DE4332158A1 - Verfahren zur klassifizierten Erfassung eines vorbeifahrenden Fahrzeugs und Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur klassifizierten Erfassung eines vorbeifahrenden Fahrzeugs, sowie eine Meßstation, eine Erfassungseinrichtung und eine Auswerteeinrichtung dafür.

Die vorliegende Erfindung entstand im Rahmen von Untersuchungen zur automatischen Erfassung von Straßenbenutzungsgebühren beim Passieren eines Fahrzeugs an einer Erfassungsstelle. Da die Gebühren vom Fahrzeugtyp abhängig sind, muß auch dieser mit erfaßt werden. Stimmt der Fahrzeugtyp, für den Gebühren bezahlt werden nicht mit dem des tatsächlich vorbeifahrenden Fahrzeugs überein, so muß irgendeine Reaktion ausgelöst werden, beispielsweise das Auslösen einer Kamera.

Vergleichbare Aufgabenstellungen sind das Überwachen von Überholverboten oder Geschwindigkeitsbegrenzungen, die nur für bestimmte Fahrzeugtypen, wie LKW oder Wohnwagengespanne gelten oder das Überwachen von Sonntags- oder Nachtfahrverboten für LKW.

Diese Aufgaben werden bisher nur in sehr beschränktem Umfang mit technischen Mitteln, wie Induktionsschleifen, Achszählern oder durch dynamisches Wiegen gelöst. Ansonsten hilft nur der Einsatz von Personal.

Hier schafft die Erfindung Abhilfe durch ein Verfahren nach der Lehre des Anspruchs 1 und eine Meßstation nach der Lehre des Anspruchs 6, sowie eine Erfassungseinrichtung nach der Lehre des Anspruchs 7 und eine Auswerteeinrichtung nach der Lehre des Anspruchs 9.

Die Erfindung basiert auf der Überlegung, daß sich Fahrzeuge, die unterschiedlichen Gebühren- oder Verbotsklassen zuzuordnen sind, auch in charakteristischer Weise durch ihre äußere Erscheinung unterscheiden und daß hier schon die Auswertung der Kontur zur Unterscheidung genügt. Die Kontur ist gegeben durch die beim Anblick von der Seite sichtbar werdenden Umrißlinien.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich aus folgender Überlegung: Wertet man den unteren Teil der Kontur nicht aus, so hat man keine Aussage über die Achsanordnung. Eine solche Aussage ist zwar hilfreich, aber nicht unbedingt erforderlich. Der obere Teil der Kontur kann auf einfache Weise als Höhenprofil gewonnen werden, indem von einem über der Fahrbahn angebrachten Sensor die jeweils verbleibende Höhe gemessen wird.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt das Passieren einer erfindungsgemäßen Erfassungseinrichtung durch ein Kraftfahrzeug, wobei die Erfassungseinrichtung stark schematisiert, das Kraftfahrzeug dagegen recht detailliert dargestellt ist.

Fig. 2 zeigt den tatsächlich gemessenen Verlauf des Höhenprofils im Beispiel nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine Maske für den Fahrzeugtyp, dem das Kraftfahrzeug nach Fig. 1 angehört.

Fig. 1 zeigt einen Tanksattelschlepper 1, der gerade eine Erfassungseinrichtung 2 von links nach rechts passiert. Die Erfassungseinrichtung 2 ist hier durch einen Brückenträger 20 und zwei Meßkeulen 21 und 22 dargestellt. Die Entfernungsmesser selbst, denen die Meßkeulen zuzuordnen sind, und die den Kern der Erfassungseinrichtung 2 bilden, sind hier nicht wiedergegeben. Als Entfernungsmesser, die hier als Höhenmesser verwendet werden, kommen solche mit Radar, mit Mikrowellen, mit Infrarot, Laser oder Ultraschall in Frage. Erste Versuche werden mit Mikrowellenentfernungsmessern durchgeführt, wie sie bei Hubschraubern als Höhenmesser üblich sind. Prinzipiell genügt ein Höhenmesser. Ein zweiter Höhenmesser führt aber aufgrund der größeren Basis zu einer höheren Auflösung. Außerdem kann damit gleichzeitig die Fahrtrichtung und die Geschwindigkeit ermittelt werden.

Fig. 2 zeigt das im Beispiel nach Fig. 1 ermittelte Höhenprofil. Die beiden Meßkeulen 21 und 22 haben die Höhenprofile 31 bzw. 32 zur Folge. Diese beiden Profile sind als Folge der räumlichen Versetzung der beiden Höhenmesser auf der Zeitachse t gegeneinander versetzt. Auch in der Höhenachse h sind sie gegeneinander versetzt.

Aus der zeitlichen Versetzung können unmittelbar die Fahrtrichtung und die Geschwindigkeit und mittelbar auch die Längsabmessungen bestimmt werden. Die Höhenversetzung ist hier einerseits ein graphisches Mittel zur besseren Darstellbarkeit. Andererseits ergeben sich aber in der Praxis laufend Abweichungen aufgrund von Eichfehlern oder thermischen Unstabilitäten. Diese können aber problemlos bei der Auswertung rechnerisch korrigiert werden.

Als Höhenprofil ergibt sich hier nur ein grobes Raster. Dies genügt aber in der Regel auch. Wichtig ist, daß diejenigen Details erfaßt werden, die im konkreten Beispiel zu einer unterschiedlichen Behandlung führen sollen.

Sollen beispielsweise Sattelzüge einem eigenen Tarif unterliegen, so muß sichergestellt sein, daß der starke Höheneinbruch hinter dem Führerhaus erfaßt wird.

Soll nur zwischen PKW und Nicht-PKW unterschieden werden, so genügt es, die Gesamthöhe und die Länge richtig zu ermitteln.

Sollen Tankfahrzeuge separat erfaßt werden, so muß der Aufbau schon sehr detailliert erfaßt und dann auch ausgewertet werden, um zum Beispiel auch die Tankeinfüllstutzen oder die für Tankfahrzeuge typische vordere und hintere Wölbung des Tankaufbaus zu erfassen. In diesem Fall könnten auch zusätzliche seitlich gegeneinander versetzte Höhenmesser zur Messung eines Querschnittsprofils als zusätzliche Entscheidungshilfen eingesetzt werden, um die Rundung des Tankaufbaus zu erfassen.

Derartige seitlich gegeneinander versetzte Höhenmesser können auch schon deshalb sinnvoll sein, weil vor allem bei mehrspurigen Straßen die Einhaltung einer bestimmten Spur nicht gewährleistet sein wird.

Fig. 3 zeigt nun eine Maske, mit der das gemäß Fig. 2 ermittelte Höhenprofil verglichen wird, um zu prüfen, ob es sich um einen Sattelschlepper handelt, oder nicht. Für jede Fahrzeugklasse, mit der verglichen werden soll, muß eine geeignete Maske vorliegen. Der Vergleich kann mit bekannten Methoden der Mustererkennung erfolgen.

Für viele Anwendungsfälle wird eine grobe Rasterung genügen. Die Klassifizierung ergibt sich dann durch Vergleich der übereinstimmenden mit den nicht übereinstimmenden Rasterpunkten. Das Fahrzeug wird dann demjenigen Fahrzeugtyp zugeordnet, bei dem sich die größte Übereinstimmung ergibt. Eine Normierung der gemessenen Höhenprofile auf eine einheitliche Geschwindigkeit, oder auch auf eine einheitliche Länge, ist dabei Voraussetzung. Beim Vergleich der Rasterpunkte können auch verschiedene Gewichtungen verwendet werden.

Anstelle von Höhenmessungen können beispielsweise auch Videoaufnahmen verwendet werden, um die Konturen zu ermitteln. Dies setzt allerdings voraus, daß jede Spur einzeln entweder von der Seite oder schräg von vorn erfaßt werden kann. Eine bildliche Erfaßbarkeit zumindest von vorn, besser von schräg von vorn, muß ohnehin gewährleistet sein, um Übertretungen dokumentarisieren zu können.

Eine andere Art der Vergleichsmöglichkeit ergibt sich dadurch, daß aus der Kontur irgendwelche charakteristischen Werte abgeleitet werden und diese mit gespeicherten charakteristischen Werten verglichen werden. Schon allein aufgrund der größten Höhe und der Länge können verschiedene Typen voneinander unterschieden werden. Höhenunterschiede im Bereich des Fahrzeuglenkers können herangezogen werden, um LKW von Omnibussen zu unterscheiden.

Höheneinbrüche können, wie schon erwähnt, zur Erkennung von Sattelaufliegern oder auch von Anhängern dienen.

Irgendwelche Zahlenwerte oder auch logische Variablen, die solche Charakteristika kennzeichnen, können in einer geeigneten Auswerteeinrichtung leicht ermittelt und mit gespeicherten Werten verglichen werden.

Je nach Anwendungsfall können die genannten Einrichtungen auch mit anderen Einrichtungen kombiniert werden.

Beispielsweise können die Fahrtrichtung und die Geschwindigkeit auch mit Lichtschranken oder Radar erfaßt werden.

Aus tariflichen Gründen oder zur Überwachung eines LKW-Fahrverbots ist eine sichere Unterscheidung zwischen LKW und Omnibus wichtig. Hierfür kann dann beispielsweise eine Lichtschranke mit herangezogen werden, die bei Omnibussen durch den Fahrgastraum hindurchgeht, bei LKW jedoch länger unterbrochen wird.

Im übrigen kann in der Regel auch eine gewisse Fehlerquote akzeptiert werden. Es ist meist tolerierbar, wenn ein kleiner Teil von Übertretungen nicht erfaßt und wenn ein kleiner Teil derer, die erfaßt werden, bei der Auswertung der dokumentarisierenden Unterlagen wieder ausgeschieden werden muß. Besondere Maßnahmen zur richtigen Klassifizierung auch von seltenen Sonderbauformen oder von Oldtimern sind deshalb meist nicht notwendig.

Claims (9)

1. Verfahren zur klassifizierten Erfassung eines vorbeifahrenden Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (31, 32) des Fahrzeugs (1) erfaßt und mit mindestens einer vorgegebenen Kontur (Fig. 3) verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur durch Messung des Höhenprofils beim Vorbeifahren unter einer Meßstation (2) ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur durch Auswertung einer Videoaufnahme gewonnen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der erfaßten Kontur Kenndaten abgeleitet werden, die mit Kenndaten vorgegebener Konturen verglichen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebenen Konturen durch Masken vorgegeben sind und daß zum Vergleich Verfahren zur Bilderkennung verwendet werden.

6. Meßstation zur klassifizierten Erfassung eines vorbeifahrenden Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erfassungseinrichtung (2) zur Aufnahme der Kontur des Fahrzeugs und eine Auswerteeinrichtung zum Vergleich der erfaßten Kontur (31, 32) mit mindestens einer vorgegebenen Kontur (Fig. 3) vorhanden ist.

7. Erfassungseinrichtung für eine Meßstation zur klassifizierten Erfassung eines vorbeifahrenden Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zur Aufnahme der Kontur des Fahrzeugs geeigneten Sensor aufweist.

8. Erfassungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Höhenmesser ist, der über der Fahrbahn angebracht ist.

9. Auswerteeinrichtung für eine Meßstation zur klassifizierten Erfassung eines vorbeifahrenden Fahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß ein Speicher zum Speichern mindestens einer vorgegebenen Kontur und ein Vergleicher zum Vergleichen einer erfaßten mit einer vorgegebenen Kontur vorhanden ist.