrzeugs erkannt werden. Das wäre aber nur mit einem exakt im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten Radarmodul möglich. Wird nun aber ein erstes Radarmodul schräg entgegen der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs und ein zweites Radarmodul schräg mit der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs angeordnet, so erkennt eines die vordere Ecke des Fahrzeugs und das andere die hintere Ecke, und zwar auf der selben, der Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung zugekehrten Fahrzeugseite. Da aber beide Radarmodule die Messungen zu unterschiedlichen Zeiten liefern, fehlt eine Bezugsgröße für die Synchronisierung beider Messwerte. Diese können die Achsen des Fahrzeugs liefern, die an Hand charakteristischer Radarechos mit einem bekannten Messverfahren identifiziert werden können.
Die Messergebnisse beider Radarmodule werden so korreliert, dass die Radarechos der Achsen zeitlich zur Deckung kommen. Von dem ersten, entgegen der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten Radarmodul wird der Abstand der hinteren rechten Ecke des Fahrzeugs zu den Achsen ermittelt und von dem zweiten, mit der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten Radarmodul der Abstand der vorderen rechten Ecke des Fahrzeugs zu dessen Achsen. Werden diese Abstände und die Abstände zwischen den Achsen addiert, so ergibt sich die Länge des Fahrzeugs.
Durch die Auswertung aller durch das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich und auch exakter gewonnenen Daten wird eine genauere Klassifizierung von Fahrzeugen möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mit derselben Genauigkeit eine Klassifizierung im sogenannten Zweirichtungsmodus, bei dem Fahrzeuge in beiden Fahrtrichtungen erfasst werden, mit nur einer Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung möglich. Fahrzeuge werden in beiden Fahrtrichtungen erfasst, indem das Radarmodul, welches zuerst ein Fahrzeug erfasst, auswertungstechnisch als das entgegen der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtete Radarmodul und das andere auswertungstechnisch als das mit der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtete Radarmodul definiert wird. Das erste und das zweite Radarmodul werden also bei Gegenverkehr in ihrer Funktion vertauscht.
Eine Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung insbesondere für den Straßenverkehr mit einem an einem Rand einer Fahrbahn aufstellbaren oder aufgestellten ersten Radarmodul, mit welchem das beschriebene Verfahren durchführbar ist, umfasst einen Radarsender, einen Radarempfänger, eine Radar-Sende- und -empfangsantenne und eine Auswerteeinrichtung für empfangene reflektierte Radarsignale. Die Strahlungsachse der Radarantenne des ersten Radarmoduls ist unter einem ersten Winkel α zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet. Die Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung ist gekennzeichnet durch ein zweites Radarmodul, welches unter einem festen zweiten Winkel β fest und starr mit dem ersten Radarmodul verbunden ist, wobei die Strahlungsachsen beider in einer vorgegebenen Anordnung aufgestellter Radarmodule einen vorgegebenen, vorzugsweise im Wesentlichen gleichen Neigungswinkel γ gegenüber der Oberfläche der Fahrbahn haben.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen Aspekte der Erfindung an Hand eines Beispiels erläutert. Es zeigt
1 eine an einem Rand einer Fahrbahn angeordnete Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung mit zwei Radarmodulen in einer perspektivischen Darstellung,
2 die Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung aus 1 in idealer Anordnung zum Rand der Fahrbahn,
3 die Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung aus 1 in toleranzbehafteter Anordnung zum Rand der Fahrbahn.
1 zeigt eine an einem Rand einer Fahrbahn 10 angeordnete Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung 12 mit einem ersten Radarmodul 14 und einem zweiten Radarmodul 16 in einer perspektivischen Darstellung. Die Strahlungsachse 22 des ersten Radarmoduls 14 ist unter einem ersten Winkel α (2) zum Verlauf der Fahrbahn 10 und damit zur Bewegungsrichtung 28 eines Fahrzeugs 20 ausgerichtet. Erfindungsgemäß ist das zweite Radarmodul 16 unter einem fest vorgegebenen Winkel β zu dem ersten Radarmodul 14 fest an letzterem angeordnet. Der Winkel β zwischen den beiden Modulen 14, 16 und damit zwischen deren Strahlungsachsen 22, 26 ist beispielsweise 90°. Die Strahlungsachsen 22, 26 beider in einer vorgegebenen Anordnung aufgestellter Radarmodule 14, 16 haben einen im Wesentlichen gleichen Neigungswinkel γ gegenüber der Oberfläche der Fahrbahn 10, die der besseren Darstellbarkeit wegen in 1 durch die Koordinatenlinien 24, 25 dargestellt ist.
Auf der die beiden Radarmodule 14, 16 umfassenden Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung 12 ist eine Libelle 18 angebracht, mit deren Hilfe der Verbund der Radarmodule 14, 16 genau bezüglich der Horizontalen ausgerichtet werden kann.
In 2 sind die Radarmodule 14, 16 in einer idealen Positionierung zu der Bewegungsrichtung 28 des Fahrzeugs 20 dargestellt. Das erste Radarmodul 14 ”schaut” 45° entgegen der Bewegungsrichtung 28 des Fahrzeugs 20 und das zweite Radarmodul 16 ”schaut” 45° mit der Bewegungsrichtung 28. Bei dieser Anordnung messen beide Radarmodule 14, 16 die gleiche Geschwindigkeit des vorbeifahrenden Fahrzeugs 20.
Wird die Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung 12 mit den beiden Radarmodulen 14, 16 verdreht montiert, wie dies in 3 dargestellt ist, hier z. B. um 5°, so misst das eine Radarmodul 14 mit einem Winkel α' von 50° und das andere Radarmodul 16 mit einem Winkel α'' von 40° gegenüber der Bewegungsrichtung 28. Das vorbeifahrende Fahrzeug 20' wird von beiden Radarmodulen 14, 16 also mit unterschiedlicher Geschwindigkeit gemessen. Aus den unterschiedlichen Messergebnissen wird in einer nicht dargestellten Auswerteeinrichtung die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs 20' errechnet. Dadurch erübrigt sich eine exakte Ausrichtung der Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung 12 und die Genauigkeit der Messung wird gesteigert.
Bezugszeichenliste

10: Fahrbahn
12: Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung
14: erstes Radarmodul
16: zweites Radarmodul
18: Libelle
20: Fahrzeug
22: Strahlungsachse von 14
24: Koordinatenlinie von 10
25: Koordinatenlinie von 10
26: Strahlungsachse von 16
28: Bewegungsrichtung von 20
30: Winkelhalbierende von β
α: Winkel zwischen 14 oder 16 und 28
β: Winkel zwischen 14 und 16
γ: Neigungswinkel von 14 und 16 zu 10

Claims

Verfahren zur Klassifizierung von Fahrzeugen mit einer Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12), mit einem ersten, schräg entgegen der Bewegungsrichtung eines Fahrzeugs ausgerichteten ersten Radarmodul (14) und einem schräg mit der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten zweiten Radarmodul (16), bei dem bei Rechtsverkehr mit Hilfe des ersten Radarmoduls (14) die Abstände der Fahrzeugachsen jeweils von der rechten hinteren Ecke eines sich der Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12) nähernden Fahrzeugs (20) ermittelt werden, mit Hilfe des zweiten Radarmoduls (16) die Abstände der Fahrzeugachsen jeweils von der rechten vorderen Ecke des sich von der Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12) entfernenden Fahrzeugs (20) ermittelt werden, zumindest die Messwerte des ersten Radarmoduls (14) gespeichert werden, die gespeicherten Messwerte des ersten Radarmoduls (14) mit den Messwerten des zweiten Radarmoduls (16) derart korreliert werden, dass die die Fahrzeugachsen repräsentierenden Messsignale zeitlich miteinander zur Deckung gebracht werden, und aus der Lage der mit dem ersten Radarmodul (14) erfassten rechten hinteren Ecke und der Lage der mit dem zweiten Radarmodul (16) erfassten rechten vorderen Ecke die wahre Länge des Fahrzeugs (20) erkannt wird.
Verfahren zur Klassifizierung von Fahrzeugen mit einer Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12), mit einem ersten, schräg entgegen der Bewegungsrichtung eines Fahrzeugs ausgerichteten ersten Radarmodul (14) und einem schräg mit der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten zweiten Radarmodul (16), bei dem bei Linksverkehr mit Hilfe des ersten Radarmoduls (14) die Abstände der Fahrzeugachsen jeweils von der linken hinteren Ecke eines sich der Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12) nähernden Fahrzeugs ermittelt werden, mit Hilfe des zweiten Radarmoduls (16) die Abstände der Fahrzeugachsen jeweils von der linken vorderen Ecke des sich von der Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12) entfernenden Fahrzeugs ermittelt werden, zumindest die Messwerte des ersten Radarmoduls (14) gespeichert werden, die gespeicherten Messwerte des ersten Radarmoduls (14) mit den Messwerten des zweiten Radarmoduls (16) derart korreliert werden, dass die die Fahrzeugachsen repräsentierenden Messsignale zeitlich miteinander zur Deckung gebracht werden, und aus der Lage der mit dem ersten Radarmodul (14) erfassten linken hinteren Ecke und der Lage der mit dem zweiten Radarmodul (16) erfassten linken vorderen Ecke die wahre Länge des Fahrzeugs erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem Fahrzeuge in beiden Fahrtrichtungen erfasst werden, indem das Radarmodul, welches zuerst ein Fahrzeug (20) erfasst, auswertungstechnisch als das entgegen der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs (20) ausgerichtete Radarmodul und das andere auswertungstechnisch als das mit der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtete Radarmodul definiert wird.
Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12), welche zur Durchführung des Klassifizierungsverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgebildet ist und an einem Rand einer Fahrbahn (10) aufstellbar oder aufgestellt ist, mit einem ersten Radarmodul (14), dessen Strahlungsachse (22) unter einem ersten Winkel (α, α') entgegen der Fahrtrichtung (28) eines Fahrzeugs (20) ausgerichtet ist, und einem zweiten Radarmodul (16), dessen Strahlungsachse (26) in Fahrtrichtung (28) des Fahrzeugs (20) ausgerichtet ist, wobei das zweite Radarmodul (16) fest und starr mit dem ersten Radarmodul (14) derart verbunden ist, dass deren Strahlungsachsen (22, 26) einen zweiten Winkel (β) einschließen und bei in einer vorgegebenen Anordnung aufgestellten Radarmodulen (14, 16) einen vorgegebenen Neigungswinkel (γ) gegenüber der Oberfläche der Fahrbahn (10) haben, wobei das erste Radarmodul (14) einen Radarsender, einen Radarempfänger, eine Radar-Sende- und -empfangsantenne und eine Auswerteeinrichtung für empfangene reflektierte Radarsignale umfasst.
Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12) nach Anspruch 4, bei der der zweite Winkel (β) 90° beträgt.
Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12) nach Anspruch 4 oder 5, bei der eine Winkelhalbierende (30) des zweiten Winkels (β) nach der Aufstellung der Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12) senkrecht zur Bewegungsrichtung (28) des Fahrzeugs (20) ausgerichtet ist.
Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12) nach Anspruch 6, bei der die Winkelabweichung der Winkelhalbierenden (30) von der senkrechten Ausrichtung zur Bewegungsrichtung (28) des Fahrzeugs (20) ±5° beträgt.
Radar-Geschwindigkeitsmesseinrichtung (12) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, mit einer Libelle (18) für die horizontale Ausrichtung der miteinander verbundenen Radarmodule (14, 16).