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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Dokumentieren, eine Vorrichtung zum Dokumentieren, ein Verkehrsüberwachungssystem sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Bei einem Verkehrsüberwachungssystem können an einem Messpunkt gleichzeitig ein Frontfoto und ein Heckfoto geschossen werden, um beispielsweise auch Motorradfahrer bei einem Regelverstoß identifizieren zu können. Dabei sind die Kamera für das Frontfoto und die Kamera für das Heckfoto räumlich voneinander getrennt und aus näherungsweise entgegengesetzten Richtungen auf den Messpunkt ausgerichtet.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Dokumentieren eines Regelverstoßes eines Fahrzeugs durch einen Erfassungsbereich einer Objekt-Tracking-Einrichtung, eine Vorrichtung zum Dokumentieren eines Regelverstoßes eines Fahrzeugs durch einen Erfassungsbereich einer Objekt-Tracking-Einrichtung, ein Verkehrsüberwachungssystem sowie ein Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Verfolgung eines Fahrzeuges zwischen Front- und Heckfoto soll insbesondere durch eine Video-Tracking-Einheit erfolgen. Ganz allgemein kann es sich jedoch auch um jede beliebige Objekt-Tracking-Einheit für das beschrieben Verfahren und die beschriebene Vorrichtung handeln. Zum Tracken eines Objektes sind Video- bzw. Bildsequenzen hilfreich, ähnlich verlässliche Tracking-Informationen können jedoch auch durch z. B. Radar, Laser oder vergleichbare Technologien bereitgestellt werden. Auch eine Kombination der Tracking-Einrichtungen kann vorteilhaft sein. In jedem Falle wird eine eindeutige Zuordenbarkeit bezüglich des Fahrzeuges von Front- und Heckfoto erreicht. Zur besseren Lesbarkeit und Verdeutlichung der Erfindung soll die Beschreibung am Beispiel der Weitwinkelkameraeinrichtung stellvertretend für weitere Tracking-Einheiten erfolgen. Gemäß einer Ausführungsform kann eine Objekt-Tracking-Einrichtung eingesetzt werden, die als eine räumlich zusammenhängende Einheit, beispielsweise als ein einziges Gerät ausgeführt ist.
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Verkehrsüberwachungssysteme dienen der Durchsetzung von Regeln und Gesetzen im Straßenverkehr. Ein Verkehrsüberwachungssystem kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, Geschwindigkeitsmessungen und/oder Abstandmessungen durchzuführen.
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Um einen Installationsaufwand bei Verkehrsüberwachungssystemen zu reduzieren, können diese an einem einzigen Ort konzentriert werden. Wenn aus dieser Position ein Frontfoto und ein Heckfoto desselben Fahrzeugs erzeugt werden sollen, kann ein Auslösezeitpunkt für das Heckfoto unter der Annahme ermittelt werden, dass das Fahrzeug mit der zum Zeitpunkt des Frontfotos gemessenen Geschwindigkeit an dem Verkehrsüberwachungssystem vorbei fährt. Trifft diese Annahme nicht zu, ist das Heckfoto unter Umständen nicht verwertbar.
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Bei dem hier vorgestellten Ansatz wird das Fahrzeug von einer Einfahrt in einen Überwachungsraum des Verkehrsüberwachungssystems bis zu einer Ausfahrt aus dem Überwachungsraum beispielsweise lückenlos erfasst. Der Überwachungsraum erstreckt sich über einen sehr großen Erfassungswinkel, beispielsweise näherungsweise 180°. Um das Frontfoto und das Heckfoto zu erzeugen, werden gemäß einer Ausführungsform aus einem Bewegtbild des Überwachungsraums Standbilder erzeugt, von denen eines die Front des Fahrzeugs abbildet, während sich das Fahrzeug auf das Verkehrsüberwachungssystem zubewegt und ein weiteres das Heck des Fahrzeugs abbildet, während sich das Fahrzeug von dem Verkehrsüberwachungssystem wegbewegt. Während das Fahrzeug an dem Verkehrsüberwachungssystem vorbeifährt, kann das Fahrzeug in dem Bewegtbild verfolgt werden, sodass auf dem Heckfoto mit Sicherheit das richtige Fahrzeug abgebildet ist.
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Es wird ein Verfahren zum Dokumentieren eines Regelverstoßes eines Fahrzeugs in einem Erfassungsbereich einer Objekt-Tracking-Einrichtung vorgestellt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen eines Frontfotos des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug in einem ersten Randbereich des Erfassungsbereichs angeordnet ist, beispielsweise wenn ein Signal den Regelverstoß des Fahrzeugs signalisiert;
Einlesen einer Tracking-Information der Objekt-Tracking-Einrichtung, wobei in der Tracking-Information der erste Randbereich, ein Zentralbereich des Erfassungsbereichs und ein zweiter Randbereich des Erfassungsbereichs abgebildet sind;
Verfolgen des Fahrzeugs unter Verwendung der Tracking-Information, wobei das Fahrzeug von dem ersten Randbereich durch den Zentralbereich bis in den zweiten Randbereich verfolgt wird;
Einlesen eines Heckfotos des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug in dem zweiten Randbereich angeordnet ist; und
Bereitstellen des Frontfotos und des Heckfotos.
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Das Frontfoto kann aus der Tracking-Information extrahiert werden. Das Heckfoto kann aus der Tracking-Information extrahiert werden. Vorteilhafterweise kann das Frontfoto und/oder das Heckfoto gemäß dieser Ausführungsform ohne zusätzliche Kamera erstellt werden.
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Die Tracking-Information kann eine Videoinformation einer als die Objekt-Tracking-Einrichtung ausgeführten Weitwinkelkameraeinrichtung repräsentieren. Beispielsweise kann es sich bei der Tracking-Information um eine hochauflösende Videoinformation einer hochauflösenden Weitwinkelkameraeinrichtung handeln. Dies bietet sich an, wenn ein Frontfoto und/oder ein Heckfoto aus der Videoinformation extrahiert werden. Alternativ kann es sich bei der Tracking-Information um eine niedrigauflösende Videoinformation einer niedrigauflösenden Weitwinkelkameraeinrichtung handeln. Diese Lösung kann kostengünstig realisiert werden.
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Beispielsweise kann es sich bei der Tracking-Information um eine Tracking-Information einer einen Erfassungsbereich von im Wesentlichen 180° oder 360° aufweisenden Objekt-Tracking-Einrichtung handeln. Auf diese Weise kann die Objekt-Tracking-Einrichtung beispielsweise mit nur einer Kamera realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann es sich bei der Tracking-Information um eine Tracking-Information einer als Fischaugenkamera ausgeführten Objekt-Tracking-Einrichtung handeln. Eine solche Kamera kann beispielsweise das Verkehrsgeschehen aus der Vogelperspektive erfassen.
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Zusätzlich oder alternativ kann das Frontfoto von einer zumindest den ersten Randbereich abbildenden Frontkamera eingelesen werden und/oder das Heckfoto von einer zumindest den zweiten Randbereich abbildenden Heckkamera eingelesen werden. Dies bietet sich an, wenn die Objekt-Tracking-Einrichtung in ein bestehendes System integriert wird. Die Frontkamera, die Heckkamera und die Objekt-Tracking-Einrichtung können in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.
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Es sind auch beliebige Kombinationen bezüglich der Herkunft der Fotos realisierbar. So kann das Frontfoto beispielsweise von einer zumindest den ersten Randbereich abbildenden Frontkamera eingelesen werden und das Heckfoto kann aus der Tracking-Information extrahiert werden. Somit kann beispielsweise eine billige (niedrig auflösende) Videolösung plus eine hochauflösende Frontfoto-Kamera A und/oder eine hochauflösende Heckfoto-Kamera B oder eine hochauflösende Videolösung mit Fisheye(s) mit einer hochauflösenden Frontfoto-Kamera A und/oder einer hochauflösenden Heckfoto-Kamera B eingesetzt werden.
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Im Schritt des Einlesens des Frontfotos kann ansprechend auf das Einlesen des Frontfotos ein den ersten Randbereich abbildendes Vergleichsfoto aus der Tracking-Information extrahiert werden. Dabei kann im Schritt des Verfolgens das Fahrzeug verfolgt werden, wenn das im Frontfoto abgebildete Fahrzeug und das im Vergleichsfoto abgebildete Fahrzeug als übereinstimmend erkannt werden. Auf diese Weise kann eine sichere Zuordnung zwischen Frontfoto einer Frontkamera und der Tracking-Information geschaffen werden.
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Ferner kann im Schritt des Einlesens des Frontfotos ansprechend auf das Einlesen des Frontfotos ein den ersten Randbereich abbildendes erstes Vergleichsfoto aus der Tracking-Information extrahiert wird und eine Übereinstimmung zwischen dem Frontfoto und dem ersten Vergleichsfoto überprüft werden. Entsprechend kann im Schritt des Einlesens des Heckfotos ansprechend auf das Einlesen des Heckfotos ein den zweiten Randbereich abbildendes zweites Vergleichsfoto aus der Tracking-Information extrahiert wird und eine Übereinstimmung zwischen dem Heckfoto und dem zweiten Vergleichsfoto überprüft werden. Liegt jeweils eine Übereinstimmung vor, so könnte die Tracking-Information sogar verworfen werden, da sichergestellt ist, dass Frontfoto und Heckfoto dasselbe Fahrzeug abbilden.
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Die Objekt-Tracking-Einrichtung kann unter Verwendung zumindest einer Weitwinkeloptik und eines Bildsensors Objekte innerhalb eines Erfassungsbereichs in der Tracking-Information abbilden. Die Objekt-Tracking-Einrichtung kann dazu eine Kamera oder eine Mehrzahl von Kameras mit aneinandergrenzenden Teilerfassungsbereichen aufweisen, die zu dem Erfassungsbereich der Objekt-Tracking-Einrichtung kombiniert werden können. Die Objekt-Tracking-Einrichtung kann so ausgerichtet sein, dass ein zu erfassender Straßenabschnitt innerhalb des Erfassungsbereichs angeordnet ist. Insbesondere kann die Objekt-Tracking-Einrichtung auf einem Mast angeordnet oder anordenbar sein. Der Erfassungsbereich der Objekt-Tracking-Einrichtung kann sich näherungsweise über 180° erstrecken. Beispielsweise kann die Objekt-Tracking-Einrichtung einen Erfassungsbereich oder Erfassungswinkel aufweisen, der größer als 150°, größer als 160° oder größer als 170° ist. Durch den Erfassungswinkel von näherungsweise 180° kann die Objekt-Tracking-Einrichtung im Wesentlichen quer zu der Straße ausgerichtet sein. Dabei kann die Straße aus Sicht der Objekt-Tracking-Einrichtung in einem ersten Randbereich in den Erfassungsbereich eintreten, durch einen Zentralbereich des Erfassungsbereichs verlaufen und in einem dem ersten Randbereich im Wesentlichen gegenüberliegenden zweiten Randbereich aus dem Erfassungsbereich austreten.
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Das Fahrzeug kann als Objekt durch Durchführung einer Objekterkennung erkannt werden. Dadurch kann in den Schritten des Extrahierens jeweils ein Standbild eines Bildausschnitts der Tracking-Information als das Frontfoto beziehungsweise Heckfoto extrahiert werden, in dem das Fahrzeug abgebildet ist.
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Das Frontfoto kann extrahiert werden, wenn ein Signal einen Regelverstoß des Fahrzeugs in dem ersten Randbereich signalisiert. Durch das Auslösen des Frontfotos kann das Dokumentieren gestartet werden. Dadurch kann eine Überwachung von regelkonform fahrenden Fahrzeugen vermieden werden.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Erfassens des Regelverstoßes unter Verwendung eines Sensors, insbesondere eines Radarsensors, Lasersensors oder anderen geeigneten Sensors, aufweisen. Der Regelverstoß kann in dem ersten Randbereich erfasst werden. Ansprechend auf das Erfassen kann das den Regelverstoß signalisierende Signal bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der Regelverstoß unter Verwendung einer straßengebundenen Erfassungseinrichtung, wie Induktionsschleifen oder Lichtschranken erfasst werden. Ebenso kann der Regelverstoß unter Verwendung einer Radareinrichtung erfasst werden. Der Regelverstoß kann auch unter Verwendung der hochauflösenden Bildinformation erfasst werden. Das Frontfoto kann dann einen Erfassungszeitpunkt dokumentieren.
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Im Schritt des Verfolgens kann zumindest ein, das Fahrzeug von dem ersten Randbereich durch den Zentralbereich bis an den zweiten Randbereich abbildender Ausschnitt der Tracking-Information als Verfolgungsinformation aus der Tracking-Information extrahiert werden. Die Verfolgungsinformation kann bereitgestellt werden. Die Verfolgungsinformation kann als Bewegtbild oder unbewegtes Bild bereitgestellt werden. Beispielsweise können überlappende Einzelbilder die Durchfahrt durch den Erfassungsbereich dokumentieren. Ebenso kann eine einzelne Aufnahme mit einer Belichtungszeit zwischen dem Frontfoto und dem Heckfoto einen unmittelbaren Zusammenhang des Frontfotos zu dem Heckfoto dokumentieren. Im Falle der Videoinformation können das Frontfoto und alternativ oder ergänzend das Heckfoto entzerrt bereitgestellt werden. Durch eine Entzerrung können Details der Fotos besser wahrgenommen werden.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Bestimmens der Tracking-Information aufweisen. Dabei können ein erstes Videosignal einer zumindest den ersten Randbereich erfassenden ersten Kamera der Objekt-Tracking-Einrichtung und ein zweites Videosignal einer zumindest den zweiten Randbereich erfassenden zweiten Kamera der Objekt-Tracking-Einrichtung zu der Tracking-Information kombiniert werden. Das Kombinieren kann ähnlich, wie einer Erstellung eines Panoramas aus Einzelbildern erfolgen. Da die Kameras eine bekannte feste Ausrichtung zueinander aufweisen, können die Videobilder der Videosignale unmittelbar nebeneinander angeordnet werden, um die Tracking-Information des gesamten Erfassungsbereichs zu erhalten.
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Ferner kann zumindest ein weiteres Videosignal einer zumindest den Zentralbereich erfassenden weiteren Kamera der Objekt-Tracking-Einrichtung zu der Tracking-Information kombiniert werden. Durch eine Kamera, die auf den Zentralbereich gerichtet ist, kann ein toter Winkel zwischen den auf die Randbereiche gerichteten Kameras vollumfänglich erfasst werden.
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Der Schritt des Einlesens des Heckfotos kann eine gemäß dem Weg-Zeit-Gesetz bestimmte Zeitdauer nach dem Schritt des Einlesens des Frontfotos ausgeführt werden. Dabei kann der Weg einem Abstand zwischen den Randbereichen oder Fotopunkten zum Aufnehmen des Frontfotos und des Heckfotos entsprechen. Zwischen den Fotopunkten kann eine konstante Geschwindigkeit des Fahrzeugs angenommen werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann der Schritt des Einlesens des Heckfotos ausgeführt, wenn die Tracking-Information anzeigt, dass sich das Fahrzeug in dem zweiten Randbereich befindet. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Abbremsen, Beschleunigen oder ein Spurwechsel des Fahrzeugs berücksichtigt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann für den abfließenden Verkehr im ersten Randbereich ein Signal den Regelverstoß eines Fahrzeugs signalisieren und ein Heckfoto erstellt werden und anhand der Tracking-Informationen durch die Objekt-Tracking-Einrichtung das in einem Speicher (Puffer) abgelegte Frontfoto eindeutig zugeordnet werden. Dazu kann das Verfahren einen Schritt des Einlesens eines weiteren Frontfotos eines weiteren Fahrzeugs umfassen, wenn das weitere Fahrzeug in dem zweiten Randbereich des Erfassungsbereichs angeordnet ist, einen Schritt des Einlesens einer weiteren Tracking-Information der Objekt-Tracking-Einrichtung umfassen, wobei in der weiteren Tracking-Information der erste Randbereich, ein Zentralbereich des Erfassungsbereichs und ein zweiter Randbereich des Erfassungsbereichs abgebildet sind, einen Schritt des Verfolgens des weiteren Fahrzeugs unter Verwendung der weiteren Tracking-Information umfassen, wobei das weitere Fahrzeug von dem zweiten Randbereich durch den Zentralbereich bis in den ersten Randbereich verfolgt wird, einen Schritt des Einlesens eines weiteren Heckfotos des weiteren Fahrzeugs umfassen, wenn das weitere Fahrzeug in dem ersten Randbereich angeordnet ist, beispielsweise wenn ein weiteres Signal einen Regelverstoß des weiteren Fahrzeugs in dem ersten Randbereich signalisiert, und einen Schritt des Bereitstellens des weiteren Frontfotos und des weiteren Heckfotos umfassen. Auf diese Weise kann neben dem ankommenden Verkehr auch der abfließende Verkehr unter Verwendung lediglich eines Sensors zum Erfassen eines Regelverstoßes innerhalb des ersten Randbereichs und lediglich einer Objekt-Tracking-Einrichtung überwacht werden.
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Weiterhin wird eine Vorrichtung zum Dokumentieren einer Durchfahrt eines Fahrzeugs durch einen Erfassungsbereich einer Objekt-Tracking-Einrichtung vorgestellt. Die Vorrichtung ist ausgebildet, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen beziehungsweise umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Gemäß einer Ausführungsform weist die Vorrichtung zum Dokumentieren der Durchfahrt des Fahrzeugs durch den Erfassungsbereich der Objekt-Tracking-Einrichtung die folgenden Merkmale auf:
eine Einleseeinrichtung, die dazu ausgebildet ist eine, einen ersten Randbereich des Erfassungsbereichs, einen Zentralbereich des Erfassungsbereichs und einen zweiten Randbereich des Erfassungsbereichs abbildende Tracking-Information der Objekt-Tracking-Einrichtung fortlaufend einzulesen;
eine Extrahiereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, ein Frontfoto des Fahrzeugs aus der Tracking-Information zu extrahieren, wenn das Fahrzeug in dem ersten Randbereich angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, ein Heckfoto des Fahrzeugs aus der Tracking-Information zu extrahieren, wenn das Fahrzeug in dem zweiten Randbereich angeordnet ist;
eine Verfolgungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Fahrzeug unter Verwendung der Tracking-Information von dem ersten Randbereich durch den Zentralbereich bis an den zweiten Randbereich zu verfolgen; und
eine Bereitstellungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Frontfoto und das Heckfoto bereitzustellen.
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Ferner wird ein Verkehrsüberwachungssystem mit einer Objekt-Tracking-Einrichtung zum Bereitstellen einer Tracking-Information und einer Vorrichtung zum Dokumentieren einer Durchfahrt eines Fahrzeugs durch einen Erfassungsbereich der Objekt-Tracking-Einrichtung gemäß dem hier vorgestellten Ansatz vorgestellt.
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Die Objekt-Tracking-Einrichtung kann eine Fischaugenkamera umfassen, welche einen Erfassungsbereich von im Wesentlichen 180° oder 360° aufweist.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild eines Verkehrsüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Darstellung einer neben einer Straße angeordneten Weitwinkelkameraeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Dokumentieren einer Durchfahrt eines Fahrzeugs durch einen Erfassungsbereich einer Weitwinkelkameraeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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4 ein Blockschaltbild eines Verkehrsüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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5 eine Darstellung eines Brücken-Verkehrsüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 eine Darstellung eines Brücken-Verkehrsüberwachungssystems mit Einzelgeräten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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7 eine Darstellung eines in einen Turm z. B. TraffiTower integrierten Verkehrsüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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8 eine Darstellung eines Verkehrsüberwachungsfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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9 eine Darstellung eines mobilen Verkehrsüberwachungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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10 eine Darstellung einer Videoinformation einer Weitwinkelkameraeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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11 eine Darstellung einer Verfolgung eines Fahrzeugs in einer Videoinformation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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12 eine 3-D-Darstellung einer Verfolgungsinformation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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13 eine Darstellung eines Frontfotos und eines korrespondierenden Vergleichsfotos gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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14 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Dokumentieren einer Durchfahrt eines Fahrzeugs durch einen Erfassungsbereich einer Weitwinkelkameraeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird. Der beschriebene Ansatz wird dabei anhand einer als Weitwinkelkameraeinrichtung ausgeführten Objekt-Tracking-Einrichtung beschrieben. Anstelle einer Kamera kann in entsprechender Weise eine auf Radar, Laser oder vergleichbare Technologien basierende Objekt-Tracking-Einrichtung eingesetzt werden.
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1 zeigt ein Blockschaltbild eines Verkehrsüberwachungssystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verkehrsüberwachungssystem weist eine Weitwinkelkameraeinrichtung 102, als Beispiel für eine Objekt-Tracking-Einrichtung, und eine Vorrichtung 104 zum Dokumentieren einer Durchfahrt eines Fahrzeugs 105 durch einen Erfassungsbereich 106 der Weitwinkelkameraeinrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung auf. Die Vorrichtung 104 und die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 können in einem gemeinsamen Gehäuse oder getrennt voneinander angeordnet sein.
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Der Erfassungsbereich 106 der Weitwinkelkameraeinrichtung 102 deckt hier einen Erfassungswinkel von 180° ab. Ein Abbild des Erfassungsbereichs 106 wird in einer Videoinformation 108 der Weitwinkelkameraeinrichtung 102 abgebildet. Die Videoinformation 108 ist eine Bewegtbildinformation aus aufeinander abfolgenden Einzelbildern. Dabei sind ein erster Randbereich 110 des Erfassungsbereichs 104, ein Zentralbereich 112 des Erfassungsbereichs 106 und ein zweiter Randbereich 114 des Erfassungsbereichs 106 in der Videoinformation 108 lückenlos abgebildet. Die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 ist neben einer Straße 116 angeordnet, die überwacht werden soll. Die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 ist so angeordnet, dass der Erfassungsbereich 106 die Straße 116 großflächig abdeckt. Die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 ist gegenüber der Straße 116 erhöht angeordnet.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 eine einzelne Kamera mit einer Fischaugenoptik auf, die den Erfassungsbereich 106 vollständig auf dem Sensor der Kamera abbildet.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 mehrere Kameras mit Weitwinkeloptiken auf, deren Erfassungsbereiche einander zumindest geringfügig überlappen, um die lückenlose Abdeckung des Erfassungsbereichs 106 zu erreichen. Dabei werden die Videosignale der einzelnen Kameras in einer hier nicht dargestellten Bestimmungseinrichtung der Vorrichtung 104 zu der Videoinformation 108 kombiniert.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 wie in 4 dargestellt eine Frontkamera auf, die zumindest den ersten Randbereich 110 erfasst. Alternativ oder ergänzend weist die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 eine Heckkamera auf, die zumindest den zweiten Randbereich 114 erfasst.
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In einem Ausführungsbeispiel wird die Videoinformation 108 von einer Einleseeinrichtung 118 der Vorrichtung 104 fortlaufend eingelesen. Die Vorrichtung 104 weist eine Extrahiereinrichtung 120 und eine Verfolgungseinrichtung 122 auf. In der Extrahiereinrichtung 120 wird ein Frontfoto 124 des Fahrzeugs 105 aus der Videoinformation 108 extrahiert, wenn das Fahrzeug 105 in dem ersten Randbereich 110 abgebildet ist. Im ersten Randbereich 110 ist eine Front des Fahrzeugs 105 eindeutig erkennbar. Die Verfolgungseinrichtung 122 verfolgt eine Fahrt des Fahrzeugs 105 durch den Erfassungsbereich 106 unter Verwendung der Videoinformation 108. Dabei wird eine Trajektorie 126 des Fahrzeugs 105 von dem ersten Randbereich 110 durch den Zentralbereich 112 bis in den zweiten Randbereich 114 verfolgt. Hier wechselt das Fahrzeug 105 beispielsweise zwischen dem ersten Randbereich 110 und dem zweiten Randbereich 114 seine Fahrspur. Dabei wird das Fahrzeug weiterhin verfolgt. Wenn das Fahrzeug 105 im zweiten Randbereich 114 abgebildet ist, extrahiert die Extrahiereinrichtung 120 ein Heckfoto 128 des Fahrzeugs 105 aus der Videoinformation 108. Im zweiten Randbereich ist ein Heck des Fahrzeugs 105 eindeutig erkennbar. Das Frontfoto 124 und das Heckfoto 128 werden von einer Bereitstellungseinrichtung 130 der Vorrichtung 104 zur weiteren Verwendung bereitgestellt.
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In einem Ausführungsbeispiel gibt die Verfolgungseinrichtung 122 ein Auslösesignal 132 für die Extraktionseinrichtung 120 aus, wenn das Fahrzeug 105 im zweiten Randbereich 114 angekommen ist.
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Die Vorrichtung 104 kann eine Objekterkennungseinrichtung 134 aufweisen. Diese erkennt das Fahrzeug 102, das auf dem Frontfoto 124 abgebildet ist, in der Videoinformation 108. Die Objekterkennungseinrichtung 134 stellt fortlaufend eine Positionsinformation 136 des Fahrzeugs 105 für die Verfolgungseinrichtung 122 bereit.
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Das Frontfoto 124 kann extrahiert werden, wenn durch das Fahrzeug 105 innerhalb des ersten Randbereichs 110 ein Regelverstoß gegen auf der Straße 116 geltende Verkehrsregeln begangen wird. Beispielsweise kann innerhalb des ersten Randbereichs 110 ein Messpunkt für eine Geschwindigkeitsmessung angeordnet sein. Wenn das Fahrzeug 105 an dem Messpunkt mit überhöhter Geschwindigkeit fährt, stellt das den Regelverstoß dar und das Frontfoto 124 kann extrahiert werden. Alternativ oder ergänzend kann in dem ersten Randbereich 110 eine Haltelinie einer Ampel angeordnet sein. Wenn das Fahrzeug 105 bei Rot über die Ampel fährt, stellt das den Regelverstoß dar und das Frontfoto 124 kann extrahiert werden.
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In einem Ausführungsbeispiel ist im Bereich des Messpunkts beziehungsweise der Haltelinie eine Detektionseinrichtung 138 angeordnet, die bei einer Detektion des Regelverstoßes ein Signal 140 für die Extraktionseinrichtung 120 bereitstellt.
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Der Regelverstoß kann innerhalb des ersten Randbereichs 110 unter Verwendung der Videoinformation 108 erfasst werden. In einem Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung eine Erfassungseinrichtung 142 auf. Die Erfassungseinrichtung 142 liest die Videoinformation 108 ein und wertet diese auf den Regelverstoß aus. Wenn der Regelverstoß erfasst wird, stellt die Erfassungseinrichtung 142 das Signal 140 bereit. Beispielsweise können Einzelbilder der Videoinformation 108 ausgewertet werden, um eine Geschwindigkeitsinformation zu erfassen. Wenn ein Wert der Geschwindigkeit höher als ein Grenzwert ist, wird das Signal 140 bereitgestellt.
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In einem Ausführungsbeispiel ist die Verfolgungseinrichtung 122 dazu ausgebildet, einen Ausschnitt der Videoinformation als Verfolgungsinformation 144 aus der Videoinformation zu extrahieren, der das Fahrzeug von dem ersten Randbereich durch den Zentralbereich bis an den zweiten Randbereich abbildet. Die Verfolgungsinformation 144 kann über die Bereitstellungseinrichtung 130 bereitgestellt werden.
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2 zeigt eine Darstellung einer neben einer Straße 116 angeordneten Weitwinkelkameraeinrichtung 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 ist wie in 1 ein Bestandteil eines Verkehrsüberwachungssystems. Auch hier ist die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 dazu ausgebildet, ein 180°-Video des Erfassungsbereichs 106 bereitzustellen. Die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 ist hier auf einem Mast 200 am Straßenrand angeordnet. Wie in 1 wird ein Frontfoto eines auf die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 zufahrenden Fahrzeugs 105 als Standbild aus dem Video extrahiert, wenn das Fahrzeug 105 in den ersten Randbereich 110 des Erfassungsbereichs 106 erfasst wird. Anschließend wird das Fahrzeug 105 im Video von dem ersten Randbereich 110 durch den Zentralbereich 112, an der Weitwinkelkameraeinrichtung 102 vorbei in den zweiten Randbereich 114 getrackt. Wenn das Fahrzeug 105 in dem zweiten Randbereich 114 erfasst wird, wird ein Heckfoto des von der Weitwinkelkameraeinrichtung 102 wegfahrenden Fahrzeugs 105 als Standbild aus dem Video extrahiert. Damit wird sichergestellt, dass sowohl das Frontbild, als auch das Heckbild dasselbe Fahrzeug 105 abbilden.
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Mit anderen Worten wird eine Verifikation von Heckfotos einer Messung über eine videobasierte Fahrzeugverfolgung vorgestellt. Dabei werden die Heckfotos insbesondere zur Verkehrsüberwachung von Geschwindigkeit verwendet.
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Bei der Erfassung von Front und Heck eines Fahrzeuges 105 mit unterschiedlich ausgerichteten Kameras von einer Position beziehungsweise von einem Mast 200 aus ergibt sich ein toter Bereich, in dem das Fahrzeug 105 nicht sichtbar ist. Wird zum Beispiel eine Frontmessung durchgeführt und ein Frontfoto ausgelöst, kann nicht sichergestellt werden, dass das auf dem, nach einer aus der Geschwindigkeitsmessung beruhenden berechneten Zeit ausgelösten zweiten Foto abgebildete Fahrzeug wirklich dasselbe Fahrzeug ist, wie auf dem Frontfoto. Der Grund liegt in möglichen Spurwechseln, Beschleunigungsvorgängen oder Abbremsvorgängen des Fahrzeugs 105 zwischen den beiden Fotos.
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Das Ergebnis kann über eine weitere Messung für das Heckfoto abgesichert werden. Dabei erfolgt eine erneute Messung des Fahrzeugs 105 nach Vorbeifahrt und der Auslösung des zweiten Fotos. Auch Video kann zur Detektion von Fahrzeugen verwendet werden. Der Aufwand für ein zweites Messsystem ist jedoch hoch.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 als eine Videokamera 102 mit Integration eines Fisheyes ausgeführt, die hochauflösende Fotos macht. Dadurch kann eine echte One-Pole-Solution vorgestellt werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz stellt sicher, dass es sich sowohl auf dem Frontfoto, als auch auf dem Heckfoto um dasselbe Fahrzeug 105 handelt. Das Gerät wird bevorzugt als One-Pole-Solution ausgeführt.
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Das Fahrzeug 105 gemäß einem Ausführungsbeispiel wird über ein 180-Grad-Video, durchgängig über den gesamten Erfassungsvorgang und zwischen Front- und Heckfoto verfolgt.
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Der hier vorgestellte Ansatz erlaubt die Klassifikation, Geschwindigkeitsmessung und Tracking von Fahrzeugen auch über die Kombination von mehreren Fisheye-Kameras auf einem Mast 200. Auch durch die Kombination mehrerer Kameras können Verkehrsobjekte 105 sicher detektiert werden.
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Beide genannten Ausführungen, also mit einem Fisheye-Objektiv über mindestens 180° und mit mehreren Fisheye Objektiven, die beispielsweise jeweils 60° Erfassungswinkel aufweisen, werden als One-Pole-Solution ausgeführt.
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Dabei wird eine Verfolgung des Fahrzeugs 105 zwischen einer Position A 202 und einer Position B 204 mit einer 180°-Videokamera 102 durchgeführt und der Nachweis erbracht, dass das mit der hochauflösenden Kamera 102 aufgenommene Foto B vom Heck dasselbe Fahrzeug 105 zeigt wie in Foto A mit der Front des Fahrzeugs 105.
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Bei dem hier vorgestellten Ansatz werden eine oder mehrere Weitwinkelkameras 102, die als Fish-Eye bezeichnet werden können in den Traffitower 200 integriert. Somit wird jedes Fahrzeug 105 zusätzlich über ein 180-Grad-Video durchgängig über den gesamten Erfassungsvorgang und zwischen Front und Heckfoto verfolgt.
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Es können auch verschiedene Fisheye-Kameras 102 verwendet werden. Die Bilder der Fisheye-Kameras 102 werden gegeneinander registriert, wodurch die Lage und Ausrichtung der gelieferten Kamerabilder zueinander bekannt ist beziehungsweise gelernt wird. Lageinformationen erschließen sich dabei aus der Absolutlage im Bild. Das vorgeschlagene System geht davon aus, dass eine niedrige Installationshöhe und ein niedriger Installationswinkel genutzt werden können.
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Zur Verfolgung ist keine räumliche Zuordnung von Fahrzeugen 105 erforderlich. Beispielsweise können an einem zentralen Rechner stark gekrümmte Bilder der Kameras angeliefert werden. Über Methoden der Entzerrung und Ähnlichkeitsschätzung werden die Fahrzeuge 105, die in dem einen oder mehreren Kamerasystemen gesehen werden, miteinander verrechnet. Auf diese Weise kann eine Weitbereichsabdeckung mit Fisheye-Kameras erreicht werden.
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Bei dem Fahrzeug 105 kann es sich um ein Fahrzeug eines ankommenden Verkehrs handeln. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann unter Verwendung der Weitwinkelkameraeinrichtung 102 auch ein weiteres Fahrzeug 205 eines abfließenden Verkehrs überwacht werden. Dazu wird ein Frontfoto des weiteren Fahrzeugs 205 erfasst, wenn das weitere Fahrzeug 205 in dem zweiten Randbereich 114 detektiert wird, beispielsweise unter Verwendung einer geeigneten Detektionseinrichtung. Unter Verwendung der Weitwinkelkameraeinrichtung 102 wird eine weitere Videoinformation erfasst und zwischengespeichert, in der die Fahrt des weiteren Fahrzeugs 205 von dem zweiten Randbereich 114 über den Übergangsbereich 112 in den ersten Randbereich 110 dokumentiert ist. Wenn in dem ersten Randbereich 110 ein Regelverstoß des weiteren Fahrzeugs 205 erkannt wird, wird ein Heckfoto des weiteren Fahrzeugs 205 erfasst, während sich das weitere Fahrzeug 205 in dem ersten Randbereich 110 befindet.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Dokumentieren einer Durchfahrt eines Fahrzeugs durch einen Erfassungsbereich einer Weitwinkelkameraeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 300 kann beispielsweise auf einer Vorrichtung, wie sie in 1 dargestellt ist, ausgeführt werden. Das Verfahren weist einen Schritt 302 des Einlesens, einen Schritt 304 des Extrahierens, einen Schritt 306 des Verfolgens, einen weiteren Schritt 308 des Extrahierens und einen Schritt 310 des Bereitstellens auf. Im Schritt 302 des Einlesens wird eine Videoinformation der Weitwinkelkameraeinrichtung fortlaufend eingelesen. In der Videoinformation sind ein erster Randbereich des Erfassungsbereichs, ein Zentralbereich des Erfassungsbereichs und ein zweiter Randbereich des Erfassungsbereichs abgebildet. Im ersten Schritt 304 des Extrahierens wird ein Frontfoto des Fahrzeugs aus der Videoinformation extrahiert. Das Frontfoto wird extrahiert, wenn das Fahrzeug in dem ersten Randbereich angeordnet ist. Im Schritt 306 des Verfolgens wird das Fahrzeug unter Verwendung der Videoinformation von dem ersten Randbereich durch den Zentralbereich bis an den zweiten Randbereich verfolgt. Im weiteren Schritt 308 des Extrahierens wird ein Heckfoto des Fahrzeugs aus der Videoinformation extrahiert. Das das Heckfoto wird extrahiert, wenn das Fahrzeug in dem zweiten Randbereich angeordnet ist. Im Schritt 312 des Bereitstellens werden das Frontfoto und das Heckfoto bereitgestellt.
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4 zeigt ein Blockschaltbild eines Verkehrsüberwachungssystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verkehrsüberwachungssystem 100 entspricht im Wesentlichen dem in 1 dargestellten Verkehrsüberwachungssystem. Zusätzlich zu der Fischaugenkamera 400 weist die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 eine Frontkamera 402 auf. Die Frontkamera 402 ist auf den ersten Randbereich 110 des Erfassungsbereichs 106 ausgerichtet. Die Frontkamera 402 ist dazu ausgebildet, ansprechend auf das Signal 140 ein hochauflösendes Frontbild des Fahrzeugs aufzunehmen und in einer Frontfotoinformation 124 abzubilden.
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Die Frontfotoinformation 124 und die Videoinformation 108 der Fischaugenkamera 400 werden von der Einleseeinrichtung 118 eingelesen. Das in der Frontfotoinformation 124 abgebildete Fahrzeug wird in der Verfolgungseinrichtung 122 unter Verwendung der Videoinformation 108 aus dem ersten Randbereich 110 durch den Zentralbereich 112 in den zweiten Randbereich 114 verfolgt. Wenn das Fahrzeug 105 im zweiten Randbereich 114 ist, wird wie in 1 das Auslösesignal 132 für die hier nicht dargestellte Extrahiereinrichtung bereitgestellt, die aus der Videoinformation 108 das Heckfoto 128 extrahiert.
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In einem Ausführungsbeispiel weist die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 eine Heckkamera 404 auf. Die Heckkamera 404 ist auf den zweiten Randbereich 114 des Erfassungsbereichs 106 ausgerichtet. Die Heckkamera 404 ist dazu ausgebildet, ansprechend auf das Auslösesignal 132 von der Verfolgungseinrichtung 122 ein hochauflösendes Heckbild des Fahrzeugs aufzunehmen und in einer Heckfotoinformation 128 abzubilden.
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Wie in 1 werden das Frontfoto 124 und das Heckfoto 128 und gegebenenfalls die Videoinformation 108 oder eine aus der Videoinformation bestimme Information durch die Bereitstellungseinrichtung 130 zur weiteren Verwendung bereitgestellt.
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5 zeigt eine Darstellung eines Brücken-Verkehrsüberwachungssystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Brücken-Verkehrsüberwachungssystem 100 entspricht im Wesentlichen dem in 4 dargestellten Verkehrsüberwachungssystem. Das Brücken-Verkehrsüberwachungssystem 100 ist hier als Einpfahllösung beziehungsweise als vollintegrierter Kasten an einer Schilderbrücke 500 angeordnet. Die Schilderbrücke 500 überspannt die zu überwachende Straße 116. Dabei ist die Vorrichtung zum Dokumentieren innerhalb des Systemgehäuses angeordnet. Die Frontkamera 402 ist entgegen der Fahrtrichtung einer zu überwachenden Fahrbahn ausgerichtet. Eine Blitzlampe 502 des Brücken-Verkehrsüberwachungssystems 100 ist ebenfalls entgegen der Fahrtrichtung ausgerichtet. Die Fischaugenkamera 400 ist hier an einer Unterseite des Brücken-Verkehrsüberwachungssystems 100 angeordnet und in Richtung der Straße ausgerichtet. Dadurch weist die Fischaugenkamera 400 einen Erfassungswinkel von 360° auf. Durch die Fischaugenkamera 400 können mehrere Fahrbahnen erfasst werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Kamera 402 als eine hochauflösende Kamera mit einem beidseitigen Erfassungsbereich zum Erfassen des Frontfotos und des Heckfotos ausgeführt.
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In einem Ausführungsbeispiel weist das Brücken-Verkehrsüberwachungssystem 100 eine in der Fahrtrichtung ausgerichtete Heckkamera zum Aufnehmen des Heckfotos auf.
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In einem Ausführungsbeispiel weist das Verkehrsüberwachungssystem 100 ein in Fahrtrichtung vor der Schilderbrücke 500 angeordnetes Verkehrsüberwachungsgerät VÜG 504 auf. Damit ergibt sich eine Zweipfostenlösung beziehungsweise 2-Post-Solution. Das Verkehrsüberwachungsgerät 504 kann wie dargestellt in Bodennähe angeordnet sein. Das Verkehrsüberwachungsgerät 504 kann ebenso an einer eigenen Brücke angeordnet sein.
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In einem Ausführungsbeispiel zeigt 5 eine One-Pole-Solution als Lösung mit Gate 500 oder an Brücken 500. Dabei ist alles integriert. Die Fisheye-Kamera 400 ist als 360°-Lösung ausgeführt und unterhalb montiert. Dabei kann für jede Fahrspur ein separates System 100 oder nur ein einziges Gesamtsystem 100 an der Schilderbrücke 500 montiert sein.
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Optional kann das Verkehrsüberwachungssystem 100 als 2-Pole-Solution mit der Frontkamera 402 und einem Sensor 138, beispielsweise einem Lasersensor 138 am Boden und der Fisheye-Videokamera 400 am Gate 500 beziehungsweise als Hemisphärenkamera 400 mit Befestigung an der Brücke 500 ausgeführt sein.
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6 zeigt eine Darstellung eines Brücken-Verkehrsüberwachungssystems 100 mit Einzelgeräten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 ist wie in 5 an einer Schilderbrücke 500 befestigt. Hier ist die Frontkamera 402 in einem in Fahrtrichtung vor der Schilderbrücke 500 angeordneten Gehäuse angeordnet, während die Heckkamera 404 in einem in Fahrtrichtung hinter der Schilderbrücke 500 angeordneten Gehäuse angeordnet ist. Beide Kameras 402, 404 sind durch eine Verbindungskonstruktion 600 miteinander verbunden und an der Schilderbrücke 500 befestigt. Die Verbindungskonstruktion 600 kann als Gestell 600 beziehungsweise Halterung 600 bezeichnet werden. Die Fischaugenkamera 400 ist unterhalb der Frontkamera 402 an der Verbindungskonstruktion angeordnet. Wie in 5 ist die Fischaugenkamera 400 nach unten ausgerichtet und weist somit einen 360° Erfassungsbereich auf.
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Hier ist die Detektionseinrichtung 138 beziehungsweise der Sensor 138 zum Erfassen des Regelverstoßes unterhalb der Frontkamera 402 angeordnet und deckt damit zumindest den ersten Randbereich ab.
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7 zeigt eine Darstellung eines in einen Turm, hier einen TraffiTower 2.0 700, integrierten Verkehrsüberwachungssystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verkehrsüberwachungssystem 100 entspricht dabei im Wesentlichen den in den vorhergehenden Figuren dargestellten Verkehrsüberwachungssystemen. Hier ist das Verkehrsüberwachungssystem 100 in eine Säule 700 integriert. Die Säule 700 weist hier zwei übereinander angeordnete Etagen auf, in denen jeweils eine Frontkamera 402 und eine Heckkamera 404 für eine Fahrspur angeordnet sind. Die Kameras 402, 404 sind dabei durch zumindest teiltransparente Abdeckungen verdeckt. Auf einer Deckfläche der Säule 700 ist die Fischaugenkamera 400 angeordnet. Die Fischaugenkamera 400 ist dabei nach oben ausgerichtet und weist einen 360° Erfassungsbereich auf. Dabei wird ein die Säule umgebendes Verkehrsgeschehen auf den Fahrspuren in einem ringförmigen Randbereich abgebildet. Während der Verfolgung des Fahrzeugs in der Videoinformation wird das Fahrzeug hier entlang des Randbereichs von einer Seite des Erfassungsbereichs zur anderen Seite des Erfassungsbereichs verfolgt. Dabei kann die Säule 700 beispielsweise auf einem Mittelstreifen zwischen den Fahrspuren oder auf einer Seite der Straße angeordnet sein.
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Mit anderen Worten zeigt 7 einen Verkehrsüberwachungsturm 700 mit zumindest einer Frontkamera 402 für das Frontfoto, zumindest einem Blitz und einem Radar- oder Lasersensor. Der Verkehrsüberwachungsturm 700 kann eine hier nicht dargestellte mit Seitenkamera zur Klassifizierung beziehungsweise zum Stiching aufweisen. Weiterhin weist der Verkehrsüberwachungsturm 700 zumindest eine Heckkamera 404 für das Heckfoto auf. Optional weist der Verkehrsüberwachungsturm 700 einen zusätzlichen Sensor zur Geschwindigkeitsmessung im zweiten Randbereich auf. Der Verkehrsüberwachungsturm 700 weist eine Fisheye Videokamera 400 zur lückenlosen Darstellung und/oder Verfolgung der Fahrspur eines Fahrzeuges zwischen einem Fotopunkt des Frontfotos und einem Fotopunkt des Heckfotos inklusive Videotracking auf. In der Verfolgungseinrichtung der Vorrichtung zum Dokumentieren wird dabei ein Algorithmus ausgeführt, welcher die Bildsequenzen in ein eineindeutiges Verhältnis setzt und die Objektverfolgung verifiziert.
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8 zeigt eine Darstellung eines Verkehrsüberwachungsfahrzeugs 800 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In das Verkehrsüberwachungsfahrzeug 800 ist ein Verkehrsüberwachungssystem integriert, wie es beispielsweise in einer der vorhergehend beschriebenen Figuren dargestellt ist. Dabei sind hier drei unterschiedliche Positionen für die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 dargestellt. In einem ersten Ausführungsbeispiel ist die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 auf einem Dach des Fahrzeugs 800 angeordnet. Dabei ist wie in 7 die Fischaugenkamera 400 nach oben ausgerichtet. In einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 an einer Seitenfläche des Fahrzeugs 800 angeordnet. Dabei ist die Fischaugenkamera 400 seitlich ausgerichtet. In einem dritten Ausführungsbeispiel ist die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 auf einem teleskopierbaren Mast 200 angeordnet. Der Mast 200 ist an dem Fahrzeug 800 befestigt. Unter Verwendung des Masts 200 kann die Weitwinkelkameraeinrichtung 102 in eine Überwachungsposition angehoben werden. Dabei ist die Fischaugenkamera 400 wie in den 5 und 6 nach unten ausgerichtet und weist einen Erfassungsbereich größer 180° auf.
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9 zeigt eine Darstellung eines mobilen Verkehrsüberwachungssystems 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verkehrsüberwachungssystem 100 entspricht im Wesentlichen dem Verkehrsüberwachungssystem in 5. Das Verkehrsüberwachungssystem 100 ist hier auf einem Stativ 900 mit drei Beinen angeordnet. Dabei ist die Fischaugenkamera 400 wie in 7 auf einer Oberseite des Verkehrsüberwachungssystems 100 angeordnet und weist einen 360° Erfassungsbereich auf. Die Frontkamera 402 und die Heckkamera 404 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Verkehrsüberwachungssystems 100 angeordnet und im Wesentlichen in entgegengesetzte Richtungen ausgerichtet.
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10 zeigt eine Darstellung einer Videoinformation 108 einer Weitwinkelkameraeinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise entspricht die Videoinformation dabei der Videoinformation in 2. Die Videoinformation 108 weist eine tonnenförmige Verzeichnung auf. In der Videoinformation 108 ist die in 2 gerade verlaufende Straße 116 gekrümmt dargestellt. Durch einen gegenüber dem Zentralbereich 112 geringeren Abbildungsmaßstab in den Randbereichen 110, 114 verjüngt sich die Straße 116 im Bild zu den Randbereichen 110, 114 stark, während die Straße 116 im Zentralbereich 112 überproportional dick abgebildet ist. Das Fahrzeug 105 ist ebenfalls verzerrt dargestellt. Hier sind zwei Momentaufnahmen 202, 204 des Fahrzeugs 105 dargestellt. Die erste Momentaufnahme 202 entspricht dem Zeitpunkt des Frontfotos, die zweite Momentaufnahme 204 entspricht dem Zeitpunkt des Heckfotos. Zwischen den Momentaufnahmen 202, 204 ist die durch das Videotracking verfolgte Trajektorie 126 des Fahrzeugs 105 in der Videoinformation 108 dargestellt. Das Heckfoto ist hier ausgelöst worden, nachdem das Fahrzeug 105 eine virtuell in die Videoinformation 108 eingeblendete Triggerlinie 1000 vollständig überquert hatte.
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11 zeigt eine Darstellung einer Verfolgung eines Fahrzeugs 105 in einer Videoinformation 108 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung entspricht im Wesentlichen der Darstellung in 1. Die Auslösung des Heckfotos kann über das Weg-Zeit-Gesetz (s = v·t) angesteuert werden. Dabei wird eine konstante Geschwindigkeit zwischen Fotopunkt A 202 und Fotopunkt B 204 unterstellt. Damit werden beispielsweise ein Abbremsen, ein Beschleunigen oder ein Spurwechsel nicht berücksichtigt. In einem Ausführungsbeispiel wird der Fotopunkt B 204 zusätzlich oder alternativ aus den Videotrackingdaten 126 bestimmt beziehungsweise verifiziert. Dabei wird wie in 10 eine virtuelle Triggerlinie 1000 ermittelt. Foto B wird erstellt, wenn das Fahrzeug 105 hinreichend gut positioniert ist. Insbesondere, wenn keine Verdeckung durch weitere Fahrzeuge vorliegt. Die Auslösung kann damit früher oder später stattfinden, als bei der bisherigen starren Lösung. Auch eine Kombination beider Auslösekriterien können Verwendung finden.
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12 zeigt eine 3-D-Darstellung einer Verfolgungsinformation 144 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Verfolgungsinformation 144 entspricht dabei einem Ausschnitt der Videoinformation in 10. Hier ist das Fahrzeug 105 in den beiden Momentaufnahmen 202, 204 dargestellt. Dazwischen ist die Trajektorie 126 abgebildet. Mit anderen Worten sind hier zwei Standbilder 202, 204 der Videoinformation mit der Trajektorie 126 überlagert dargestellt. Die 3-D-Darstellung kann beispielsweise für einen Kunden oder eine Behörde bereitgestellt werden. Durch die 3-D-Darstellung 144 kann auf ein Ansehen des gesamten Vorfallsvideos verzichtet werden. Die angeschrägte Draufsicht ist informativ und übersichtlich.
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13 zeigt eine Darstellung eines Frontfotos 124 und eines korrespondierenden Vergleichsfotos 1300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Frontfoto 124 ist dabei ansprechend auf eine Messung, beispielsweise mittels Radar, mit der hochauflösenden Frontkamera aufgenommen worden. Das Vergleichsfoto 1300 ist näherungsweise zeitgleich als Einzelbild 1300 aus der Videoinformation der Fischaugenkamera extrahiert worden.
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In einem Ausführungsbeispiel werden beide Fotos 124, 1300 in einem Schritt 1305 des Überblendes überblendet und in in einem weiteren Schritt 1307 des Durchführens eines automatischen Vergleichs automatisch miteinander verglichen. Das Gleiche kann für das Heckfoto durchgeführt werden.
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Mit anderen Worten wird das Videobild beziehungsweise Einzelbild 1300 aus Punkt A mit dem Kamerabild 124 aus Punkt A überblendet und verglichen. Gleiches kann in Punkt B geschehen. Wenn eine Übereinstimmung in einem gewissen prozentualen Bereich vorliegt, so sind die Video-Trackingdaten zwischen A und B nicht mehr wichtig und können aus Speicherplatzgründen oder Übertragungsgründen bei der Übertragung unberücksichtigt oder verworfen werden.
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Unter Video bzw. Videobilder oder Videoinformation sind insbesondere auch einzelne Bildsequenzen zu verstehen.
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Die Patentansprüche beziehen sich zunächst auf den Fall des ankommenden Verkehrs. Analog gelten diese jedoch auch für den abfließenden Verkehr. Ankommend bedeutet hier zunächst den Bereich 110 (Frontfoto) zu passieren und danach den Bereich 114 (Heckfoto). Abfließend bedeutet umgekehrt – auf der entgegenkommenden Fahrspur -, zunächst den Bereich 114 (Frontfoto – ggf. ohne Blitz oder mit „unsichtbaren” Infrarotblitz, da das Frontfoto ohne Anfangsverdacht eines Regelverstoßes gemacht werden muss) zu passieren und danach den Bereich 110 (Heckfoto). In diesem Falle findet z. B. die Geschwindigkeitsmessung bevorzugt ausschließlich im Bereich 110 statt. Kurz: Ankommend bedeutet auf das System zukommend, abfließend bedeutet vom System wegbewegend. Das Verfahren und die Vorrichtung können analog auch an Kreuzungen eingesetzt werden.
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14 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 300 zum Dokumentieren einer Durchfahrt eines Fahrzeugs und eines weiteren Fahrzeugs durch einen Erfassungsbereich einer Objekt-Tracking-Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die beiden Fahrzeuge bewegen sich dabei in unterschiedlichen Richtungen. Das Verfahren 300 kann beispielsweise auf einer Vorrichtung, wie sie in 1 dargestellt ist, ausgeführt werden. Das Verfahren weist neben den bereits anhand von 3 beschriebenen Schritten 302, 304, 306, 308, 310 weitere Schritte 1402, 1404, 1406, 1408, 1410 auf, die zeitlich nach oder zumindest teilweise zeitlich parallel zu den Schritten 302, 304, 306, 308, 310 ausgeführt werden können. In dem Schritt 1402 wird ein weiteres Frontfoto des weiteren Fahrzeugs eingelesen, wenn das weitere Fahrzeug in dem zweiten Randbereich des Erfassungsbereichs detektiert wird. In dem Schritt 1404 wird eine weitere Tracking-Information der bereits beschriebenen Objekt-Tracking-Einrichtung eingelesen. In dem Schritt 1406 wird das weitere Fahrzeug unter Verwendung der weiteren Tracking-Information verfolgt. Die Verfolgung wird entsprechend der bereits beschriebenen Verfolgung des Fahrzeugs durchgeführt, mit dem Unterschied, dass sich das weitere Fahrzeug in umgekehrter Richtung, also von dem zweiten Randbereich durch den Zentralbereich bis in den ersten Randbereich bewegt. In dem Schritt 1408 wird ein weiteres Heckfoto des weiteren Fahrzeugs eingelesen, wenn das weitere Fahrzeug in dem ersten Randbereich angeordnet ist, bevorzugt wenn ein weiteres Signal einen Regelverstoß des weiteren Fahrzeugs in dem ersten Randbereich signalisiert. In dem Schritt 1410 werden das weitere Frontfoto und das weitere Heckfoto bereitgestellt.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder”-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Verkehrsüberwachungssystem
- 102
- Weitwinkelkameraeinrichtung
- 104
- Vorrichtung zum Dokumentieren
- 105
- Fahrzeug
- 106
- Erfassungsbereich
- 108
- Videoinformation
- 110
- erster Randbereich
- 112
- Zentralbereich
- 114
- zweiter Randbereich
- 116
- Straße
- 118
- Einleseeinrichtung
- 120
- Extrahiereinrichtung
- 122
- Verfolgungseinrichtung
- 124
- Frontfoto
- 126
- Trajektorie des Fahrzeugs
- 128
- Heckfoto
- 130
- Bereitstellungseinrichtung
- 132
- Auslösesignal
- 134
- Objekterkennungseinrichtung
- 136
- Positionsinformation
- 138
- Detektionseinrichtung
- 140
- Signal
- 142
- Erfassungseinrichtung
- 144
- Verfolgungsinformation
- 200
- Mast
- 202
- Position A
- 204
- Position B
- 205
- weiteres Fahrzeug
- 300
- Verfahren zum Dokumentieren
- 302
- Schritt des Einlesens
- 304
- Schritt des Extrahierens
- 306
- Schritt des Verfolgens
- 308
- Schritt des Extrahierens
- 310
- Schritt des Bereitstellens
- 400
- Fischaugenkamera
- 402
- Frontkamera
- 404
- Heckkamera
- 500
- Schilderbrücke
- 502
- Blitzeinrichtung
- 504
- Verkehrsüberwachungsgerät
- 600
- Verbindungskonstruktion
- 700
- Verkehrsüberwachungsturm
- 800
- Verkehrsüberwachungsfahrzeug
- 900
- Stativ
- 1000
- Triggerlinie
- 1300
- Vergleichsfoto
- 1305
- Schritt des Überblendens
- 1307
- Schritt des Vergleichens
- 1402
- Schritt des Einlesens
- 1404
- Schritt des Extrahierens
- 1406
- Schritt des Verfolgens
- 1408
- Schritt des Extrahierens
- 1410
- Schritt des Bereitstellens
