DE202008007078U1

DE202008007078U1 - Videodetektion mit PMD-Sensorik

Info

Publication number: DE202008007078U1
Application number: DE200820007078
Authority: DE
Original assignee: HUBER SIGNALBAU MUENCHEN; SIGNALBAU HUBER GmbH
Current assignee: SWARCO TRAFFIC SYSTEMS GMBH, DE
Priority date: 2008-05-26
Filing date: 2008-05-26
Publication date: 2008-09-04
Anticipated expiration: 2018-05-27
Also published as: HU3689U; PL388112A1; CZ19695U1; HU0900109V0

Abstract

Leuchteinheit (10), mit:
einem ersten Leuchtmittel (11), das Licht mit einer Wellenlänge im sichtbaren Bereich aussendet, und
einem zweiten Leuchtmittel (12), das Licht mit einer Wellenlänge im nicht sichtbaren Bereich aussendet,
wobei das erste Leuchtmittel und das zweite Leuchtmittel in einer Leuchteinheit integriert sind und separat ansteuerbar sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Videodetektion von Verkehrsteilnehmern im Kreuzungsbereich mittels PMD-Sensorik.
Aktuell erfolgt die Videodetektion für Verkehrsteilnehmer über eine Bildauswertung mittels Farb- und Schwarz-Weiß-Kameras, die möglicherweise zusätzlich IR-Lichtquellen für die Nachtausleuchtung besitzen. Die Schwierigkeiten bei der Bildauswertung mittels Kameras bestehen darin, Schattenbildungen, Überlappungen von anderen Fahrzeugen und wechselnde Lichtverhältnisse zu erkennen und heraus zu filtern. Diese Schwierigkeiten könnten mittels Stereokameras und 3D-Nachbildungen gemildert werden.
Im automotiven Bereich werden verstärkt Kameras mit PMD-(Photo-Misch-Detektion)-Sensorik eingesetzt. Diese PMD-Sensorik zeichnet sich durch Robustheit gegenüber wechselnden Lichtverhältnissen sowie Unempfindlichkeit gegenüber Fremd- und Hintergrundlicht aus. Das PMD-Sensorsystem beruht auf dem Prinzip der Lichtlaufzeitmessung. Das ausgesandte, mit einer Frequenz modulierte Licht, wird von Objekten im erfassten Bereich reflektiert und gelangt mit einer laufzeitabhängigen Phasenverschiebung zurück zu einer Empfangseinheit mit PMD-Sensoren. Die PMD-Sensoren werden ebenfalls mit der Frequenz der Lichtquelle moduliert und mischen das Modulationssignal mit dem phasenverschobenen Lichtsignal aus dem erfassten Bereich. Infolge der Phasenverschiebung aufgrund der Laufzeit erhält man pixelweise die Entfernung zu den Objekten im erfassten Bereich.
4 zeigt eine Anordnung zur Lichtlaufzeitmessung mit einer Kamera mit einem PMD-Sensor 41, die die an einem Objekt 43 reflektierten Strahlen einer IR- oder Laserlichtquelle 42 erfasst.
Um eine solche Laufzeitmessung mittels PMD-Sensoren, z. B. an einer Ampelanlage an einer Kreuzung, zu ermöglichen, müssen zusätzlich zu den Lichtquellen der Signalgeber der Ampel noch Lichtquellen und Empfänger des PMD-Sensorsystems bereitgestellt werden. Folglich ist an der Ampelanlage einer größerer Platzbedarf erforderlich.
Die Druckschrift DE 10 2006 025 020 A1 beschreibt ein Abstandsmesssystem bzw. eine Time-of-Flight-(TOF-)Beleuchtung mit einem Beleuchtungsmittel für ein Laufzeitmesssystem.
Gemäß dieser Druckschrift kann die TOF-Beleuchtung zusammen mit einer Signal- oder Flächenbeleuchtung gemeinsam in einem Beleuchtungsgehäuse angeordnet sein.
Diese Druckschrift beschreibt jedoch lediglich die Anordnung der IR- oder Laserlichtquelle im gleichen Gehäuse wie dem des Signalgebers, so dass im Falle einer Umrüstung der Ampelanlage auch das Gehäuse ausgetauscht werden müsste.
Des Weiteren beschreibt diese Druckschrift Ausführungsformen, bei welchen die TOF-Beleuchtung und die Signal- und Flächenbeleuchtung dasselbe Beleuchtungsmittel aufweisen. Solch eine Anordnung ist für hochfrequent modulierbare Beleuchtungsmittel, wie etwa rote Leuchtdioden, anwendbar. Jedoch können in solch einen Fall die TOF-Beleuchtung und die Signal- bzw. Flächenbeleuchtung nicht mehr unabhängig voneinander angesteuert werden.
Es ist demnach eine Aufgabe der Erfindung, die Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik zu verbessern.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Leuchteinheit, mit:

einem ersten Leuchtmittel, das Licht mit einer Wellenlänge im sichtbaren Bereich aussendet, und
einem zweiten Leuchtmittel, das Licht mit einer Wellenlänge im nicht sichtbaren Bereich aussendet,
wobei das erste Leuchtmittel und das zweite Leuchtmittel in einer Leuchteinheit integriert sind und separat ansteuerbar sind.

Durch die mittlerweile hohe Lichtleistung einzelner Leuchtmittel wie z. B. Leuchtdioden kann die Anzahl der pro Leuchteinheit benötigten Leuchtmittel stark reduziert werden. Es besteht die Möglichkeit, mit einem einzelnen Leuchtmittel eine ausreichende Lichtstärke für die Leuchteinheit zu erzeugen. Der freigewordene Platz innerhalb der Leuchteinheit kann deshalb dafür genutzt werden, die notwendigen Bauteile für eine IR- oder Laserlichtquelle aufzunehmen. Der Vorteil der Platzierung in der Leuchteinheit liegt an der dadurch erreichten indirekten Beleuchtung zur Verhinderung direkter Reflektion durch Nebel, Regen oder Schnee, sowie der bezüglich der Verkehrsteilnehmer richtigen Ausrichtung der Leuchteinheit in die entsprechende Fahrbahnspur. Weiterhin kann die Installation vereinfacht werden, da die Beleuchtungskomponenten nicht zusätzlich separat am Mast einer Ampel befestigt werden müssen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das erste Leuchtmittel eine Leuchtdiode und dient zum Ausgeben eines Lichtsignals und ist das zweite Leuchtmittel eine Infrarot- oder Laserlichtquelle eines Laufzeitmesssystems.
Des Weiteren stellt die Erfindung einen Signalgeber mit zumindest einer der vorstehend beschrieben Leuchteinheit bereit. Die Leuchteinheit kann weiterhin eine Empfangseinheit zum Erfassen der von einem Objekt reflektierten Strahlen des zumindest einen zweiten Leuchtmittels umfassen, wobei die Empfangseinheit eine Kamera mit PMD-Sensorik sein kann.
Die Erfindung stellt weiterhin einen vorstehend beschriebenen Signalgeber mit einer Leuchteinheit, die nur das erste Leuchtmittel aufweist, bereit.
Außerdem stellt die Erfindung einen Signalgeber mit mindestens zwei Leuchteinheiten, wie vorstehend beschrieben bereit, wobei sowohl die einzelnen Leuchteinheiten als auch die einzelnen Leuchtmittel in den Leuchteinheiten unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Darüber hinaus stellt die Erfindung eine Lichtzeichenanlage mit zumindest einem des vorstehenden erwähnten Signalgebers bereit.
Des Weiteren stellt die Erfindung eine Lichtzeichenanlage mit einem ersten Signalgeber, wie vorstehend erwähnt, und zumindest einem zweiten Signalgeber, wie vorstehend erwähnt, bereit, wobei der zumindest zweite Signalgeber abwechselnd mit bzw. zusätzlich zu dem ersten Signalgeber separat ansteuerbar ist.
Durch abwechselndes oder zusätzliches Ansteuern der Leuchteinheiten in dem ersten Signalgeber und dem zweiten Signalgeber lässt sich die Ausleuchtung der Fahrbahn verbessern und die Detektion kann zuverlässiger gemacht werden.
Die Erfindung stellt weiterhin eine vorstehend erwähnte Lichtzeichenanlage mit einer separaten Empfangseinheit zum Erfassen der von einem Objekt reflektierten Strahlen des zumindest einen zweiten Leuchtmittels bereit.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die separate Empfangseinheit eine Kamera mit PMD-Sensorik.
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der anhängenden Zeichnungen beschrieben.
In den anhängenden Zeichnungen gilt:
1 zeigt eine Leuchteinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2 zeigt einen Signalgeber gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
3 zeigt eine Lichtzeichenanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
4 zeigt eine Anordnung zur Lichtlaufzeitmessung.
In 1 bezeichnet Bezugszeichen 10 eine Leuchteinheit. Die Leuchteinheit 10 umfasst ein erstes Leuchtmittel 11 und ein zweites Leuchtmittel 12. Das erste Leuchtmittel 11 ist z. B. eine Leuchtdiode (LED) zum Aussenden von Licht mit einer Wellenlänge im sichtbaren Bereich. Das zweite Leuchtmittel 12 ist eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht mit einer Wellenlänge im nicht sichtbaren Bereich, wie etwa eine IR- oder Laserlichtquelle, z. B. eine LED, die für das PMD-Sensorsystem verwendet wird. Wie aus 1 ersichtlich ist, sind das erste Leuchtmittel 11 und das zweite Leuchtmittel 12 zusammen in einer Leuchteinheit 10 eingebaut, d. h. beide Leuchtmittel sind in einer Leuchteinheit integriert. Beide Lichtquellen können jedoch getrennt voneinander angesteuert werden.
Zusätzlich kann in der Leuchteinheit 10 eine Empfangseinheit 13 integriert sein, die die von einem Objekt reflektierten Strahlen des zumindest einen zweiten Leuchtmittels 12 erfasst. Die Empfangseinheit 13 kann eine Kamera mit einem PMD-Sensor sein.
1 zeigt ein Beispiel für eine Aufteilung der beiden Leuchtmittel 11 und 12 und der Empfangseinheit 13 innerhalb der Leuchteinheit 10. Die Aufteilung und Anzahl der beiden Leuchtmittel 11 und 12 und der Empfangseinheit 13 in der Leuchteinheit 10 ist jedoch nicht auf den in 1 gezeigten Fall begrenzt. Jede mögliche Anzahl und Anordnung der beiden Leuchtmittel für die Leuchteinheit ist anwendbar. Die Empfangseinheit 13 kann auch separat bereitgestellt werden, was nachstehend mit Bezug auf 3 beschrieben ist.
2 zeigt einen Signalgeber gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der in 2 dargestellte Signalgeber 21 umfasst insgesamt drei Leuchteinheiten 22 bis 24. Die Empfangseinheit 13 ist in 2 nicht dargestellt. Die ersten beiden Leuchteinheiten 22 und 23 weisen jeweils die beiden Leuchtmittel 11 and 12 für sichtbares und unsichtbares Licht auf, wobei die dritte Leuchteinheit 24 lediglich das erste Leuchtmittel 11 für sichtbares Licht aufweist. Sowohl die einzelnen Leuchteinheiten 22 bis 24 als auch die einzelnen Leuchtmittel 11 und 12 in den Leuchteinheiten sind unabhängig voneinander ansteuerbar. Das heißt, zur Verbesserung einer Ausleuchtung der Fahrbahn mit Licht im nicht sichtbaren Bereich, kann beispielsweise zusätzlich zur Ansteuerung der Leuchtmittel 11 und 12 in der ersten Leuchteinheit 22 das Leuchtmittel 12 der zweiten Leuchteinheit 23 angesteuert werden. Weiterhin können z. B. bei einer Ansteuerung der Leuchteinheit 24, die nur ein Leuchtmittel 11 für sichtbares Licht aufweist, eine oder beide der Leuchtmittel 12 der Leuchteinheiten 22 und 23 angesteuert werden.
3 zeigt eine Lichtzeichenanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die in 3 gezeigte Lichtzeichenanlage umfasst einen ersten Signalgeber 31 und einen zweiten Signalgeber 32, die jeweils drei Leuchteinheiten aufweisen. Die Lichtzeichenanlage gemäß 3 umfasst eine separate Kamera 33 als Empfangseinheit zum Empfangen der durch ein Objekt 34, wie z. B. ein Fahrzeug, reflektierten Strahlen des zweiten Leuchtmittels in den Leuchteinheiten in den Signalgebern. Die Kamera 33 umfasst einen PMD-Sensor. Die Kamera 33 kann zusätzlich zu oder anstelle der in der Leuchteinheit integrierten Empfangseinheit 13 bereitgestellt werden.
Die separate Kamera 33 kann an einem beliebigen Punkt installiert werden, an dem sie die reflektierten Strahlen empfangen kann. Vorteilhafterweise wird sie an einem erhöhten Punkt der Lichtzeichenanlage mit guter Einsicht in die Kreuzung befestigt. Die Leuchtmittel werden mit dem Kamerasystem synchronisiert.
Gemäß 3 ist eine Lichtzeichenanlage mit zwei Signalgebern gezeigt, wobei der Signalgeber 31 zwei Leuchteinheiten mit den IR- oder Laserlichtquellen aufweist und der Signalgeber 32 nur eine Leuchteinheit mit den IR- oder Laserlichtquellen aufweist. Die übrigen Leuchteinheiten in den Signalgebern umfassen lediglich die Leuchtdioden für sichtbares Licht ohne die IR- oder Laserlichtquellen, wie vorstehend mit Bezug auf 2 beschrieben.
Es sei jedoch angemerkt, dass die Lichtzeichenanlage nicht auf die in 3 gezeigte Anordnung begrenzt ist. Eine Lichtzeichenanlage, auf die die Erfindung anwendbar ist, kann nur einen oder mehr als zwei Signalgeber aufweisen, wobei die Signalgeber jeweils eine beliebige Anzahl von Leuchteinheiten mit den IR- oder Laserlichtquellen aufweisen können. Zusätzlich kann die Empfangseinheit bereits in einer oder mehrerer der Leuchteinheiten integriert sein.
Je nach notwendiger Lichtstärke oder Leistungsfähigkeit der Lichtquelle können bestimmte oder alle Leuchteinheiten mit einer IR- oder Laserlichtquelle, die mit dem Kamerasystem des ausgeleuchteten Bereichs synchronisiert ist, ausgerüstet werden.
Die einzelnen Leuchtmittel der Lichtzeichenanlage können getrennt voneinander angesteuert werden und die Leuchtmittel in dem Signalgeber 32 können abwechselnd mit den Leuchtmitteln des Signalgebers 31 oder zusätzlich zu den Leuchtmitteln des Signalgebers 31 angesteuert werden, um eine Ausleuchtung der Fahrbahn mit Licht im nicht sichtbaren Bereich zu verbessern.
Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung zur Erfassung von Objekten mittels Lichtlaufzeitmessung entspricht der Funktionsweise des vorstehend beschriebenen PMD-Sensorsystems gemäß dem Stand der Technik.
Angesichts der vorstehenden Beschreibung von Ausführungsbeispiel ist ersichtlich, dass Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne sich vom Umfang der Erfindung zu entfernen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102006025020 A1 [0006]

Claims

Leuchteinheit (10), mit: einem ersten Leuchtmittel (11), das Licht mit einer Wellenlänge im sichtbaren Bereich aussendet, und einem zweiten Leuchtmittel (12), das Licht mit einer Wellenlänge im nicht sichtbaren Bereich aussendet, wobei das erste Leuchtmittel und das zweite Leuchtmittel in einer Leuchteinheit integriert sind und separat ansteuerbar sind.
Leuchteinheit (10) gemäß Anspruch 1, wobei das erste Leuchtmittel (11) eine Leuchtdiode ist und zum Ausgeben eines Lichtsignals dient.
Leuchteinheit (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das zweite Leuchtmittel (12) eine Infrarot- oder Laserlichtquelle eines Laufzeitmesssystems ist.
Leuchteinheit (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin mit einer Empfangseinheit (13) zum Erfassen der von einem Objekt reflektierten Strahlen des zumindest einen zweiten Leuchtmittels (12).
Leuchteinheit gemäß Anspruch 4, wobei die Empfangseinheit (13) eine Kamera mit PMD-Sensorik ist.
Signalgeber (21) mit zumindest einer Leuchteinheit (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
Signalgeber (21) gemäß Anspruch 6, weiterhin mit zumindest einer Leuchteinheit, die nur das erste Leuchtmittel (11) aufweist.
Signalgeber (21) gemäß Anspruch 6 oder 7 mit mindestens zwei Leuchteinheiten (10), wobei sowohl die einzelnen Leuchteinheiten als auch die einzelnen Leuchtmittel (11, 12) in den Leuchteinheiten unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Lichtzeichenanlage mit zumindest einem Signalgeber (21) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8.
Lichtzeichenanlage gemäß Anspruch 9 mit einem ersten Signalgeber (31) und zumindest einem zweiten Signalgeber (32), wobei der zumindest zweite Signalgeber abwechselnd mit bzw. zusätzlich zu dem ersten Signalgeber separat ansteuerbar ist.
Lichtzeichenanlage gemäß Anspruch 9 oder 10, weiterhin mit einer separaten Empfangseinheit (33) zum Erfassen der von einem Objekt (34) reflektierten Strahlen des zumindest einen zweiten Leuchtmittels (12).
Lichtzeichenanlage gemäß Anspruch 11, wobei die separate Empfangseinheit (33) eine Kamera mit PMD-Sensorik ist.