EP0494815A1 - Système de mesure du trafic de véhicules automobiles - Google Patents

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EP0494815A1
EP0494815A1 EP92400027A EP92400027A EP0494815A1 EP 0494815 A1 EP0494815 A1 EP 0494815A1 EP 92400027 A EP92400027 A EP 92400027A EP 92400027 A EP92400027 A EP 92400027A EP 0494815 A1 EP0494815 A1 EP 0494815A1
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EP
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vehicles
camera
measurement
infrared
trigger detector
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EP92400027A
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German (de)
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Philippe Challe
Alain Sarignac
Gérard Barreault
Pascal Gucher
Gilles Defelix
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Renault SAS
Regie Nationale des Usines Renault
Original Assignee
Renault SAS
Regie Nationale des Usines Renault
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    • G—PHYSICS
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/04—Detecting movement of traffic to be counted or controlled using optical or ultrasonic detectors
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/052—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for determining speed or overspeed

Definitions

  • the present invention relates to a system for measuring the traffic of motor vehicles on a traffic lane, comprising at least two measuring stations, spaced along said lane.
  • the present invention aims to achieve a device for measuring automobile traffic requiring no special equipment on motor vehicles.
  • each measurement station comprises a trigger detector operating by transmission / reception of a beam infra-red laser and providing a trigger signal for each reference vehicle, an infra-red light projector directing a beam on the vehicles in circulation and a camera whose shooting is triggered by the signal of the trigger detector and providing a video signal to an image analysis and data processing system that analyzes vehicle license plates to identify them and calculates vehicle travel time.
  • the measuring stations are located in height relative to the roadway, at the edge or above the track.
  • the projector consists of a discharge lamp associated with a reflector and an infrared filter, an electronic control unit and an electronic supply for the discharge lamp.
  • the trigger detector is constituted by a triangulation measurement system the transmitter of which is an infrared laser diode and the receiver of which is a photoelement associated with a lens fitted with an infrared filter and with a electronic detection of the signal received by reflection on the road or on vehicles.
  • the system comprises means of synchronization between the lightning of the infrared projector, the shooting by the CCD camera, acquisition and computer processing of images and arrival of the vehicle in the field of the camera.
  • the system according to the invention comprises two measuring stations A and B located along a traffic lane 1 and spaced apart from one another in the direction of traffic.
  • Each station comprises a shooting head 2 situated in height relative to the track, on the edge or above this track, integrating or associated with an image processing system 8.
  • Measuring stations A and B are located high above the road, at the edge or above the track.
  • Each shooting head 2 comprises a trigger detector 3, a light projector 4, and a CCD camera 5.
  • the trigger detector 3 has the function of detecting each vehicle 9 in the flow of traffic and triggering a shooting. It is placed next to camera 5 and observes the way in the same way as the camera.
  • the trigger detector 3 illustrated in FIG. 3 is based on a distance measurement by telemetry, thanks to the emission of an infrared laser beam modulated in amplitude and the detection by appropriate optics and electronics of the beam reflected by the roadway or a vehicle.
  • the trigger detector 3 operates on a triangulation principle. It is constituted by an infrared laser emitter 31 giving a focused beam 36 and amplitude modulated and by a light receiver 32 receiving the reflected beam 37 on the vehicle 5. The axes of the beams 36 and 37 make a non-zero angle between them.
  • the transmitter 31 consists of a laser diode.
  • the light receiver 32 is constituted by a lens 33, associated with a filter 35 and by a detector 34 constituted by a photodiode with two sensitive surfaces 341 and 342.
  • An electronics controls the laser diode and processes the signal coming from photodiode 34. Au rest, the reflected beam 37, reference 37 A in FIG.
  • the light projector 4 illustrated in FIG. 4 is of the infrared projector type. It comprises a discharge lamp 41 mounted on a support 42, a parabolic or spherical focusing reflector 43 and an infrared filter 44 associated with at least one lens.
  • This projector 4 emits a flash of light in the near infrared which is focused on the front of the vehicles by the reflector 43.
  • This emission of light is intended to compensate for a lack of light due to the nocturnal situations and the short time d integration of the measurement chain associated with the shooting head.
  • the emitted power is concentrated in space thanks to good focusing, and in time thanks to an impulse type emission. It also has the advantage of being almost completely invisible and therefore meets the criterion of discretion.
  • the lamp is controlled by an electronic assembly comprising a power electronics 45, a control electronics 46 and an interface electronics 47.
  • the camera 5 makes it possible to take the image of the front of the moving vehicles, detected by the trigger 3. Reading license plates requires precise image taking when the front of the vehicle is in the field of the camera.
  • Camera 5 is of the CCD type with electronic shutter. It has a low integration time and preferably works with frame transfer to obtain a better quality image.
  • the integration time time during which the image is formed on the CCD is low.
  • the camera includes a mechanical or optical shutter or an equivalent electronic function.
  • the video signal supplied by the camera 5 is sent by a link 61 to an image acquisition card 71 included in a microcomputer 8.
  • This card 71 is composed of an analog-digital converter, of one or more memory plans for image storage and possibly specialized processors providing part of the processing on the card.
  • the associated software includes a specific software for recognition of the number plates, which provides (if possible) an alphanumeric character string representing the number plate and an operating software which ensures the course of all the operations of taking pictures, detection and reading the license plate, communicating with the other station (s), or measuring and storing journey time (and other traffic information: vehicle counting, hourly statistics, etc.)
  • the projector 4, the detector 3 and the camera 5 are synchronized by a synchronization card 72 mounted in the microcomputer and connected by a link 62 to a synchronization circuit 63 of the shooting head connected to the various elements 4, 3, 5.
  • Other cards 73 and 74 respectively allow the optional connection with a screen-keyboard interface and inter-station communication.
  • the vehicle When the vehicle arrives near the station, it cuts off the infrared beam from the vehicle detector 3. The latter triggers the infra-red projector 4, the camera shoots 5 and acquires the image by the image analysis system. This identifies the vehicle by its registration number and enters the time of passage of the vehicle. It transmits this information to station B which stores it.
  • Travel time measurement systems can be implemented in a city no longer as a series of pairs of stations A and B but as a complete network.
  • the stations can be organized either in chain (figure. 6), each transmitting information to the next and receiving from the previous one, or in star (fig. 7) the information of each station being concentrated towards the same common system , or again any configuration associating these two modes of organization (fig. 8).

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Abstract

Système de mesure du trafic de véhicules automobiles sur une voie de circulation, comportant au moins deux postes de mesure (A et B) espacés le long de ladite voie, caractérisé par le fait que chaque poste de mesure comprend un détecteur de déclenchement (3) émettant un faisceau laser infra-rouge et détectant le faisceau réfléchi, un projecteur de lumière infra-rouge (4) dirigeant un faisceau sur les véhicules en circulation, une caméra (5) dont la prise de vue est commandée par le signal du détecteur de déclenchement (3) et fournissant un signal vidéo à un système d'analyse d'images et de traitement de données (8) qui analyse les plaques d'immatriculation des véhicules de manière à les identifier et calcule les temps de parcours des véhicules. <IMAGE>

Description

  • La presente invention se rapporte à un système de mesure du trafic de véhicules automobiles sur une voie de circulation, comportant au moins deux postes de mesure, espacés le long de ladite voie.
  • On cherche à obtenir des informations sur la circulation des automobiles. Le temps mis par un vehicule pour parcourir un tronçon de voie urbaine ou routière est le principal élément qui définit la "fluidité du trafic".
  • Actuellement on mesure le débit d'une voie à l'aide d'un compteur de véhicules (boucle magnétique placée dans la chaussée).
  • Il a été imaginé d'équiper une flotte de véhicules (dits véhicules traceurs) d'un dispositif de mesure et d'un dispositif de transmission de données vers des balises installées aux carrefours. Un pourcentage significatif (5 à 10 %) du parc automobile doit être équipe pour obtenir des informations valides du système ce qui impose un investissement initial élevé.
  • La présente invention a pour but de réaliser un dispositif de mesure de la cirulation automobile ne nécessitant aucun équipement spécial sur les véhicules automobiles.
  • Le système de mesure de trafic de véhicules automobiles selon l'invention est caractérisé par le fait que chaque poste de mesure comprend un détecteur de déclenchement fonctionnant par émission/réception d'un faisceau laser infra-rouge et fournissant un signal de déclenchement pour chaque véhicule repère, un projecteur de lumière infra-rouge dirigeant un faisceau sur les véhicules en circulation et une caméra dont la prise de vue est déclenchée par le signal du détecteur de déclenchement et fournissant un signal vidéo à un système d'analyse d'images et de traitement des données qui analyse les plaques d'immatriculation des véhicules afin de les identifier et calcule le temps de parcours des véhicules .
  • Selon une caractéristique, les postes de mesure sont situés en hauteur par rapport à la chaussée, au bord ou au-dessus de la voie.
  • Selon une caractéristique, le projecteur est constitué d'une lampe à décharge associée à un réflecteur et à un filtre infra-rouge, d'une électronique de commande et d'une électronique d'alimentation de la lampe à décharge.
  • Selon une caractéristique, le détecteur de déclenchement est constitué par un système de mesure à triangulation dont l'émetteur est une diode laser infra-rouge et dont le récepteur est un photoélément associe à un objectif muni d'un filtre infra-rouge et à une électronique de détection du signal reçu par réflexion sur la chaussée ou sur les véhicules.
  • Selon une caractéristique, le système comporte des moyens de synchronisation entre l'éclair du projecteur infra-rouge, la prise de vue par la caméra CCD, l'acquisition et le traitement informatique des images et l'arrivée du véhicule dans le champ de la caméra.
  • L'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant à un modèle de réalisation donne à titre d'exemple et représenté par les dessins annexes sur lesquels :
    • La figure 1 est une vue d'ensemble montrant les deux postes de mesure du système selon l'invention.
    • La figure 2 est un schéma synoptique d'une tête de prise de vues et du dispositif de traitement des formations associé .
    • La figure 3 est un schéma de principe du dispositif de détection automatique des véhicules équipant chaque poste de mesure.
    • La figure 4 est une vue de détail du capteur utilisé dans ce dispositif de détection.
    • La figure 5 est un schéma synoptique du projecteur d'éclairage équipant chaque poste de mesure.
    • La figure 6 est un schéma d'une disposition en chaîne de postes de mesure dans une ville.
    • La figure 7 est un schéma d'une disposition en étoile des postes de mesure dans une ville.
    • La figure 8 est un schéma d'une disposition en réseau multiple des postes de mesure dans une ville.
  • Le système selon l'invention comprend deux postes de mesure A et B situés le long d'une voie de circulation 1 et espacés l'un par rapport à l'autre dans le sens de la circulation. Chaque poste comprend une tête de prise de vues 2 située en hauteur par rapport à la voie, sur le bord ou au-dessus de cette voie, intégrant ou associée à un système de traitement des images 8.
  • Les postes de mesure A et B sont situés en hauteur par rapport à la chaussée, au bord ou au-dessus de la voie.
  • Chaque tête de prise de vues 2 comporte un détecteur de déclenchement 3, un projecteur de lumière 4, et une caméra CCD 5.
  • Le détecteur de déclenchement 3 a pour fonction de détecter chaque véhicule 9 dans le flot de la circulation et de déclencher une prise de vue. Il est placé à côté de la caméra 5 et observe la voie de la même façon que la caméra.
  • Le détecteur de déclenchement 3 illustré à la figure 3 est basé sur une mesure de distance par télémétrie, grâce à l'émission d'un faisceau laser infra-rouge module en amplitude et la détection par une optique et une électronique appropriées du faisceau réfléchi par la chaussée ou un véhicule.
  • Le détecteur de déclenchement 3 fonctionne selon un principe de triangulation. Il est constitué par un émetteur laser infra-rouge 31 donnant un faisceau 36 focalisé et modulé en amplitude et par un récepteur de lumière 32 recevant le faisceau réfléchi 37 sur le véhicule 5. Les axes des faisceaux 36 et 37 font un angle non nul entre eux. L'émetteur 31 est constitué par une diode laser. Le récepteur de lumière 32 est constitué par un objectif 33, associé à un filtre 35 et par un détecteur 34 constitué par une photodiode à deux surfaces sensibles 341 et 342. Une électronique pilote la diode laser et traite le signal issu de la photodiode 34. Au repos, le faisceau réfléchi 37, repère 37 A sur la figure 3 donne un spot lumineux qui est reparti également entre les deux surfaces sensibles 341 et 342 (figure 4a). Le système est alors à l'équilibre. Lorsqu'un véhicule 9 arrive, le faisceau repère 37 B sur la figure 3 se déplace. De ce fait la surface 341 ou 342 déséquilibre le système (figure 4 b) ce qui est détecté par l'électronique qui émet alors le signal de déclenchement.
  • Le projecteur de lumière 4 illustre à la figure 4 est du type projecteur à infra-rouge. Il comprend une lampe à décharge 41 monte sur un support 42, un réflecteur parabolique ou sphérique de focalisation 43 et un filtre infra-rouge 44 associe à au moins une lentille. Ce projecteur 4 émet un éclair de lumière dans le proche infra-rouge qui est focalisé sur l'avant des véhicules par le réflecteur 43. Cette émission de lumière a pour but de pallier un manque de lumière dû aux situations nocturnes et au faible temps d'intégration de la chaîne de mesure associée à la tête de prise de vues. La puissance émise est concentrée dans l'espace grâce à une bonne focalisation, et dans le temps grâce à une émission de type impulsionnelle. Il a de plus l'avantage d'être presque totalement invisible et respecte donc le critère de discrétion. La lampe est commandée par un ensemble électronique comprenant une électronique de puissance 45, une électronique de commande 46 et une électronique d'interface 47.
  • La caméra 5 permet de prendre l'image de l'avant des véhicules en mouvement, détectés par le détecteur de déclenchement 3. La lecture de plaques minéralogiques nécessite une prise d'image précise lorsque l'avant du véhicule se présente dans le champ de la caméra.
  • La caméra 5 est de type CCD à obturateur électronique. Elle est à faible temps d'integration et fonctionne de préférence avec transfert de trame pour obtenir une image de meilleure qualité. Le temps d'intégration (temps pendant lequel l'image se forme sur le CCD) est faible. A cet effet, la caméra comporte un obturateur mécanique ou optique ou une fonction électronique équivalente.
  • Le signal vidéo fourni par la caméra 5 est envoyé par une liaison 61 à une carte d'acquisition d'images 71 incluse dans un micro-ordinateur 8. Cette carte 71 est composée d'un convertisseur analogique-numérique, d'un ou plusieurs plans mémoire pour le stockage des images et éventuellement de processeurs spécialisés assurant une partie du traitement sur la carte. Le logiciel associé comporte un logiciel spécifique de reconnaissance des plaques minéralogiques, qui fournit (si possible) une chaîne de caractères alphanumériques représentant la plaque minéralogique et un logiciel d'exploitation qui assure le déroulement de l'ensemble des opérations de prise de vues, détection et lecture de la plaque minéralogique, communication avec le (ou les) autre(s) poste(s),ou mesure et stockage du temps de parcours (et autres informations sur la circulation : comptage véhicules, statistiques horaires....)
  • Le projecteur 4, le détecteur 3 et la caméra 5 sont synchronisés par une carte de synchronisation 72 montée dans le micro-ordinateur et relié par une liaison 62 à un circuit de synchronisation 63 de la tête de prise de vues relié aux différents éléments 4, 3, 5.
  • D'autres cartes 73 et 74 permettent respectivement la liaison optionnelle avec un interface écran-clavier et la communication inter-postes.
  • Le fonctionnement du système est le suivant:
  • A l'arrivée du véhicule près du poste à celui-ci coupe le faisceau infra-rouge du détecteur de véhicules 3. Ce dernier déclenche le projecteur infra-rouge 4, la prise de vue par la caméra 5 et l'acquisition de l'image par le système d'analyse d'images. Celui-ci identifie le véhicule par son numéro d'immatriculation et saisit l'heure de passage du véhicule. Il transmet ces informations au poste B qui les mémorise.
  • Seule une partie du numéro minéralogique peut être lue ou communiquée entre les postes, tout en assurant une identification suffisante des véhicules dans le flot de la circulation.
  • D'autres informations saisies dans l'image prise par la caméra peuvent être associées au numéro d'immatriculation pour renforcer l'identification des véhicules.
  • Lors de l'arrivée du véhicule au poste B, les opérations précédentes se renouvellent. Le véhicule est ré-identifié par son numéro d'immatriculation et l'heure de passage est saisie. Le véhicule est alors recherché dans la liste mémorisée par le poste B, d'où il est extrait. On peut ainsi par différence des heures, mesurer le temps de parcours du véhicule et en déduire un temps de parcours moyen (par tranche horaire,...).
  • Il suffit de reconnaître au poste B une partie des véhicules détectés et identifiés au poste A pour mesurer le temps de parcours et donc la vitesse moyenne entre A et B.
  • Les systèmes de mesure de temps de parcours peuvent être implantés dans une ville non plus comme une série de couples de postes A et B mais comme un réseau complet. Dans ce cas les postes peuvent être organisés soit en chaîne (figure. 6), chacun transmettant des informations vers le suivant et en recevant du précédent, soit en étoile (fig. 7) les informations de chaque poste étant concentrées vers un même système commun, soit encore toute configuration associant ces deux modes d'organisation (fig. 8).

Claims (6)

  1. [1] Système de mesure du trafic de véhicules automobiles sur une voie de circulation, comportant au moins deux postes de mesure (A et B) espacés le long de ladite voie, caractérisé par le fait que chaque poste de mesure comprend un détecteur de déclenchement (3) émettant un faisceau laser infra-rouge et détectant le faisceau réfléchi, un projecteur de lumière infra-rouge (4) dirigeant un faisceau sur les véhicules en circulation, une caméra (5) dont la prise de vue est commandée par le signal du détecteur de déclenchement (3) et fournissant un signal vidéo à un système d'analyse d'images et de traitement de données (8) qui analyse les plaques d'immatriculation des véhicules de manière à les identifier et calcule les temps de parcours des véhicules.
  2. [2] Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les postes de mesure (A et B) sont situés en hauteur par rapport à la chaussée, au bord ou au-dessus de la voie.
  3. [3] Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le projecteur (4), déclenché par le détecteur de déclenchement (3), est constitué par une lampe à décharge (41) associée à un réflecteur (43) et à un filtre infra-rouge (44), d'une électronique de commande (45, 46, 47) et d'une électronique d'alimentation de la lampe à décharge.
  4. [4] Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le détecteur de déclenchement (3) est constitué par un système de mesure à triangulation dont l'émetteur (31) est une diode laser infra-rouge et dont le récepteur (32) est un photoélément associé à un objectif muni d'un filtre infra-rouge et à une électronique de détection du signal reçu par réflexion sur la chaussée ou sur les véhicules.
  5. [5] Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la caméra (5) est une caméra de type CCD à obturateur électronique.
  6. [6] Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de synchronisation (72, 63) entre l'éclair du projecteur infra-rouge (4), la prise de vue par la caméra CCD (5), l'acquisition et le traitement informatique des images et l'arrivée du véhicule dans le champ de la caméra.
EP19920400027 1991-01-11 1992-01-07 Système de mesure du trafic de véhicules automobiles Expired - Lifetime EP0494815B1 (fr)

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FR9100314A FR2671653B1 (fr) 1991-01-11 1991-01-11 Systeme de mesure du trafic de vehicules automobiles.

Publications (2)

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EP0494815A1 true EP0494815A1 (fr) 1992-07-15
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