DE10314187A1

DE10314187A1 - System zum Bestimmen der Art eines Fahrzeugs und Verfahren hierzu

Info

Publication number: DE10314187A1
Application number: DE2003114187
Authority: DE
Inventors: Dae-Woon Lim
Original assignee: LG Industrial Systems Co Ltd
Current assignee: LS Electric Co Ltd
Priority date: 2002-04-04
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2003-10-30
Also published as: US20030189500A1; JP2003308591A; KR100459475B1; US6897789B2; KR20030080284A

Abstract

Ein System zum Bestimmen eines Typs eines Fahrzeugs und ein Verfahren hierzu, umfassend eine Fahrzeugdetektionseinheit zum Detektieren eines Fahrzeugs, welches sich einem Fahrzeugdetektionsbereich auf einer Straße nähert, eine Radachsenanzahlzähleinheit zum Zählen einer Anzahl von Radachsen des detektierten Fahrzeugs, eine Bildfotografiereinheit zum Fotografieren eines vorderseitigen oder hinterseitigen Bilds des detektierten Fahrzeugs und eine Fahrzeugtypbestimmungseinheit zum Erfassen von Abständen und Breiten der Reifen des detektierten Fahrzeugs auf der Basis des fotografierten Bilds von der Bildfotografiereinheit und zum Bestimmen des Typs des Fahrzeugs auf der Basis der Anzahl der Radachsen, welche von der Radachsenzähleinheit detektiert wurden, und die erfassten Abstands- und Breitenwerte können präzise den Typ des Fahrzeugs, welches sich auf der Straße fortbewegt, bestimmen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Mautgebührsammelsystem in einer Fahrzeugmautgebührstraße und insbesondere betrifft sie ein System zum Bestimmen der Art eines Fahrzeugs, welches sich auf der Straße fortbewegt, indem es dem Mautgebührsammelsystem ausgesetzt wird, und ein Verfahren hierfür.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Zur Zeit werden weltweit Anstrengungen unternommen, um ein intelligentes Verkehrssystem zu adaptieren. Beispielsweise ist in jüngster Zeit ein elektronisches Mautgebührsammelsystem (im Folgenden als ETCS bezeichnet), welches ein System zum automatischen Sammeln einer Mautgebühr darstellt, in der Lage, ein Problem der Fahrzeugverstopfung an Mautstellen, welche in derzeitigen manuellen Mautgebührsammelsystemen (im Folgenden als TCS bezeichnet) erzeugt werden, zu beheben, die Betriebsinstandhaltungskosten und Ausbesserungsdienste zu verringern, indem Logistikkosten verringert, Umweltbedingungen verbessert und das Sammeln der Mautgebühr computerisiert wird.
Das elektronische Mautgebührsammelsystem ist ausgebildet, um drahtlos eine Mautgebühr zu sammeln, indem eine dedizierte Kommunikation für einen kleinen Bereich (im Folgenden als DSRC bezeichnet) unter der Bedingung verwendet wird, dass sich ein Fahrzeug ohne Anzuhalten fortbewegt, wenn es eine Mautstelle passiert. Jedoch gab es keine Möglichkeit, mautpflichtige Fahrzeuge und mautfreie Fahrzeuge mittels der drahtlosen Kommunikation genau zu überprüfen. Beispielsweise für den Fall, dass ein großer Bus, in welchem eine bordseitige Einheit (im Folgenden als OBU bezeichnet; eine Datenstation, welche im Inneren eines Fahrzeugs zum drahtlosen Kommunizieren und Abrechnen installiert ist) eines kleinen Personenfahrzeugs installiert ist, ein automatisches Mautgebührsammelsystem passiert, konnte nicht genau bestimmt werden, ob das kleine Personenfahrzeug das System passiert hat oder der größere Bus das System passiert hat.
Deshalb, um das vorhergehende Problem zu verbessern, wird eine Fahrzeugtypbestimmungsvorrichtung, welche in der Lage ist, die DSRC für die drahtlose Kommunikation und einen Typ des Fahrzeugs zu bestimmen, benötigt.
Die Fahrzeugtypbestimmungsvorrichtung erfasst eine Höhe und eine Breite eines Fahrzeugs, welches auf einer Straße sich fortbewegt, bestimmt einen Typ des Fahrzeugs, indem es das Messergebnis verwendet, und detektiert verstoßende Fahrzeuge und reguläre Fahrzeuge, indem die Fahrzeugtypinformation und die drahtlose Kommunikationsinformation überprüft werden. Hier kann das Verstoßen der Fahrzeuge ein großer Bus sein, in welchem die OBU eines kleinen Personenfahrzeuges installiert ist.
Andererseits, als eine Fahrzeugmessvorrichtung, gibt es eine Fahrzeugmessvorrichtung des Kontakttyps, welche mit dem zu detektierenden Obj ekt in Kontakt gebracht wird. Die Fahrzeugmessvorrichtung des Kontakttyps verwendet ein Verfahren zum Messen eines Fahrzeugs, welches sich auf einer Straße fortbewegt, indem der Druck der Reifen des Fahrzeugs herangezogen wird.
Im Folgenden soll die herkömmliche Fahrzeugszählvorrichtung des Kontakttyps unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben werden.
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung, welche eine Fahrzeugmessvorrichtung zeigt, die einen Auftrittsensor verwendet.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist die Fahrzeugmessvorrichtung des Kontakttyps aus einem Widerstandsauftrittssensor 10 des Kontakttyps zusammengesetzt, welcher in eine Straße eingefasst ist, auf welcher sich Fahrzeuge fortbewegen, und welcher die Typen der Fahrzeuge bestimmt, indem die Anzahl der Radachsen des Fahrzeugs, ein Radabstand (ein Abstand zwischen einem Zentrum der Bodenkontaktoberfläche eines linken Reifens und einem Zentrum der Bodenkontaktoberfläche eines rechten Reifens) und einer Radbreite (Breite eines Reifens) erfasst werden, indem eine Widerstandsänderung durch den Reifendruck des Fahrzeugs erfasst wird, welches den Widerstandsauftrittssensor 10 des Kontakttyps passiert.
Jedoch kann eine herkömmliche Fahrzeugmessvorrichtung des Kontakttyps, welche den Widerstandsauftrittssensor 10 des Kontakttyps verwendet, nicht eine Widerstandsänderung erfassen, welche durch den Reifendruck des Fahrzeugs verursacht wird, welches sich mit einer hohen Geschwindigkeit auf der Straße fortbewegt. Zusätzlich muss ein Installationsraum auf der Straße sichergestellt werden, um Führungseinrichtungen zu installieren, wie beispielsweise eine Verkehrsinsel, um ein Fahrzeug zu leiten, so dass es einen Boden passiert, unter welchem der Auftrittssensor eingefasst ist.
Wie vorhergehend beschrieben zerstört der herkömmliche Stand der Technik die Straße, indem der Auftrittssensor eingefasst wird, und es war schwierig, den Auftrittssensor, der in der Straße eingefasst ist, zu reparieren, wenn der Auftrittssensor außer Betrieb ist.
Ebenso, da der Auftrittssensor gemäß dem herkömmlichen Stand der Technik von einem Kontakttyp ist, ist die Anzahl des Einsatzes begrenzt, und der Typ des Fahrzeugs, welches sich auf der Straße mit einer hohen Geschwindigkeit fortbewegt, kann nicht präzise bestimmt werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Bestimmen eines Typs eines Fahrzeugs und ein Verfahren hierzu bereitzustellen, welches in der Lage ist, die Anzahl der Radachsen eines Fahrzeugs mit einem Lasersensor oder einem optischen Sensor zu detektieren, einen Abstand und eine Breite der Reifen des Fahrzeugs zu detektieren, indem ein Bild des Fahrzeugs erhalten wird, und um präzise einen Typ eines Fahrzeugs zu bestimmen, dass sich auf einer Straße mit einer hohen Geschwindigkeit fortbewegt, auf der Basis der detektierten Anzahl der Radachsen, der Abstands- und Breitenwerte der Reifen.
Um dies und andere Vorteile zu erreichen und in Übereinstimmung mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin verkörpert und breiter beschrieben ist, wird ein System zum Bestimmen eines Typs eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, welches eine Fahrzeugdetektionseinheit zum Detektieren eines Fahrzeugs, welches sich einem Fahrzeugdetektionsbereich auf einer Straße nähert, eine Radachsenanzahlzähleinheit zum Zählen einer Anzahl von Radachsen des detektierten Fahrzeugs, eine Bildfotografiereinheit zum Fotografieren eines vorderseitigen oder rückseitigen Bildes des detektierten Fahrzeugs und eine Fahrzeugtypbestimmungseinheit zum Erfassen von Abständen und Breiten der Reifen des detektierten Fahrzeugs auf der Basis des fotografierten Bildes von der Bildfotografiereinheit und zum Bestimmen des Typs des Fahrzeugs auf der Basis der Anzahl der Radachsen, die von der Radachsenzähleinheit detektiert wurden, und der Abstand- und Breitenwerte, umfasst.
Um dies und andere Vorteile zu erreichen und in Übereinstimmung mit dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie diese hierin verkörpert und breit beschrieben ist, wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Typs eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, welches die Schritte des Zählens einer Anzahl von Fährzeugen, welche sich auf einer Straße bewegen, mit einem optischen Sensor, des Erfassens des Abstands und der Breite von Reifen des Fahrzeugs auf der Basis des fotografierten Bildes und des Bestimmens des Typs des Fahrzeugs durch Vergleichen der gezählten Anzahl von Radachsen und der erfassten Abstands- und Breitenwerte mit einer Fahrzeugstypklassifikationstabelle, welche vorab gespeichert wird, umfasst.
Die Vorhergehenden und andere Aufgabe, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen gesehen wird, deutlicher werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die beiliegenden Zeichnungen, welche beinhaltet sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen, und welche in diese Anmeldung eingebaut sind und einen Teil darstellen, geben Ausführungen der Erfindung wieder und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutem.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, welche eine Fahrzeugmessvorrichtung, die einen Auftrittssensor verwendet, wiedergibt;
Fig. 2 eine Ansicht, welche eine Struktur eines Fahrzeugtypbestimmungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ein Blockdiagramm, welches eine Struktur eines Fahrzeugtypbestimmungsprozessors von Fig. 2 im Detail zeigt;
Fig. 4A-4D Ansichten, welche ein Verfahren zum Zählen der Anzahl der Radachsen wiedergeben;
Fig. 5 eine exemplarische Ansicht, welche ein rückseitiges Bild eines Fahrzeugs wiedergibt;
Fig. 6 eine Ansicht, welche ein binär codiertes Bild wiedergibt;
Fig. 7 eine Ansicht, welche eine Fahrzeugtypklassifikationstabelle zeigt; und
Fig. 8 eine Ansicht, welche eine Struktur eines Fahrzeugtypbestimmungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es soll nun detailliert Bezug genommen werden auf die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, Beispiele von welchen in den beiliegenden Zeichnungen wiedergegeben sind.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 8 ein System zum Bestimmen eines Typs eines Fahrzeugs und ein Verfahren hierzu beschrieben werden, welches in der Lage ist, die Anzahl der Radachsen eines Fahrzeugs mit einem Lasersensor zu erfassen, einen Abstand und eine Breite von Reifen des Fahrzeugs zu erfassen, indem ein Bild des Fahrzeugs erhalten wird, und einen Typ eines Fahrzeugs zu bestimmen, welches sich auf einer Straße mit einer hohen Geschwindigkeit fortbewegt, auf der Basis der Anzahl der detektierten Radachsen, der Abstands- und Breitenwerte der Reifen.
Fig. 2 ist eine Ansicht, welche eine Struktur eines Fahrzeugtypbestimmungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt.
Wie in Fig. 2 gezeigt, umfasst das Fahrzeugtypbestimmungssystem einen Fahrzeugdetektionslasersensor 110 zum Detektieren eines Fahrzeugs, das sich dem Fahrzeugdetektionsbereich auf einer Straße nähert, einen Radachsenzähllasersensor (oder eine Radachsenzähleinheit) 120 zum Erzeugen eines Laserstrahls zum Zählen der Anzahl der Radachsen des Fahrzeugs, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, eine "charge coupled device"(im Folgenden als CCD bezeichnet)-Kamera 130 zum Fotografieren eines rückseitigen Bildes eines Fahrzeugs, welches sich von dem Fahrzeugdetektionsbereich entfernt, und ein Fahrzeugtypbestimmungsprozessor (oder eine Fahrzeugtypbestimmungseinheit) 140 zum Betreiben der CCD-Kamera 130, um ein rückseitiges Bild des fotografierten Fahrzeugs zu fotografieren, wenn das Fahrzeug, das sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, durch den Fahrzeugdetektionslasersensor 110 detektiert wird, zum Bestimmen eines Abstands und einer Breite der Reifen des Fahrzeugs auf der Basis des rückseitigen Bildes des fotografierten Fahrzeugs und zum Bestimmen des Typs des Fahrzeugs, welches den Fahrzeugdetektionsbereich passiert, auf der Basis der Anzahl der Radachsen, welche von dem Radachsenzähllasersensor 120 detektiert sind, und der Abstands- und Breitenwerte der erfassten Reifen. Hier kann die vorliegende Erfindung eine Detektionseinheit verwenden, wie beispielsweise einen Sensor, welcher ein Fahrzeug erfassen kann, welches sich auf einer Straße fortbewegt, oder wie unterschiedliche Materialien anstelle des Fahrzeugdetektionslasersensors 110, oder kann eine Bildfotografiereinheit verwenden, wie beispielsweise unterschiedliche Kameras, die in der Lage sind, ein bewegtes Bild oder ein Standbild zu fotografieren, anstatt der CCD-Kamera.
Andererseits umfasst der Fahrzeugtypbestimmungsprozessor 140 einen Kommunikationsanschluss 144 zum Empfangen eines Wertes der Anzahl von Radachsen, welche von dem Radachsenzähllasersensor 120 gezählt wurden, eine Bildaufnahmevorrichtung 142 zum Betreiben der CCD-Kamera 130, wenn ein Fahrzeug, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, durch den Fahrzeugdetektionslasersensor 110 detektiert wird, und zum Ausgeben eines rückseitigen Bildes des Fahrzeugs, welches mit der CCD-Kamera 130 fotografiert wurde, eine Speichervorrichtung 143 zum Speichern des rückseitigen Bildes des Fahrzeugs, welches von der Bildaufnahmevorrichtung 142 ausgegeben wird, und eine zentrale Verarbeitungseinheit 141 zum Erhalten eines Abstandes und einer Breite der Reifen des detektierten Fahrzeugs auf der Basis des Bildes, welches in der Speichervorrichtung 143 abgespeichert ist, und zum Bestimmen eines Typs des Fahrzeugs, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, durch Vergleichen einer Anzahl der gezählten Radachsen, die von der Radachsenzähleinheit durch den Kommunikationsanschluss erhalten wurde, und des erfassten Abstandes und der Breite mit einer gespeicherten Fahrzeugtypklassifikationstabelle.
Im Folgenden soll eine Struktur des Fahrzeugtypbestimmungsprozessors 140 im Detail unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben werden. Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, welches die Struktur des Fahrzeugtypbestimmungsprozessors von Fig. 2 im Detail wiedergibt. Insbesondere soll eine Struktur der Bildaufnahmevorrichtung 142 und der zentralen Verarbeitungsvorrichtung 141 im Detail beschrieben werden.
Wie in Fig. 3 gezeigt umfasst die Bildaufnahmevorrichtung 142 des Fahrzeugtypbestimmungsprozessors 140 eine Triggerschaltung 311 zum Betreiben der CCD-Kamera 130 und eine Belichtungsvorrichtung 130-1, wenn ein Fahrzeug, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, durch den Fahrzeugdetektionslasersensor detektiert wird, und eine Bildfangschaltung 312 zum Speichern eines Bildes in der Speichervorrichtung 143, welches von der CCD-Kamera 130 fotografiert wurde. Hier emittiert die Belichtungsvorrichtung 130-1 Licht in der Straßenrichtung, so dass die CCD-Kamera ein Fahrzeug fotografieren kann, welches sich auf der Straße nachts bewegt.
Die zentrale Verarbeitungsvorrichtung 141 des Fahrzeugtypbestimmungsprozessors 140 umfasst eine Fahrzeuggrenzliniendetektionseinheit 321 zum Detektieren einer Grenzlinie eines Fahrzeugs von einem rückseitigen Bild des Fahrzeugs, welches in der Speichereinheit 143 abgespeichert ist, eine Bildbinärisierungseinheit 322 zum Binärisieren eines Grenzlinienbildes, welches von der Fahrzeuggrenzliniendetektionseinheit 321 detektiert wurde, mit einem Schwellenwert, eine Reifenbereichsdetektionseinheit 323 zum Detektieren eines Reifenbereichs des Fahrzeugs auf der Basis des in der Bildbinärisierungseinheit 322 binär codierten Bildes, eine Reifenabstands-/-breiten-Bestimmungseinheit 324 zum Erhalten von inneren und äußeren Abständen von beiden seitlichen Reifen (Radabstand) des Fahrzeugs auf der Basis des Reifenbereichs, der von der Reifenbereichsdetektionseinheit 323 detektiert wurde, und zum Erhalten der Breite der beiden seitlichen Reifen (Reifenbreite), eine Kommunikationseinheit 325 zum Empfangen der Anzahl der Radachsen, welche in dem Radachsenzähllasersensor 120 gezählt wurden, und eine Fahrzeugtypklassifikationsbestimmungseinheit 326 zum Bestimmen des Typs des Fahrzeugs, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, durch Vergleichen der Abstands- und Breitenwerte, welche von der Reifenabstands-/-breiten-Bestimmungseinheit 324 ausgegeben wurden, und der Anzahl der Radachsen, welche durch die Kommunikationseinheit 325 empfangen wurden, mit einer Fahrzeugtypklassifikationstabelle, welche in einer Speichereinheit 330 vorab abgespeichert wurde. Hier empfängt die Kommunikationseinheit 325 die Anzahl der Radachsen von dem Radachsenzähllasersensor 120 durch den Kommunikationsanschluss 144.
Im Folgenden soll der Betrieb des Fahrzeugtypbestimmungssystems gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben werden.
Zuerst betätigt der Fahrzeugtypbestimmungsprozessor 140 den Radachsenzähllasersensor 120, wenn ein Fahrzeug, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich des Fahrzeugtypbestimmungssystems nähert, durch den Fahrzeugtypbestimmungslasersensor 110 detektiert wurde.
Der Radachsenzählsensor 120 zählt die Anzahl der Radachsen des Fahrzeugs, welches den Fahrzeugdetektionsbereich passiert. Das Verfahren des Zählens der Anzahl der Radachsen wird unter Bezugnahme auf die Fig. 4A bis 4D beschrieben werden.
Die Fig. 4A bis 4D sind Ansichten, welche ein Verfahren zum Zählen der Anzahl der Radachsen wiedergeben.
Wie in Fig. 4A gezeigt, emittiert der Radachsenzähllasersensor 120 einen Laserstrahl in einer Richtung der Straße in einem regulären Intervall entlang einer Y- Achse auf der Basis der Straße, misst eine Zeit, bis der emittierte Laserstrahl von einer Oberfläche des Fahrzeugs auf der Straße reflektiert und empfangen wurde, und misst einen Abstand von dem Radachsenzähllasersensor 120 zu dem Fahrzeug auf der Basis der gemessenen Zeit.
Andererseits, wie in Fig. 4B gezeigt, bestimmt der Fahrzeugtypbestimmungsprozessor 140, dass sich kein Fahrzeug auf der Straße befindet, für den Fall, dass ein von einem Objekt reflektierter Laserstrahl nicht durch den Radachsenzähllasersensor 120 in einer vorbestimmten Zeit, nachdem der Laserstrahl von dem Radachsenzähllasersensor 120 emittiert wurde, empfangen wird und legt den Abstand als einen maximalen Messabstand (d_max) fest. Das heißt, der Fahrzeugtypbestimmungsprozessor 140 klassifiziert die Lasersignale in Signale, welche einer Straße (für den Fall, dass kein Fahrzeug vorhanden ist) einer Radachse und einer Fahrzeugkarosserie entsprechen, indem eine Eigenschaft des Lasersignals verwendet wird, wobei signalisiert wird, dass es von einem Objekt reflektiert und empfangen wurde, wie in den Fig. 4B bis 4D gezeigt.
Ebenso betätigt die Bildaufnahmevorrichtung 142 des Fahrzeugtypbestimmungsprozessors 140 die CCD-Kamera 130 und die Belichtungsvorrichtung 130-1, wenn ein Fahrzeug, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, durch den Fahrzeugdetektionslasersensor 110 detektiert wurde, fotografiert ein rückseitiges Bild des Fahrzeugs und speichert das rückseitige Bild des fotografierten Fahrzeugs in der Speichervorrichtung 143. Das heißt, die Triggerschaltung 311 der Bildaufnahmevorrichtung 142 betätigt die CCD-Kamera 130 und die Belichtungsvorrichtung 130-1, wenn der Fahrzeugdetektionslasersensor 110 das Fahrzeug detektiert, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert. Zu diesem Zeitpunkt speichert die Bildfangschaltung 312 der Bildaufnahmevorrichtung 142 das rückseitige Bild des von der CCD-Kamera 130 fotografierten Fahrzeugs in der Speichervorrichtung 143. Das rückseitige Bild des Fahrzeugs wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben werden.
Fig. 5 ist eine exemplarische Ansicht, die das rückseitige Bild des Fahrzeugs wiedergibt. Das heißt, Fig. 5 ist eine Ansicht, die ein mit der CCD-Kamera 130 fotografiertes Bild der rückseitigen Oberfläche des Fahrzeugs wiedergibt, welches von dem Fahrzeugdetektionsbereich des Fahrzeugtypbestimmungssystems sich wegbewegt.
Dann erfasst die zentrale Verarbeitungsvorrichtung 141 Abstände und Breiten der Reifen des Fahrzeugs von dem rückseitigen Bild des Fahrzeugs, welches in der Speichervorrichtung 143 abgespeichert ist, und bestimmt den Typ des Fahrzeugs, welches den Fahrzeugtypdetektionsbereich passiert, indem die Anzahl der von dem Radachsenzähllasersensor 120 durch den Kommunikationsanschluss 144 empfangene Anzahl der Radachsen und die vorhergehend erfassten Abstands- und Breitenwerte mit einer Fahrzeugtypklassifikationstabelle verglichen werden, welche in der Klassifikationstabellenspeichereinheit 330 vorab abgespeichert ist.
Im Folgenden wird der Betrieb der zentralen Verarbeitungsvorrichtung 141 zum präzisen Bestimmen des Typs des Fahrzeugs, welches sich auf einer Straße mit einer hohen Geschwindigkeit fortbewegt, inklusive der Fahrzeuggrenzliniendetektionseinheit 321, einer Bildbinäreinheit 322, einer Reifenbereichsdetektionseinheit 323, einer Reifenabstands-/-breiten-Bestimmungseinheit 324, einer Kommunikationseinheit 325 und einer Fahrzeugtypbestimmungseinheit 326 im Detail beschrieben werden.
Zuerst detektiert die Fahrzeuggrenzliniendetektionseinheit 321 eine Grenzlinie des Fahrzeugs von dem rückseitigen Bild des Fahrzeugs, welches in der Speichervorrichtung 143 abgespeichert ist, und gibt das Grenzlinienbild des detektierten Fahrzeugs an die Bildbinäreinheit 322 aus. Das heißt, die Fahrzeuggrenzliniendetektionseinheit 321 detektiert eine Grenzlinie des Fahrzeugs durch eine Kantenverbesserungskern- und Faltungsfunktion auf das rückseitige Bild des Fahrzeugs. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kantenverbesserung als ein vorläufiger Schritt der Detektion der Bildcharakteristik verwendet, und ein "Sobel-Kern" gemäß der nachfolgenden Gleichung 1 wird als der Kantenverbesserungskern verwendet.
Ebenso wird die Größe einer von den Linien detektierten Kante mit einer Funktion gemäß der nachfolgenden Gleichung 2 berechnet.

Größe der Kante = √X² + Y² Gleichung 2
Ebenso wird die Richtung durch eine Funktion gemäß der nachfolgenden Gleichung 3 berechnet.
Die Bildbinäreinheit 322 binärisiert das detektierte Grenzlinienbild durch Vergleich mit einem Schwellenwert und gibt das binäre Bild des Fahrzeugs aus, welches zu der Reifenbereichsdetektionseinheit 323 binär codiert wird. Hier ist der Schwellenwert einer der Nicht-Parameter und das detektierte Grenzlinienbild kann binärisiert werden, indem der "Otsu"-Algorithmus verwendet wird, der als relativ schnell und präzise bekannt ist. Beispielsweise, für den Fall, dass der Bildwert bei einer Koordinate (x, y) in einem zweidimensionalen Bild als f(x, y) offenbart ist und das ein Schwellwert zur Binärisierung T ist, kann ein binärisierter Ergebniswert von f(x, y), g(x, y) mit einer Operation gemäß der vorliegenden Gleichung 4 erhalten werden.
Im Folgenden wird das binär codierte Bild unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben werden.
Fig. 6 ist eine Ansicht, die das binär codierte Bild wiedergibt, das heißt, eine Ansicht, die ein binäres Bild wiedergibt, welches durch die Bildbinäreinheit 322 binär codiert wurde.
Dann separiert die Reifenbereichsdetektionseinheit 323 die linken und rechten Reifenbereiche des Fahrzeugs von dem Fahrzeuggrenzlinienbild, welches von der Bildbinäreinheit 322 auf der Basis der Gestalt und Charakteristiken der Reifen des Fahrzeugs binär codiert wurde, und gibt die separierten Reifenbereiche an die Reifenabstands-/-breiten-Bestimmungseinheit 324 aus. Das heißt, da das Rad des Fahrzeugs an dem untersten Ende des Fahrzeugs positioniert ist, wird ein Reifenbereich einer halbelliptischen Gestalt detektiert in einem unteren Bereich des gesamten Bildes. Zu diesem Zeitpunkt, um den halbelliptischen Reifenbereich zu detektieren, wird eine geometrische Charakteristik des halbelliptischen oder ein Schablonenanpassungs-Algorithmus oder eine Schablone verwendet.
Die Reifenabstands-/-breiten-Bestimmungseinheit 324 bestimmt Abstände und Breiten der Reifen des Fahrzeugs unter Bezugnahme auf die separierten Reifenbereiche. Zu diesem Zeitpunkt gibt die Reifenabstands-/-breiten- Bestimmungseinheit 324 einen Abstand 1 von der äußeren Seite des linken Reifens zu der inneren Seite des rechten Reifens und einen Abstand 2 von der inneren Seite des linken Reifens zu der äußeren Seite des rechten Reifens aus, und gibt die erhaltenen Abstandswerte (Abstände 1 und 2) zu der Fahrzeugtypbestimmungseinheit 326 aus. Ebenso erfasst die Reifenabstands-/-breiten-Bestimmungseinheit 324 eine Breite 1 des linken Reifens und eine Breite 2 des rechten Reifens und gibt die erfassten Breitenwerte (Breiten 1 und 2) an die Fahrzeugtypbestimmungseinheit 326 aus.
Die Fahrzeugtypbestimmungseinheit 326 bestimmt präzise den Typ des Fahrzeugs, welches sich auf der Straße fortbewegt, indem die Anzahl der Radachsen des Fahrzeugs, welche von dem Radachsenzähllasersensor 120 empfangen wurde, und die Abstands- und Breitenwerte, welche von der Reifenabstands-/-breiten- Bestimmungseinheit 324 erfasst wurden, mit der Fahrzeugtypklassifikationstabelle, welche in der Klassifikationstabellenspeichereinheit 330 abgespeichert ist, verglichen werden. Die Fahrzeugtypklassifikationstabelle wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben werden.
Fig. 7 ist eine Ansicht, welche eine Fahrzeugtypklassifikationstabelle zeigt. Das heißt, Fig. 7 ist eine Ansicht, welche eine Fahrzeugtypklassifikationstabelle wiedergibt, welche in der Klassifikationstabellenspeichereinheit 330 vorab abgespeichert wird, um präzise den Typ des Fahrzeugs auf der Basis der Anzahl der Radachsen des Fahrzeugs und der Abstands- und Breitenwerte der Reifen zu bestimmen. Hier umfasst die Fahrzeugtypklassifikationstabelle Reifenabstände, Reifenbreiten, Anzahl der Radachsen und dergleichen.
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 8 beschrieben werden. Das heißt, die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ersetzt den Fahrzeugtypdetektionslasersensor 110 von Fig. 2 mit einem optischen Fahrzeugdetektionssensor, und der Typ des Fahrzeugs kann bestimmt werden, indem Abstände und Breiten der Reifen des Fahrzeugs gemessen werden, indem ein vorderseitiges Bild des Fahrzeugs fotografiert wird, wenn das Fahrzeug sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert.
Fig. 8 ist eine Ansicht, welche eine Struktur des Fahrzeugtypbestimmungssystems gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in Fig. 8 gezeigt, umfasst das Fahrzeugtypbestimmungssystem gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen optischen Fahrzeugdetektionssensor 150, einen Radachsenzähllasersensor 120, eine CCD-Kamera 160 zum Fotografieren des vorderseitigen Bildes des Fahrzeuges und einen Fahrzeugtypbestimmungsprozessor 140.
Der optische Fahrzeugdetektionssensor 150 ist an beiden Seiten der Straße installiert, und die CCD-Kamera 160 ist an einer vorderseitigen äußeren Seite des zu fotografierenden Fahrzeugs installiert, um die vordere Oberfläche des Fahrzeugs zu fotografieren. Der Fahrzeugtypbestimmungsprozessor 140 umfasst eine zentrale Verarbeitungsvorrichtung 141, eine Bildaufnahmevorrichtung 142, einen Kommunikationsanschluss 144 und eine Speichervorrichtung 143, identisch wie bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Deshalb wird die Beschreibung des Fahrzeugtypbestimmungsprozessors 140 ausgelassen.
Das heißt, wenn der optische Fahrzeugdetektionssensor 150 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeug detektiert, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, speichert die Bildaufnahmevorrichtung 142 ein fotografiertes vorderseitiges Bild in der Speichervorrichtung 143, nachdem das vorderseitige Bild des Fahrzeugs durch Betätigen der CCD-Kamera 160 fotografiert wurde.
Die zentrale Verarbeitungsvorrichtung 141 erfasst Abstände und Breiten der Reifen der Fahrzeuge durch eine Operation, welche identisch mit derjenigen der zentralen Verarbeitungseinheit 141 der ersten Ausführungsform ist, und bestimmt den Typ des Fahrzeugs, indem die erfassten Abstands- und Breitenwerte und die Anzahl der Radachsen des Fahrzeugs, welche von dem Radachsenzähllasersensor 120 gezählt wurden, mit der Fahrzeugtypklassifikationstabelle von Fig. 7 verglichen werden.
Wie vorhergehend beschrieben, detektiert die vorliegenden Erfindung die Anzahl der Fahrzeuge, die den Fahrzeugdetektionsbereich des Fahrzeugtypbestimmungssystems passieren, unter Verwendung eines Lasersensors oder eines optischen Sensors, erfasst Abstände und Breiten der Reifen des Fahrzeugs, indem das vorderseitige oder rückseitige Bild des Fahrzeugs fotografiert wird, und bestimmt präzise den Typ des Fahrzeugs, welches auf einer Straße mit einer hohen Geschwindigkeit sich fortbewegt, indem der Typ des Fahrzeugs auf der Basis der detektierten Anzahl von Radachsen und der erfassten Abstands- und Breitenwerte bestimmt wird.
Ebenso kann die vorliegende Erfindung die Anzahl der Radachsen des Fahrzeugs detektieren, welches den Fahrzeugdetektionsbereich des Fahrzeugtypbestimmungssystems passiert, unter Verwendung eines Lasersensors oder eines optischen Sensors, erhält Abstände und Breiten der Reifen des Fahrzeugs, indem das vorderseitige oder rückseitige Bild des Fahrzeugs fotografiert wird, und bestimmt präzise den Typ des Fahrzeugs, indem die detektierte Anzahl der Radachsen und die erfassten Abstands- und Breitenwerte mit einer vorab gespeicherten Fahrzeugtypklassifikationstabelle verglichen werden. Deshalb ist ein Auftrittssensor nicht erforderlich, welcher unter der Straße, wie in einer herkömmlichen Vorrichtung, begraben ist und Beschädigung der Straße kann verhindert werden.
Ebenso kann die vorliegende Erfindung die Anzahl der Radachsen des Fahrzeugs detektieren, welches den Fahrzeugdetektionsbereich des Fahrzeugtypbestimmungssystems passiert, unter Verwendung eines Lasersensors oder eines optischen Sensors, Abstände und Breiten der Reifen des Fahrzeugs erfassen, indem das vorderseitige oder rückseitige Bild des Fahrzeugs fotografiert wird, und präzise den Typ des Fahrzeugs bestimmen, indem die detektierte Anzahl der Radachsen und die erfassten Abstands- und Breitenwerte mit der vorher abgespeicherten Fahrzeugtypklassifikationstabelle verglichen werden. Deshalb kann eine Instandhaltung und Reparatur des Fahrzeugtypklassifikationssystems der vorliegenden Erfindung einfacher sein als ein Reparieren des Auftritts, welcher unter der Straße begraben ist, wie dies herkömmlich der Fall ist.
Ebenso kann die vorliegende Erfindung die Anzahl der Radachsen des Fahrzeugs detektieren, welches den Fahrzeugdetektionsbereich des Fahrzeugtypbestimmungssystems passiert, unter Verwendung eines Lasersensors oder eines optischen Sensors, Abstände und Breiten der Reifen des Fahrzeugs erfassen, indem das vorderseitige oder rückseitige Bild des Fahrzeugs fotografiert wird, und den Typ des Fahrzeugs präzise bestimmen, indem die detektierte Anzahl der Radachsen und die erfassten Abstands- und Breitenwerte mit der vorab gespeicherten Fahrzeugtypklassifikationstabelle verglichen werden, um so die Lebensdauer des Fahrzeugtypklassifikationssystem zu verlängern.
Wenn die vorliegenden Erfindung in verschiedenen Formen verkörpert werden kann, ohne von dem Gedanken oder wesentlichen Eigenschaften davon Abstand zu nehmen, sollte ebenso verstanden werden, dass die vorhergehend beschrieben Ausführungsformen nicht durch irgendein Detail der vorhergehenden Beschreibung eingeschränkt werden, es sei denn, dies wurde anders spezifiziert, sondern sollten vielmehr mit dem Gedanken und Rahmen, wie er durch die anhängenden Ansprüche definiert ist, breit aufgefasst werden, und deshalb ist es beabsichtigt, dass alle Änderungen und Modifikationen, welche sich innerhalb der Grenzen der Ansprüche oder Äquivalente von derartigen Grenzen fallen, von dem anhängenden Ansprüchen mit umfasst sind.

Claims

1. System zum Bestimmen des Typs eines Fahrzeugs aufweisend:
eine Fahrzeugdetektionseinheit zum Detektieren eines Fahrzeugs, welches sich einem Fahrzeugdetektionsbereich auf einer Straße nähert;
eine Radachsenanzahlzähleinheit zum Zählen einer Anzahl von Radachsen des detektierten Fahrzeugs;
eine Bildfotografiereinheit zum Fotografieren eines vorderseitigen oder rückseitigen Bildes des detektierten Fahrzeugs; und
eine Fahrzeugtypbestimmungseinheit zum Erfassen von Abständen und Breiten der Reifen des detektierten Fahrzeugs auf der Basis des von der Bildfotografiereinheit fotografierten Bildes und zum Bestimmen des Typs des Fahrzeugs auf der Basis der Anzahl der Radachsen, welche von der Radachsenzähleinheit detektiert wurden, und der erfassten Abstands- und Breitenwerte.

2. System nach Anspruch 1, weiter aufweisend:
eine Bildaufnahmevorrichtung zum Betätigen der Bildfotografiereinheit, wenn ein Fahrzeug, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, detektiert wird und zum Ausgeben des von der Bildfotografiereinheit fotografierten Bildes.

3. System nach Anspruch 1, wobei die Fahrzeugdetektionseinheit sich aus optischen Sensoren oder Lasersensoren zusammensetzt.

4. System nach Anspruch 1, bei welchem die Radachsenzähleinheit sich aus Lasersensoren zusammensetzt und die Einheit einer Anzahl von Radachsen des Fahrzeugs zählt, welches den Fahrzeugdetektionsbereich der Fahrzeugdetektionseinheit passiert.

5. System nach Anspruch 1, bei welchem die Fahrzeugtypbestimmungseinheit umfasst:
eine Fahrzeuggrenzliniendetektionseinheit zum Detektieren einer Grenzlinie des Fahrzeugs von dem vorderseitigen oder einem rückseitigen Bild des durch die Bildfotografiereinheit fotografierten Fahrzeugs;
eine Bildbinärisierungseinheit zum Binärisieren eines Bildes der detektierten Grenzlinie;
eine Reifenbereichsdetektionseinheit zum Detektieren eines Reifenbereichs des Fahrzeugs auf der Basis des binär codierten Bildes;
eine Reifenabstands-/-breiten-Bestimmungseinheit zum Erfassen eines Abstandes und einer Breite der Reifen von dem detektierten Reifenbereich; und
eine Fahrzeugtypbestimmungseinheit zum Bestimmen eines Typs des Fahrzeugs durch Vergleichen des erfassten Abstandes und der Breite und der Anzahl der gezählten Radachsen mit einer gespeicherten Fahrzeugtypklassifikationstabelle, welche vorab abgespeichert wird.

6. System nach Anspruch 5, bei welchem die Radabstands-/-breiten- Bestimmungseinheit einen Abstand zwischen inneren und äußeren Seiten der beiden seitlichen Reifen des Fahrzeugs und einer Breite der beiden seitlichen Reifen erfasst.

7. System nach Anspruch 1, bei welchem die Fahrzeugtypbestimmungseinheit umfasst:
einen Kommunikationsanschluss zum Empfangen eines Werts der Anzahl von Radachsen, welche von der Radachsenzähleinheit gezählt wurde;
eine Bildaufnahmevorrichtung zum Betätigen der Bildfotografiereinheit, wenn ein Fahrzeug, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, durch die Fahrzeugdetektionseinheit detektiert wurde und zum Ausgeben eines vorderseitigen oder rückseitigen Bildes des durch die Bildfotografiereinheit fotografierten Fahrzeugs;
eine Speichervorrichtung zum Speichern eines vorderseitigen oder rückseitigen Bildes des Fahrzeugs, welches von der Bildaufnahmevorrichtung ausgegeben wird;
eine zentrale Verarbeitungseinheit zum Erfassen eines Abstandes und einer Breite der Reifen des detektierten Fahrzeugs auf der Basis des vorderseitigen oder hinterseitigen Bildes des Fahrzeugs, welches in der Speichervorrichtung abgespeichert ist, und zum Bestimmen eines Typs des Fahrzeugs, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, durch Vergleichen der Anzahl der gezählten Radachsen, welche von der Radachsenzähleinheit durch den Kommunikationsanschluss empfangen wurde, und des erfassten Abstandes und der Breite mit einer vorab abgespeicherten Fahrzeugtypklassifikationstabelle.

8. System nach Anspruch 7, bei welchem die Bildaufnahmevorrichtung umfasst:
eine Triggerschaltung zum Betreiben der Bildfotografiereinheit, wenn das Fahrzeug, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, durch die Fahrzeugdetektionseinheit detektiert wurde; und
eine Bildfangschaltung zum Speichern eines von der Bildfotografiereinheit fotografierten Bildes in der Speichervorrichtung.

9. System nach Anspruch 7, bei welchem die zentrale Verarbeitungseinheit umfasst:
eine Fahrzeuggrenzliniendetektionseinheit zum Detektieren einer Grenzlinie des Fahrzeugs von dem vorderseitigen oder einem rückseitigen Bild des Fahrzeugs, welches in der Speichereinheit abgespeichert ist;
eine Bildbinärisierungseinheit zum Binärisieren eines Grenzlinienbildes, welches von der Fahrzeuggrenzliniendetektionseinheit detektiert wurde;
eine Reifenbereichsdetektionseinheit zum Detektieren eines Reifenbereichs des Fahrzeugs auf der Basis des von der Bildbinärisierungseinheit binär codierten Bildes;
eine Reifenbereichsdetektionseinheit zum Detektieren eines Reifenbereichs des Fahrzeugs auf der Basis des in der Bildbinärisierungseinheit binär codierten Bildes;
eine Reifenabstands-/-breiten-Bestimmungseinheit zum Erfassen innerer und äußerer Abstände von beiden seitlichen Reifen des Fahrzeugs auf der Basis des Reifenbereichs, der von der Reifenbereichsdetektionseinheit detektiert wurde, und zum Erfassen der Breiten der beiden seitlichen Reifen;
eine Kommunikationseinheit zum Empfangen der Anzahl von Radachsen, welche in der Radachsenzähleinheit gezählt wurde; und
eine Fahrzeugtypklassifikationsbestimmungseinheit zum Bestimmen eines Typs des Fahrzeugs, welches sich dem Fahrzeugdetektionsbereich nähert, durch Vergleichen der Abstands- und Breitenwerte, welche von der Reifenabstands-/-breiten-Bestimmungseinheit ausgegeben wurde, und der Anzahl der Radachsen, welche durch die Kommunikationseinheit empfangen wurde, mit einer Fahrzeugtypklassifikationstabelle, welche in einer Speichereinheit vorab abgespeichert wurde.

10. Verfahren zum Bestimmen eines Typs eines Fahrzeugs, umfassend die Schritte:
Zählen einer Anzahl von Fahrzeugen, welche sich auf einer Straße fortbewegen, mit einem optischen Sensor;
Erfassen des Abstandes und der Breite von Reifen des Fahrzeugs auf der Basis des fotografierten Bildes; und
Bestimmen des Typs des Fahrzeugs durch Vergleichen der gezählten Anzahl der Radachsen und der erfassten Abstands- und Breitenwerte mit einer Fahrzeugtypklassifikationstabelle.

11. Verfahren nach Anspruch 10, bei welchem der Schritt des Erfassens des Abstands und der Breite die Schritte umfasst:
Detektieren eines Grenzlinienbildes des Fahrzeugs von dem fotografierten Bild;
Binärisieren des Grenzlinienbildes;
Detektieren eines Reifensbereichs des Fahrzeugs auf der Basis des binär codierten Bildes; und
Erfassen des Abstands und der Breite der Reifen auf der Basis des detektieren Reifenbereichs.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem ein Abstand zwischen einer inneren Seite und einer äußeren Seite der beiden seitlichen Reifen des Fahrzeugs und einer Breite der beiden seitlichen Reifen von dem detektierten Reifenbereich bei dem Schritt des Erfassens des Abstandes und der Breite der Reifen erhalten werden.