EP1446678B1

EP1446678B1 - Verfahren und vorrichtung zum erfassen und klassifizieren von fahrzeugen in bewegung

Info

Publication number: EP1446678B1
Application number: EP02754376A
Authority: EP
Inventors: Reinhard KOY-OBERTHÜR; Lothar Brenneis; Thomas MÜNSTERER; Norbert Stein
Original assignee: Vitronic Dr Ing Stein Bildverarbeitungssysteme GmbH
Current assignee: Vitronic Dr Ing Stein Bildverarbeitungssysteme GmbH
Priority date: 2001-09-29
Filing date: 2002-07-17
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-07-17
Also published as: WO2003036319A2; ATE372523T1; WO2003036320A2; DE10148289A1; DE50210861D1; AU2002320990A1; EP1446678A2; WO2003036319A3; WO2003036320A3; AU2002320979A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Fahrzeugen in Bewegung, insbesondere von Lkw auf Autobahnen, mit Hilfe mindestens einer Kamera und/oder sonstigen Einrichtungen zur Erfassung der Kontur oder räumlichen Struktur eines Fahrzeuges und gegebenenfalls dessen Geschwindigkeit.
Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung zum Erfassen von Fahrzeugen in Bewegung, insbesondere von Lkw auf Autobahnen, welche mindestens eine Kamera und/oder sonstige Einrichtung zur Erfassung der Kontur oder räumlichen Struktur des Fahrzeuges und gegebenenfalls seiner Geschwindigkeit aufweist.
Ein entsprechendes Verfahren und auch eine entsprechende Vorrichtungen sind aus der US-A-5,717,390 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung wird die Kontur eines unter einer Meßbrücke hindurchfahrenden Fahrzeuges mit Hilfe eines Scanners erfaßt und gleichzeitig wird von einer in Abstand dahinter angeordneten zweiten Meßbrücke aus der Meßstrahl eines Doppler-Radar-Systems auf den Bereich unterhalb der ersten Meßbrücke gerichtet, um die Geschwindigkeit des gerade unter der Meßbrücke hindurchfahrenden Fahrzeuges zu erfassen und dieser Geschwindigkeit der dort erfaßten Fahrzeugkontur zuzuordnen.
Aus der DE 38 04 750 ist ein Verfahren bekannt, mit Hilfe dessen Fahrzeuge auf Fahrbahnabschnitten mit einer Kamera gefilmt und gleichzeitig mit einem entfernten Lasersystem erfaßt werden, welche zur Geschwindigkeitsbestimmung ebenfalls den Dopplereffekt nutzen.
Beide vorstehend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen sind allerdings nicht in der Lage, mit Hilfe der Geschwindigkeitsmesseinrichtung unabhängig die vektorielle Geschwindigkeit, d.h. den absoluten Betrag der Geschwindigkeit und die aktuelle Fahrtrichtung eines Fahrzeuges genau zu erfassen. Diese bekannten, mit Überlagerungsmessungen unter Ausnutzung des Dopplereffektes arbeitenden Verfahren und Vorrichtungen erfassen vielmehr prinzipiell nur die relative Geschwindigkeit zwischen dem Radar- bzw. Lasersystem-einerseits und dem Fahrzeug andererseits, d.h. nur die genau in Richtung des Radar- oder Laserstrahls gemessene Geschwindigkeitskomponente. Bestenfalls könnte dabei der Winkel zwischen dem Messstrahl und der Richtung der Fahrspur als Korrekturfaktor berücksichtigt werden, ohne daß diese Richtung allerdings mit der tatsächlich gefahrenen Richtung übereinstimmen muß, was insbesondere bei einem Spurwechsel nicht der Fall ist.
Entsprechende Systeme werden sowohl für Geschwindigkeitsmeßstellen zur Erfassung von Geschwindigkeitsüberschreitungen als auch für die Mautüberwachung eingesetzt. Daneben weisen solche Mautvorrichtungen oftmals auch noch Kommunikationseinrichtungen auf, die mit entsprechenden Kommunikationseinrichtungen, die an einem Fahrzeug angeordnet sind, in Verbindung treten und dabei alle für die Mautberechnung relevanten Daten austauschen. Dies kann auch mit automatischer Buchung und der Kommunikation zu einer zentralen Einrichtung verbunden sein.
Weiteren Stand der Technik bilden die US-Patente 5 757 286 und 5 809 161 sowie die entsprechenden internationalen Veröffentlichungen WO 94/28377 und WO 93/19441 , wobei die jeweils erstgenannte Druckschrift eine Einrichtung zur Geschwindigkeitsmessung mit Hilfe von zwei Videokameras unter Erstellung von Stereobildern in vorgegebenen Zeitabständen aufweist, woraus sich Ort, Weg und Geschwindigkeit eines Fahrzeuges ergeben. Die zweitgenannte Druckschrift beschreibt eine Kamera, die in der Lage ist, sich bewegende Objekte von anderen sich bewegenden und statischen Objekten zu unterscheiden und zu verfolgen, wobei dies im wesentlichen von einem entsprechenden Bildverarbeitungssystem geleistet wird.
Auch der Gegenstand dieser Druckschriften entspricht daher im wesentlichen den Merkmalen der Oberbegriffe der Patentansprüche 1 und 13.
In vielen Staaten ist es üblich, für die Benutzung von Straßen oder Autobahnen oder bestimmten Abschnitten hiervon Benutzungsgebühren zu verlangen. Hierzu sind entsprechende Autobahnabschnitte im Regelfall durch großflächige Haltestellen begrenzt bzw. unterbrochen, die eine Reihe von Zahlschaltem aufweisen, an denen die Fahrzeuge kurz anhalten, damit der Fahrer eine entsprechende Gebühr bezahlt oder an denen eine Bezahlung der Gebühr anhand einer entsprechenden Quittung oder Marke kurz überprüft wird. Wie bereits erwähnt, sind hierzu schon Systeme vorgeschlagen worden, die z.B. über Transponder oder andere Kommunikationseinrichtungen Informationen mit einer Mautstelle austauschen, wobei das Fahrzeug identifiziert und auf einem dem Fahrzeugbesitzer zugeordneten Konto eine entsprechende Abbuchung vorgenommen wird.
Derartige Kommunikationseinrichtungen sind jedoch nutzlos, wenn ein Lkw nicht damit ausgestattet ist oder wenn die Kommunikationseinrichtung in dem Lkw zum Zwecke der Manipulation verändert, außer Betrieb gesetzt oder abgekapselt worden ist
Die Mautstellen mit Halt- und Zahlstationen oder mit Überprüfung haben dagegen den Nachteil, daß sie in der Regel recht umfangreiche Bauwerke sind, da sie üblicherweise weit mehr Kassen- bzw. Zahlstellen aufweisen müssen als die betreffende Autobahn Spuren hat, um nicht erhebliche Staus auf der Autobahn entstehen zu lassen.
Weiterhin haben diese Mautstellen den Nachteil, daß sie entweder zusätzlich auch an jeder Ausfahrt bzw. Auffahrt einer Autobahn vorgesehen werden müssen oder daß zwischen zwei entsprechenden Mautstellen keine weitere Auffahrt oder Ausfahrt vorhanden sein darf. Dies führt dazu, daß der Benutzer unter Umständen lange Wege bzw. Umwege bis zum Erreichen der nächsten Autobahnauffahrt oder -abfahrt in Kauf nehmen muß, was die Akzeptanz eines solchen Systems deutlich verringert und den angestrebten Zeitgewinn zumindest teilweise wieder zunichte macht. Darüber ist ein solches System völlig unpraktikabel in Fällen, in welchen nur ein gewisser Teil, wenn auch unter Umständen ein erheblicher Teil der eine Autobahn benutzenden Fahrzeuge gebührenpflichtig ist. Dies gilt beispielsweise für eine auf Lkw beschränkte Autobahngebühr, wie sie für die Bundesrepublik Deutschland derzeit ins Auge gefaßt wird. Die pauschale Erhebung einer Autobahngebühr für jeden Lkw wird dabei als teilweise sehr ungerecht und deshalb politisch auch unerwünscht abgelehnt. Außerdem würde dies wiederum an den Grenzen, wo bisher in erheblichem Umfang Kontrollen entfallen sind, ein erneutes Einführen von Kontrollen und Mautstellen erfordern. Der Umbau der Autobahnen unter Einrichtung herkömmlicher Mautstellen, die nur für Lkw zu benutzen wären und für die entsprechende Lkw-Spuren von der Hauptstrecke der Autobahn zu einer Mautstelle hin abzweigen, kommt aus Kostengründen kaum in Betracht; da wegen der Vielzahl von Aus- und Abfahrten im deutschen Autobahnnetz eine entsprechend große Zahl von Mautstellen eingerichtet werden müßte. Darüber hinaus würde die Einrichtung einer solchen Mautstelle auch keineswegs sicherstellen, daß insbesondere während der Dunkelheit oder bei wenig Verkehr nicht doch der eine oder andere Lkw die Abzweigung über die Mautstelle vermeiden würde. Darüber hinaus kostet ein solches Anhalten und Überprüfen immer relativ viel Zeit, die eigentlich durch Benutzung der Autobahn eingespart werden sollte.
Ein zeitgemäßes Mautsystem sollte daher ein Anhaften von Fahrzeugen auf das absolut unvermeidliche Maß beschränken, also beispielsweise auf das pro Tag höchstens einmalige Entrichten einer Mautgebühr, soweit sich Fahrten vorhersehen lassen. Ansonsten können Mautgebühren auch für größere Zeiträume, im Paket für bestimmte Strecken oder für eine beliebige Anzahl von Kilometern entrichtet werden und es sollte auch eine Registrierung des Fahrzeuges mit einem automatischen Abbuchungssystem möglich sein. In Verbindung mit moderner Kommunikations- und Navigationstechnologie kann bei solchen Systemen auf die Einrichtung von Mautstellen gänzlich verzichtet werden, wenn Möglichkeiten geschaffen werden, etwaige Mautpreller sicher zu identifizieren.
Wie bereits erwähnt, gibt es bereits automatische Mautkontrollsysteme, die auf der Kommunikation zwischen Fahrzeug und einer entsprechenden Kommunikationsrichtung an einer Mautstelle beruhen, wobei die Kommunikation automatisch navigationsgestützt mit dem Fahrzeug erfolgt. Diese Systeme setzen aber voraus, daß in jedem mautpflichtigen Fahrzeug eine entsprechende Kommunikationseinrichtung vorhanden ist, aus welcher die wesentlichen Daten des Fahrzeuges abgerufen werden können, die seiner Identifikation dienen, wobei außerdem auch noch die benutzten, mautpflichtigen Autobahnabschnitte bei jeder Kontrolle erfaßt und/oder übermittelt werden sollten. Bei dem erwähnten manuellen Einbuchungsverfahren kann auf eine solche Kommunikationseinrichtung verzichte werde, wenn entsprechende Kontrollmöglichkeiten vorgesehen werden
Ein entsprechendes System muß also sicher genug sein, um jeden Manipulationsversuch und jeden Versuch, ohne Zahlung der fälligen Gebühren eine bestimmte Strecke zu befahren, wirksam zu unterbinden. Die Mautüberwachungsstellen müssen daher in der Lage sein, jedes Fahrzeug, welches mautpflichig ist, eindeutig als solches zu identifizieren, wobei die Fehlerquote möglichst gering sein sollte. Dies heißt, daß zum einen nicht solche Fahrzeuge erfaßt werden dürfen, die der Mautpflicht nicht unterliegen und zum anderen auch zu mautpflichtigen Fahrzeugen, für die tatsächlich eine Mautgebühr entrichtet wurde, nicht die Fehlmeldung ausgegeben werden sollte, daß die Gebühr nicht entrichtet worden sei. Schließlich sollen aber auch alle mautpflichtigen Fahrzeuge tatsächlich als solche erfaßt werden.
Zwar ist es mit herkömmlichen Kamerasystemen möglich, grundsätzlich alle eine Strecke befahrenden Fahrzeuge zu erfassen, z.B. mit Induktionsschleifen als Auslöser für eine Kamera, jedoch werden dabei unterschiedslos mautpflichtige und nicht mautpflichtige Fahrzeuge erfaßt und die Auswertung entsprechender Bildaufnahmen würde einen immensen Aufwand erfordern, der in keinem Verhältnis zu den erzielbaren Mautgebühren stehen würde.
Alle bekannten Systeme leiden unter dem Problem, daß die optische Erfassung und Konturerfassung eines Fahrzeugs nicht immer und nicht unter allen Umständen, wie z.B. bei Spurwechseln und Überholungsvorgängen, eindeutig einer gemessenen Geschwindigkeit zuzuordnen und damit überhaupt verschiedene Fahrzeuge eindeutig voneinander zu unterscheiden sind.
Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erfassen von Fahrzeugen in Bewegung zu schaffen, welche in der Lage sind, eine verbesserte automatische Unterscheidung zwischen mautpflichtigen und nicht mautpflichtigen Fahrzeugen vorzunehmen, um so die unnötige Erfassung großer Datenmengen zu vermeiden. Vorzugsweise kann dieses System auch dahingehend erweitert werden, daß es nur mautpflichtige Fahrzeuge erfaßt, bei denen die ordnungsgemäße Entrichtung der Mautgebühren in Zweifel steht.
Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, um eine gemessene Geschwindigkeit auch unter schwierigen Bedingungen, wie zum Beispiel bei einem Spurwechsel, besser und eindeutiger einem zusätzlich auf andere Weise erfaßten Fahrzeug zuzuordnen.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des entsprechenden Verfahrens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der entsprechenden Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 13 gelöst.
Die bisherigen Systeme, insbesondere das aus der US 5 757 286 bzw. der WO 94/28377 , waren zwar in der Lage, mit Hilfe von zwei Kameras Stereobilder und damit den Abstand von Kraftfahrzeugen zu der Kamera zu erfassen, jedoch dienten diese Stereobilder nur dazu, die in einer gegebenen Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Einzelbildern zurückgelegte Entfernung zu bestimmen, um auf diese Weise die Geschwindigkeit eines Fahrzeuges zu messen, was ein relativ aufwendiges und schwer zu automatisierendes Verfahren ist.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt jedoch eine unabhängige Geschwindigkeits- und Wegabschätzung durch ein LIDAR-System, wobei sich aus den LIDAR-Daten Weg und Geschwindigkeit des Fahrzeuges mit genügender Genauigkeit abschätzen lassen, um eindeutig die unabhängig gemessenen Strukturdaten, also insbesondere Höhe und/oder Breite des Fahrzeuges, die Achszahl, der Fahrzeugtyp, das Kennzeichen etc., den LIDAR-Daten zuordnen zu können. Aus diesen Daten gemeinsam ergeben sich dann z.B. die ungefähre Länge, die Breite und/oder Höhe sowie weitere Parameter des Fahrzeuges und die Tatsache, ob das Fahrzeug gegebenenfalls einen Anhänger aufweist. Diese Informationen reichen aus, um das Fahrzeug mit hoher Treffsicherheit zu klassifizieren, wobei es darauf ankommt, mit einer ausreichenden Genauigkeit Lkw ab einer bestimmten Größen- und Gewichtsklasse zu unterscheiden, so daß Fehlmeldungen des Systems weitgehend vermieden werden.
Die entsprechende Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie ein LIDAR-System aufweist, welches zusammen mit einer Auswerteeinrichtung für das Erfassen und Verfolgen eines Fahrzeuges im Abstand vor Erreichen einer Meßstelle bzw. Aufnahmeposition einer Kamera ausgelegt ist, wobei die Kamera und/oder die sonstigen Einrichtungen zur Erfassung von Strukturdaten so angeordnet und ausgelegt sind, daß sie mindestens eines der Maße Höhe oder Breite des zuvor vom LIDAR erfaßten und für das Erreichen der Meßstelle vorausberechneten Fahrzeuges erfassen.
In der bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der mindestens eine Profilparameter (Höhe oder Breite) des Fahrzeuges durch Laserabstandssensoren erfaßt wird, die im wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges ausgerichtet sind, so daß etwaige perspektivische Verzerrungen minimal sind und leicht korrigiert werden können. Zweckmäßig ist es dabei, wenn die der Überwachung einer Fahrspur zugeordneten Laserabstandssensoren oberhalb der Fahrspur und seitlich zu dieser versetzt angeordnet sind, und wenn insbesondere ein Paar entsprechender Laserabstandssensoren verwendet wird. Diese erfassen dann gleichzeitig eine Seitenfront und das Dach des Fahrzeuges und der Abgleich der von beiden Lasersensoren ermittelten Daten ermöglicht dann eine präzise, stereoskopische Bestimmung des Querschnitts. Dabei ist zur weiteren Verbesserung der Genauigkeit der Höhen- und Breitenmaße ein Verfahren bevorzugt, bei welchem die Daten der Laserabstandssensoren statistisch ausgewertet bzw. gemittelt werden. Mit anderen Worten, es erfolgen nacheinander mehrere unabhängige Abstandsmessungen durch die Laserabstandssensoren und die dabei erfaßten Daten werden statistisch aufbereitet, so daß durch Mittelwertbildung die Genauigkeit der Höhen- und Breitenmaße verbessert werden kann. Selbstverständlich muß das System dabei die Maße eines Fahrerhauses von den Maßen eines nachfolgenden Kasten- oder Planenaufbaus oder sonstigen Ladeabschnittes eines Lkw unterscheiden. Auch dies kann jedoch relativ einfach mit Hilfe entsprechender statistischer Mittel geschehen, indem beispielsweise nur von einer Gruppe aufeinanderfolgender Meßdaten ein Mittelwert gebildet wird, wenn die Einzeldaten gegenüber dem Mittelwert eine bestimmte, vorgegebene Schwankungsbreite nicht überschreiten. Zusätzlich kann mit einer entsprechenden Datenverarbeitung die Anzahl der Fahrzeugachsen, das Typenzeichen (die Marke), das Kennzeichen (z. aus Videodaten) bestimmt werden.
Der LIDAR ist ein Laser- bzw. Maser-Meßsystem, welches in der Regel aus einer größeren Zahl von Einzelstrahlen besteht, die nach Art eines Fächers eine Ebene aufspannen, wobei der Öffnungswinkel dieses Fächers für die Zwecke der vorliegenden Erfindung vorzugsweise nicht wesentlich größer als 60° ist.
Zweckmäßigerweise wird jeder Fahrspur ein eigenes LIDAR-System zugeordnet und eine entsprechende LIDAR-Kamera wird vorzugsweise oberhalb und neben der von ihr zu überwachenden Fahrspur angeordnet. Dabei wird die durch die Einzelstrahlen des LIDAR aufgespannte Ebene sowohl gegenüber der Straßenebene als auch gegenüber einer zur Straßenebene senkrechten Ebene geneigt. Bei einem dreiachsigen Koordinatensystem, von welchem zwei Achsen die Straßenebene und die dritte die hierzu senkrechte Richtung aufspannen, ist die von dem LIDAR aufgespannte Ebene um alle drei Achsen verdreht.
Dadurch verläuft eine Schnittlinie der LIDAR-Ebene mit der Ebene der Straße entlang einer Linie, die die Fahrtrichtung unter einem spitzen Winkel schneidet und für eine zur Straßenebene parallele Ebene rückt diese Schnittlinie entsprechend näher an das LIDAR-System heran. Jeder einzelne der n Laser, welche die LIDAR-Ebene aufspannen, ist in der Lage, eine Entfernungsmessung über die Laufzeit eines reflektierten Laserstrahls durchzuführen. Bei der beschriebenen Ausrichtung des LIDAR muß ein Fahrzeug notwendigerweise die LIDAR-Ebene durchbrechen und erzeugt dabei entsprechende Abstandsdaten, die lediglich so ausgewertet werden, daß daraus der Weg, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Fahrzeuges bzw. "Objektes" abgeschätzt werden können. Daraus ergibt sich insbesondere, ob das Fahrzeug auf der Spur bleibt, auf welcher es erfaßt wurde oder ob es gerade einen Spurwechsel vornimmt. Aus diesen Weg- und Geschwindigkeitsdaten kann das LIDAR-System dann Ort und Zeitpunkt der Strukturmessung bzw. Höhen- und Breitenmessung bestimmen, das heißt er kann die Weg- und Geschwindigkeitsdaten eindeutig den Meßdaten der entsprechenden Sensoren zuordnen. Weiterhin kann aufgrund der LIDAR-Daten ein geeigneter Zeitpunkt bestimmt werden, zu welchem eine Kennzeichenkamera ausgelöst wird, welche im wesentlichen die Frontseite eines Fahrzeuges erfaßt.
Die optische Achse der Kamera ist dabei vorzugsweise um einen Winkel zwischen 15 und 70°, vorzugsweise um einen Winkel zwischen 25 und 40° gegenüber der Fahrbahnebene geneigt und die Kamera selbst ist nach Möglichkeit unmittelbar oberhalb der Fahrspur angeordnet, auf welcher sie die Fahrzeuge erfaßt. Zweckmäßigerweise verwendet man hierzu eine Infrarotkamera mit einem Infrarotblitz, der die Fahrer der Fahrzeuge nicht blendet und der im allgemeinen auch eine lange Lebensdauer hat. Der Blitz ist vorzugsweise in der Nähe der Kamera angeordnet, so daß retroreflektierende Abschnitte, wie sie bei Kennzeichen weit verbreitet sind, als hellerer Bildbereich deutlich hervortreten.
Darüber hinaus sind bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auch Kommunikationseinrichtungen vorgesehen, die eine Kommunikation mit einer entsprechenden, in einem Fahrzeug vorgesehenen Kommunikationseinrichtung erlauben. Dabei wäre es grundsätzlich zum Beispiel möglich, das Lidarsystem gleichzeitig auch als Kommunikationseinrichtung zu verwenden, wozu man gegebenenfalls noch Kodier- und Decodiereinrichtungen verwenden könnte, um einen oder mehrere der Lidarstrahlen als Kommunikationsstrahl auszubilden und um die wesentlichen Fahrzeuginformationen zu erhalten.
Selbstverständlich können aber auch separate und unabhängige Kommunikationseinrichtungen verwendet werden. In einer Variante der Erfindung sind für jede Spur einer Fahrbahn mindestens eine Kommunikationseinrichtung und vorzugsweise sogar zwei oder mehr Kommunikationseinrichtungen pro Spur vorgesehen, wobei allerdings jede dieser Kommunikationseinrichtungen nur einen relativ eng begrenzten Erfassungsbereich hat. Durch entsprechende Ausgestaltung von Sende- und Empfangseinrichtungen, bzw. im Falle der Verwendung von Mikrowellen- oder Infrarotstrahlung als Träger der Kommunikationsverbindung durch Blenden, kann man einen näherungsweise kegelförmigen Erfassungsbereich mit elliptischem Querschnitt erzeugen, wobei die Längsachse des elliptischen Querschnittes in Richtung der Fahrspur verläuft und die kurze Halbachse des elliptischen Querschnittes senkrecht hierzu verläuft. Die Erfassungsbereiche können dabei geringer als die Breite einer Fahrspur sein und die Länge kann z.B. das Zwei- bis Dreifache der Breite betragen, ist aber im Regelfall auf höchstens 20 m begrenzt. Diese Kommunikationseinrichtung sollte vorzugsweise die Daten über Typ und Art sowie Größenklasse des Fahrzeuges, seine Identität (Kennzeichen, einschließlich Länderkennzeichen), und Mautgebührendaten enthalten, so daß das Erfassungssystem auf die Erfassung bzw. Speicherung bereits erfaßter Daten verzichten kann, wenn die ordnungsgemäße Entrichtung der Mautgebühren durch die Kommunikationseinrichtung festgestellt wird.
Derzeit wird jedoch eine Ausführungsform bevorzugt, bei welcher pro Fahrspur genau eine Kommunikationseinrichtung, vorzugsweise auf Infrarotbasis, verwendet wird, wobei die Erfassungsbereiche durchaus überlappen können. Die bei einem Spurwechsel wegen der Überlappung der Erfassungsbereiche mögliche doppelte Erfassung von Fahrzeugen kann später durch Datenabgleich korrigiert werden. Dabei liefert die gleichzeitige Erfassung eines Fahrzeuges durch zwei Kommunikationseinrichtungen auch die Zusatzinformation über die aktuelle Position dieses Fahrzeuges.
Vorzugsweise sind alle oder die meisten Sensoren des erfindungsgemäßen Systems auf dem Querträger einer die Fahrspur bzw. die Fahrspuren überspannenden Brücke angeordnet, wobei ein Teil der Sensoren bei Bedarf auch an den vertikalen Pfeilern einer solchen Brücke angeordnet werden kann.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:

Figur 1: eine schematische Ansicht einer Fahrbahnbrücke mit verschiedenen Typen von Sensoren,
Figur 2: eine Fahrbahnansicht in der Nähe einer Brücke von oben, wobei Erfassungsbereiche für unterschiedliche Sensoren unterschiedlich gekennzeichnet sind,
Figur 3: eine Ansicht von oben auf ein Kamera/Beleuchtungssystem für eine Frontalaufnahme eines Lkw und dessen Kennzeichen, und
Figur 4: ein Datenverarbeitungs- und Kommunikationsschema bei der Erfassung von Fahrzeugen.

Man erkennt in Figur 1 eine Autobahnbrücke 10, deren Querträger 12 sich über drei parallele Fahrbahnen und eine Standspur hinweg erstreckt, wobei der Querträger 12 auf zwei Pfeilern 11 ruht. Die Brücke kann eine normale Straßenbrücke sein, sie wird jedoch in der Regel eine separat aufgestellte Brücke nach Art der bekannten Schilderbrücken oder der Brücken für die Unterbringung von Geschwindigkeitsmeßeinrichtungen und -kameras ausgestaltet sein. Zur Wartung und Montage kann die Brücke 10 auch begehbar ausgestaltet sein, wobei hier nicht dargestellte Sicherheitseinrichtungen an den Pfeilern 11 gewährleisten, daß ein Besteigen der Brücke 10 durch Unbefugte im allgemeinen verhindert wird. Die Blickrichtung in Figur 1 ist die Fahrtrichtung und man erkennt rechts eine Standspur der Breite b und daran links anschließend insgesamt drei Fahrspuren der Breite S, wobei auf der rechten und auf der mittleren Fahrspur jeweils noch die Kontur zweier Lkw 8 in einer Rückansicht erkennbar sind.
Teilweise an den Pfeilern 11, überwiegend jedoch an dem Querträger 12 sind eine Reihe verschiedener Sensoren, Kameras, Meßgeräte und Kommunikationseinrichtungen montiert. Im einzelnen ist mit 1 eine Kennzeichenkamera mit integrierter Beleuchtung bezeichnet, die vorzugsweise auf Infrarotbasis arbeitet. Jeweils eine Kennzeichenkamera 1 ist in etwa mittig über der rechten und der linken Fahrspur angeordnet, wohingegen über der linken Fahrspur eine Übersichtskamera 6 mit einer LED-Blitzbeleuchtung 5 vorgesehen ist. Die Kameras 1 arbeiten ebenso wie die Übersichtskamera 6 vorzugsweise auf Infrarotbasis, was unter anderem den Vorteil hat, daß die Fahrer der Kraftfahrzeuge nicht von den ohnehin bei schlechten Sichtverhältnissen erforderlichen Lichtblitzen geblendet werden, wobei entsprechende Infrarot-Blitzgeräte außerdem eine sehr lange Betriebsdauer aufweisen. Es versteht sich, daß die Übersichtskamera 6 mit dem entsprechenden Blitz 5 auch durch eine weitere, die linke Fahrspur erfassende Kennzeichenkamera 1 ersetzt werden könnte, wobei hier jedoch davon ausgegangen wird, daß auf der linken Spur für Lkw Fahrverbot herrscht und die hier vorgestellte Brücke für ein System vorgesehen ist, bei dem nur Lkw erfaßt werden sollen.
Mit 2 und 2' sind zwei LIDAR-Systeme bzw. -Kameras bezeichnet, wobei die LIDAR-Kamera 2 an dem rechten Pfeiler 11 befestigt ist und für die Überwachung der rechten Fahrspur vorgesehen ist, während die über der rechten Fahrspur an dem Querträger 12 der Brücke 10 montierte LIDAR-Kamera 2' für die Erfassung der mittleren Fahrspur vorgesehen ist. Des weiteren erkennt man Laserabstandssensoren 3, 3', die für jede Fahrspur paarweise vorgesehen sind. Das eine Paar 3 von Laserabstandssensoren besteht jeweils aus einer Zeilenkamera und einem über einen Winkel von etwas mehr als 90° gescannten Laserstrahl, wobei der eine der Laserabstandssensoren 3 an dem rechten Pfeiler 11 montiert ist und der andere Laserabstandssensor 3 über der linken Fahrspur montiert ist, dabei aber Fahrzeuge auf der rechten Fahrspur erfassen soll und nur für die Erfassung der Fahrzeuge auf der rechten Fahrspur ausgewertet wird. Durch die gleichzeitige Erfassung eines Lkw 8 auf der rechten Fahrspur durch die beiden Laserabstandssensoren 3 kann ein stereoskopisches Abbild bzw. ein echter Querschnitt des auf der rechten Fahrspur befindlichen Lkw 8 erzeugt werden.
Ein entsprechendes Paar von Lasersensoren 3' ist vorgesehen, um Lkws 8 auf der mittleren Fahrspur zu erfassen. Dieses Sensorpaar ist über der linken und der rechten Fahrspur montiert, so daß jeder dieser Lasersensoren 3' sowohl das Dach bzw. die Oberseite eines Lkw als auch eine der Seiten, das heißt entweder die rechte oder die linke Seite des Lkw erfaßt. Der Übergang entlang der rechten und linken Dachkanten ist dabei sehr leicht anhand der sich sprunghaft ändernden Abstandsdaten zu erfassen und durch Abgleich der von beiden Zeilenkameras bzw. Laserabstandssensoren 3' erfaßten Daten kann ein stereoskopisches Abbild bzw. ein exakter Querschnitt erzeugt werden, wobei während der Durchfahrt eines Lkw durch die Brücke 10 nach Möglichkeit mehrere Meßserien mit jedem der Laserabstandssensoren 3, 3' aufgenommen werden, so daß neben dem Abgleich der Daten der Paare von Sensoren, die jeweils das gleiche Fahrzeug aus unterschiedlichen Positionen erfaßt haben, zur Ermittlung der wahren Abmessungen (Höhe und Breite) auch eine statistische Mittelung über mehrere Messungen erfolgen kann.
Auch die Maße in Längsrichtung der Lkw 8 können unter Umständen allein durch die Laserabstandssensoren 3, 3' erfaßt werden, da während der Durchfahrt des Lkws auch die seitlich erkennbaren Räder bzw. Achsen der Lkw erfaßt werden. Die Länge eines Lkws, welcher durch die Laserabstandssensoren 3, 3' in einer Vielzahl aufeinanderfolgender Querschnittsmessungen erhalten wird, kann dann z.B. unter der Bedingung ermittelt werden, daß die bei diesen Messungen mit erfaßten Räder eine im wesentlichen kreisrunde Form haben müssen. Diese Randbedingung kann im übrigen auch als Kontrollbedingung eingeführt werden, wenn im übrigen die Länge des Lkw allein aus der Durchfahrdauer (gesamte Erfassungszeit der Abstandssensoren 3, 3') und der unabhängig bestimmten Geschwindigkeit des Lkw 8 ermittelt wird. Für die Bestimmung der Geschwindigkeit werden die LIDAR-Systeme 2, 2' verwendet. Diese werden im Zusammenhang mit Figur 2 noch näher erläutert.
Man erkennt an der Brücke 10 außerdem noch sogenannte DSRC-Einheiten 4, die der Kommunikation mit entsprechenden, in Lkw eingebauten Kommunikationseinheiten dienen.
In Figur 2 erkennt man, daß jede dieser Kommunikationseinheiten 4 einen Erfassungsbereich 4' hat, der die Form einer länglichen Ellipse hat, mit der großen Hauptachse der Ellipse in etwa in Fahrtrichtung und der kleinen Achse senkrecht hierzu. Jede Fahrspur wird von zwei dieser Kommunikationseinheiten 4 abgedeckt, wobei die Überlappung mit den Kommunikationseinheiten benachbarter Fahrspuren möglichst gering gehalten wird. Die Länge der elliptischen Erfassungsbereiche 4' beträgt auf jeden Fall weniger als 20 m und liegt in dem konkret dargestellten Fall bei etwa 8 m. Dies bedeutet, daß für die Kommunikation zwischen einer Kommunikationseinheit 4 mit den entsprechenden Einrichtungen in einem Lkw etwa 0,35 Sekunden zur Verfügung stehen, wenn der Lkw 8 sich mit einer Geschwindigkeit von 80 km/h durch den Bereich 4' hindurchbewegt. In dieser Zeit muß das Kommunikationssystem alle relevanten Daten austauschen, das heißt die Identität des Fahrzeuges erfassen, vorzugsweise über dessen elektronisch übermitteltes Kennzeichen, die bisher zurückgelegte oder noch beabsichtigte Fahrtstrecke und die Quittierung einer Mautgebühr oder aber die Angabe einer Mautzahlungsstelle, wo eine entsprechende Maut bezahlt wurde oder noch bezahlt werden wird.
Wie bereits erwähnt, wird aber derzeit eine Variante der Kommunikationseinrichtungen bevorzugt, bei der gegenüber der Darstellung in Figur 2 jeweils nur ein einziger, dafür aber breiterer Erfassungsbereich einer einzigen Kommunikationseinrichtung je Fahrspur vorgesehen ist, wobei die Erfassungsbereiche auch durchaus überlappen dürfen, da Doppelerfassungen durch nachträglichen Datenabgleich korrigiert werden.
Anhand dieser Daten kann das Kommunikationssystem, gegebenenfalls auch unter Rückgriff auf eine zentrale Erfassungsstelle, entscheiden, ob die übrigen erfaßten oder noch zu erfassenden Daten des betreffenden Fahrzeuges gespeichert werden müssen oder ob eine Datenspeicherung obsolet ist, weil für das betreffende Fahrzeug nachgewiesenermaßen die erforderliche Maut entrichtet wurde.
Man erkennt in Figur 2 weiterhin die Erfassungsbereiche 9 bzw. 9' der beiden LIDAR-Systeme 2 und 2'. Die LIDAR-Kameras 2 bzw. 2' spannen mit einer Mehrzahl von Laserstrahlen eine Ebene auf, deren oberhalb der Straßenoberfläche liegender Bereich 9 bzw. 9' in Figur 2 schraffiert dargestellt ist. Das heißt, die jeweils schräg zu den Fahrbahnen verlaufende Begrenzungslinie der schraffierten Bereiche 9, 9' definiert die Schnittlinie der von dem LIDAR aufgespannten Laserebene mit der Straßenoberfläche. Sobald ein Lkw in den Bereich 9 oder 9' hineingerät, erfaßt das LIDAR-System entsprechende Laserechos, und zwar im allgemeinen parallel auf mehreren Kanälen, entsprechend der Anzahl der verwendeten Laserstrahlen. Im vorliegenden Fall hat sich eine Anzahl von 16 einzelnen Laserstrahlen für den LIDAR 2 bzw. 2' als ausreichend erwiesen.
Die LIDAR-Daten werden automatisch verarbeitet, das heißt die Echos der verschiedenen Laserstrahlen werden aufgrund ihrer nur leicht oder aber stärker voneinander abweichenden Werte der Frontseite oder den Seitenflächen eines Lkw zugeordnet. Diese Zuordnung der einzelnen Laserkanäle zur Front- bzw. Seitenfläche eines Lkw ermöglicht aufgrund der kontinuierlich fortgesetzten Messung die Bestimmung der aktuellen Geschwindigkeit und auch der Fahrtrichtung eines Fahrzeuges bzw. Lkw, wobei insbesondere auch Spurwechsel erfaßt und vorhergesagt werden können. Wenn beispielsweise ein solcher Spurwechsel gerade unter der Brücke bzw. in den Erfassungsbereichen 4' der Kommunikationseinheiten 4 erfolgt, so kann dementsprechend aus den LIDAR-Daten vorhergesagt werden, durch welche der elliptischen Flächen der betreffende Lkw 8 gerade hindurchgefahren ist bzw. hindurchfährt, so daß die durch den Kommunikationsaustausch erfaßten Daten eindeutig dem bereits vorher mit Hilfe des LIDAR erfaßten Lkw 8 zugeordnet werden können.
Außerdem kann durch die Bestimmung der genauen aktuellen Fahrtrichtung und Geschwindigkeit des Lkw 8 auch die Aufnahme mit Hilfe der Kennzeichenkameras 1 und gegebenenfalls auch der Laserabstandssensoren 3, 3' gesteuert werden.
Die Kennzeichenkameras 1 sind jeweils über der rechten und mittleren Spur in etwa mittig angeordnet und sind mit ihrer optischen Achse in etwa um 30° nach unten in Richtung der Straßenobertläche geneigt. Sie werden genau zu dem Zeitpunkt ausgelöst, zu dem sich die Frontseite des Fahrzeuges im wesentlichen vollständig im Blickfeld der Kamera 1 befindet, wobei dieser Zeitpunkt ebenfalls aus den Daten des zugehörigen LIDAR 2 bzw. 2' ermittelt wird. Auch wenn es bevorzugt ist, daß die Laserabstandssensoren 3, 3' den leeren Straßenraum permanent abscannen, können sie bei Bedarf auch gezielt eingeschaltet werden, bevor ein durch das LIDAR-System erfasster und verfolgter Lkw 8 den Erfassungsbereich der Laserabstandssensoren 3, 3' erreicht hat. Sie könnten nach einem Zeitintervall wieder abgeschaltet werden, der bei der erfaßten Geschwindigkeit des Lkw und einer theoretischen Maximallänge eines Lkw-Gespanns (mit Anhänger) ausreicht, um durch die Brücke hindurchzufahren, wobei diese Zeit wiederum aus den mit Hilfe des LIDAR erfaßten Geschwindigkeitsdaten berechnet werden kann.
Vorzugsweise werden alle Bilder und Daten digital erfaßt und gespeichert und gegebenenfalls an eine Zentrale weitergeleitet. Hierfür sind weitere (nicht dargestellte) Kommunikationseinrichtungen vorgesehen. Allerdings ist es zweckmäßig, wenn das lokale, auf einer Brücke 10 montierte System soweit autark ist, daß es selbst darüber entscheidet, welche Daten an die Zentrale übermittelt werden und welche nicht übermittelt zu werden brauchen. Es versteht sich, daß sowohl die Fernübermittlung der Daten als auch der Datenaustausch zwischen den Kommunikationseinrichtungen 4 und entsprechenden Gegenstücken im Lkw nach Möglichkeit kryptographisch abgesichert und manipulationssicher gemacht werden sollte. Man kann sich dann darauf verlassen, daß bei der Kommunikationsverbindung zwischen der Kommunikationseinheit 4 und einer entsprechenden Einrichtung im Lkw 8 sicher festgestellt werden kann, ob für den betreffenden Lkw die fälligen Gebühren entrichtet wurden oder aber über ein entsprechendes, automatisches Abbuchungssystem automatisch abgebucht werden können. Sofern die betreffenden Lkw 8 nicht über entsprechende Kommunikationseinrichtungen verfügen, muß zunächst die Identität des betreffenden Lkw auf andere Art und Weise festgestellt werden. Hierzu dienen vor allem die Kennzeichenkameras 1. Diese nehmen zwar im Prinzip ein komplettes Frontbild eines Lkw auf, jedoch wird dieses mit genügend hoher Auflösung erfaßt, um daraus insbesondere auch die Fläche des Kennzeichens vergrößern bzw. auswerten zu können. Es sind inzwischen zahlreiche Systeme zum automatischen Lesen von Kraftfahrzeugkennzeichen bekannt, so daß auf diese Systeme hier nicht näher eingegangen zu werden braucht. Sobald das Kennzeichen nicht nur optisch, sondern auch logisch erfaßt worden ist, kann die (nicht dargestellte) Kommunikationseinrichtung Verbindung mit einer zentralen Stelle aufnehmen, um zu überprüfen, ob dort Daten über die Entrichtung der Mautgebühren zu dem betreffenden Kennzeichen gespeichert sind. Außerdem können noch die erfaßten Daten des Fahrzeugquerschnitts, die Zahl seiner Achsen und die Feststellung, ob ein Anhänger vorhanden ist oder nicht, mit den zu dem Kennzeichen zentral gespeicherten Daten abgeglichen werden, um z.B. Manipulationen durch Verwendung falscher Nummemschilder auszuschließen. Im Zweifelsfall werden sämtliche erfaßte Daten einschließlich der Frontalaufnahme zu einem Lkw gespeichert und aufbewahrt, um eine entsprechende Überprüfung vornehmen zu können. Erst recht gilt dies selbstverständlich für die Daten derjenigen Fahrzeuge, die die fällige Maut eindeutig nicht entrichtet haben. Dagegen können die Daten der Fahrzeuge, für die entweder aufgrund der direkten Kommunikation oder aufgrund der Nachfrage bei einer Zentrale die Gebühren eindeutig entrichtet worden sind, sofort wieder gelöscht werden, es sei denn, man möchte sie für statistische Zwecke oder aber zur Aufstellung einer kompletten Gebührenabrechnung dennoch speichern und weiterverarbeiten.
Man erkennt in Figur 1 im übrigen noch eine Überwachungskamera 7, die mögliche Manipulationsversuche an der Brücke oder den daran montierten Sensoren verhindern soll.
In Figur 3 ist noch schematisch dargestellt, wie die Kennzeichenkameras 1 arbeiten, indem ein Infrarotblitzlicht 13 unter einem kleinen Winkel von 1 ° bis 10° relativ zur Achse der Kamera 1 ausgerichtet und montiert wird, so daß die auch für Infrarotlicht retrore)flektierenden Kennzeichenflächen von Lkw als besonders helle Bildelemente in dem von der Kamera 1 aufgenommenen Bild hervortreten.
Das mit einer ähnlichen Kamera 6 erzeugte Übersichtsbild wird ebenfalls nur in Zweifelsfällen benötigt. Es dient im Regelfall einem menschlichen Beobachter, der entsprechende Daten in einer Zentrale übermittelt bekommen hat, als Klassifizierungshilfe, um zu entscheiden, ob es sich bei einem gegebenen Fahrzeug um ein mautpflichtiges Fahrzeug handelt.
Figur 4 stellt den schematischen Ablauf des Kommunikationsprozesses, sowie des kryptographischen Prozesses (Ver-/Entschlüsselung, Digitale Signatur etc.) dar. Dieser findet vorzugsweise auf einer Steckkarte 32 statt.
Fährt ein Fahrzeug in den Erfassungsbereich der Kommunikationseinheit 20 findet der durch Fig. 2 beschrieben Datenaustausch zwischen dem Fahrzeug und der Kontrollstelle statt. Nahezu zeitgleich werden mehrere Bilder des Fahrzeuges aufgenommen 1.
Die in 21 digitalisierten Bilder werden digital signiert 32, bevor sie durch verschiedene Bildverarbeitungsverfahren 25 ausgewertet werden. Zusammen mit den DSRC-Daten werden die aus der Bildverarbeitung gewonnen Daten dem Entscheidungsprozeß 26 zugeführt. Kommt es dabei zu signifikanten Abweichungen zwischen den Daten aus Kommunikation und Bildverarbeitung, wird das entsprechende Fahrzeug als Mautpreller eingestuft. Die Daten aus der Kommunikation werden dann digital signiert und zusammen mit den digital signierten Bildern als Beweismittel abgespeichert 30. Im anderen Fall werden die Daten bei 31 gelöscht.

Claims

Verfahren zum Erfassen von Fahrzeugen in Bewegung, insbesondere von Lkw auf Autobahnen, mit Hilfe mindestens einer Kamera und/oder sonstigen Einrichtungen zur Erfassung der Kontur oder räumlichen Struktur des Fahrzeuges und gegebenenfalls seiner Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Erfassen der Kontur und/oder räumlichen Struktur die Erfassung und Verfolgung des Fahrzeuges durch ein LIDAR-System erfolgt, welches mit einer Mehrzahl von Laserstrahlen eine Ebene aufspannt, wobei aus den LIDAR-Daten in Form der Laufzeiten der Laserstrahlen der Weg, einschließlich der aktuellen Entfernung und Fahrtrichtung, und die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeuges abgeschätzt werden und den anschließend ermittelten Kontur- und Strukturdaten zugeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Profilparameter Breite oder Höhe des Fahrzeuges durch Laserabstandssensoren erfaßt wird die im wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges bzw. einer Fahrspur ausgerichtet sind.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten der Laserabstandssensoren statistisch ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der vorhandene Fahrquerschnitt des Fahrzeuges durch Laserabstandssensoren erfaßt wird, die als Zeilenkameras ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Weg- und/oder Geschwindigkeitsdaten des LIDAR Erfassungszeitpunkte oder -intervalle für die Erfassung von Daten des Fahrzeuges für die sonstigen Einrichtungen ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kennzeichen des Fahrzeugs und/oder eine Typenkennzeichnung durch eine frontale Kameraaufnahme erfaßt wird, wobei die optische Achse der Kamera unter einem Winkel zwischen 15 und 70°, vorzugsweise zwischen 25 und 40° relativ zur Straßenoberfläche geneigt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kommunikationsverbindung mit dem Fahrzeug hergestellt wird, vorzugsweise auf IR- oder Mikrowellenbasis.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reichweite und Ausrichtung der Kommunikationsverbindung auf höchstens die Breite jeweils einer Fahrspur begrenzt wird und in Längsrichtung der Spur auf höchstens 20 m begrenzt ist.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Fahrspur mehrere Kommunikationseinrichtungen verwendet werden und daß für mehrere Fahrspuren eine Anzahl von Kommunikationseinrichtungen verwendet wird, die mindestens der Zahl der Fahrspuren entspricht und vorzugsweise mindestens das Doppelte beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera-und Sensoraufnahmen ebenso wie die LIDAR-Aufnahmen aus einer erhöhten Position in Höhe von mindestens 1,5 m und mindestens teilweise von einer die Fahrspur überspannenden Brücke aus erfolgen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der LIDAR und die Laserabstandssensoren seitlich versetzt zu derjenigen Fahrspur angeordnet sind, auf welcher sie Fahrzeuge erfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsenzahl eines Fahrzeuges aus den Daten der Laserabstandssensoren ermittelt wird.
Vorrichtung zum Erfassen von Fahrzeugen in Bewegung, insbesondere von Lkw auf Autobahnen, mit mindestens einer Kamera zur Aufnahme eines Videobildes des Fahrzeuges und mit sonstigen Einrichtungen zur Erfassung der Kontur und/oder räumlichen Struktur des Fahrzeuges und gegebenenfalls seiner Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein LIDAR-System aufweist, welches so ausgerichtet ist, daß es ein Fahrzeug im Abstand vor der Aufnahmeposition der Kamera und/oder der sonstigen Einrichtungen erfaßt, und eine Recheneinheit aufweist, welche mit dem LIDAR verbunden ist und aus den LIDAR-Daten in Form der Laufzeiten der Laserstrahlen den Weg, das heißt die aktuelle Entfernung und Fahrtrichtung und die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeuges prognostiziert, diese Daten gegebenenfalls korrigiert und auf der Basis dieser Daten eine Zuordnung zu den Daten der sonstigen Einrichtung und/oder dem erfaßten Videobild vornimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das LIDAR-System für das Erfassen und Verfolgen eines Fahrzeuges im Abstand vor Erreichen einer Meßstelle bzw. Aufnahmeposition der Kamera oder der sonstigen Einrichtungen ausgelegt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die sonstigen Einrichtungen mindestens eines der Maße Höhe oder Breite und vorzugsweise die gesamte Kontur in der Seitenansicht des zuvor von dem LIDAR erfaßten und für das Erreichen der Meßstelle vorausberechneten Fahrzeuges erfassen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die sonstigen Einrichtungen Laserabstandssensoren aufweisen, die vorzugsweise paarweise neben und oberhalb einer zu überwachenden Fahrspur angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßebene der Laserabstandssensoren im wesentlichen senkrecht zur Fahrtrichtung verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kamera zur Erfassung der Frontseite und/oder des Kennzeichens des Fahrzeuges vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera oberhalb der zu überwachenden Fahrspur und vorzugsweise mit der optischen Achse um 15 bis 70°, vorzugsweise um 25 bis 40° gegenüber der Fahrbahnebene geneigt montiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder einem der auf Anspruch 16 rückbezogenen Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kommunikationseinrichtung pro Fahrspur vorgesehen ist, welche mit einer entsprechenden Einrichtung in einem Fahrzeug kommunikationsfähig ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Reichweite der Kommunikationseinrichtung auf einen in etwa kegelförmigen Sektor mit elliptischem Querschnitt begrenzt ist, dessen Breite kleiner ist als die Breite einer Fahrspur und dessen Länge etwa das Doppelte der Fahrspurbreite und jedenfalls weniger als 20 m beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21 dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Kamera für Übersichtsaufnahmen einer oder mehrerer Fahrspuren vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder einem der auf Anspruch 16 rückbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserabstandssensoren, der LIDAR und auch die Kommunikationseinrichtungen an den senkrechten Pfeilern oder dem Querträger einer die Fahrspur bzw. die Fahrspuren überspannenden Brücke vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Fahrspur überwachenden Laserabstandssensoren etwa um eine halbe Spurbreite gegenüber der zu überwachenden Spur versetzt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 16 oder einem der auf Anspruch 16 rückbezogenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Recheneinheit vorgesehen ist, welche die Daten des LIDAR und/oder der Laserabstandssensoren und/oder der Kamera auswertet und miteinander in Beziehung setzt.