BE1008236A3 - Verkeersbewakingsinrichting. - Google Patents

Abstract

Verkeersbewakingsinrichting bevattende een beeldopname eenheid, een verkeersdetectie zone bepaaleenheid en een beeldanalyse eenheid, welke verkeersdetectiezone bepaaleenheid voorzien is om als verkeersdetectiezone een zich met een verkeersas in genoemde verkeersweg nagenoeg evenwijdig uitstrekkende en daarop gelegen volgas te bepalen, en dat genoemde beeldanalyse eenheid verder voorzien is om genoemd nagaan puntsgewijs op voorafbepaalde punten gelegen op genoemde volgas uit te voeren en om bij detectie van zo'n voorwerp daaraan een identificatie patroon toe te kennen en om uit opeenvolgende beelden binnen genoemde sequentie na te gaan of met genoemd indentificatiepatroon corresponderende patronen optreden.

Description

Verkeersbewakinqsinrichting

De uitvinding heeft betrekking op een verkeersbewakingsinrichting bevattende : - een beeldopname eenheid voor het opnemen van een sequentie van opeenvolgende verkeersbeelden van eenzelfde verkeersweg; - een detectie zone bepaaleenheid verbonden met de beeldopname eenheid en voorzien voor het in de verkeersbeelden uit genoemde sequentie bepalen van een verkeers-detectiezone; - een beeldanalyse eenheid voorzien om samen te werken met de beeldopname eenheid en met de detectie zone bepaaleenheid en om uit telkens een aangeboden verkeersbeeld binnen genoemde verkeersdetectie zone na te gaan of aldaar een als voertuig identificeerbaar voorwerp aanwezig is;

Een dergelijk verkeersbewakingsinrichting is bekend en wordt in de handel gebracht door Wootton Jeffreys Consultants onder de benaming Impacts. Een beeldopname eenheid, gevormd door een T.V. camera, neemt opeenvolgende beelden op van een verkeerstroom. Binnen elk beeld wordt een detectiezone bepaald binnen dewelke de verkeerstroom zal worden geanalyseerd. De beeldanalyse eenheid onderzoekt de beeldinhoud van de detectiezone om na te gaan of binnen deze detectiezone een als voertuig identificeerbaar voorwerp aanwezig is. Hierdoor is het mogelijk om elektronisch het verkeer te bewaken en na te gaan of bijvoorbeeld filevorming optreedt. Dit laatste geschiedt door na te gaan hoeveel als voertuig identificeerbare voorwerpen binnen het opgenomen beeld aanwezig zijn.

Bij het bekende verkeersbewakingsinrichting wordt als detectiezone telkens een rechthoek gebruikt die het beeld van de te bewaken weg wordt gesuperpo-neerd. Zo wordt de verkeersweg in een veelvoud van rechthoeken verdeeld. De dimensie van elke rechthoek wordt zo gekozen dat hierin ruimschoots één voertuig past. Wordt er nu door de beeldanalyse eenheid vastgesteld dat zich binnen zo'n rechthoek meer dan één voertuig bevindt, dan wordt dit op een beeldweergave aangeduid doordat de kleur waarmede de kontouren van de rechthoek wordt aangeduid veranderd bijvoorbeeld van blauw naar rood. Hiermede wordt dus aangduid alwaar zich binnen de verkeersstroom een probleem bevindt.

Een nadeel van de bekende verkeersbewakingsinrichting is dat door gebruik te maken van rechthoeken de beeldanalyse eenheid een grote hoeveelheid beeldpunten moet verdisconteren, per beeld worden meer dan 2.000 beeldpunten verdisconteerd wat een aanzienlijk rekencapaciteit vergt. Omdat bovendien verkeersituaties zich snel kunnen wijzigen, is het noodzakelijk teneinde een betrouwbaar systeem te verkrijgen, om de beelden uit de sequentie snel opeen te laten volgen. Dit legt op zijn beurt ook weer hoge eisen op aan de rekencapaciteit van de inrichting.

Een verder nadeel van de bekende verkeersbewakingsinrichting is dat bij het analyseren van de opeenvolgende beelden geen korrelatie tussen deze beelden wordt gelegd.

De uitvinding heeft tot doel een verkeersbewakingsinrichting te realiseren waarbij, zonder afbreuk te doen aan de betrouwbaarheid van de inrichting, met een relatief geringe rekencapaciteit kan worden volstaan voor wat betreft de beeldanalysen, en waarbij tevens een korrelatie tussen de opeenvolgende beelden te bepalen is.

Een verkeersbewakingsinrichting volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk dat genoemde verkeersdetectiezone bepaaleenheid voorzien is om als verkeersdetectiezone een zich met een verkeersas in genoemde verkeersweg nagenoeg evenwijdig uitstrekkende en daarop gelegen volgas te bepalen, en dat genoemde beeldanalyse eenheid verder voorzien is om genoemd nagaan puntsgewijs op voorafbepaalde punten gelegen op genoemde volgas uit te voeren en om bij detectie van zo'n voorwerp daaraan een identificatie patroon toe te kennen en om uit opeenvolgende beelden binnen genoemde sequentie na te gaan of met genoemd identificatiepatroon corresponderende patronen optreden. Door de keuze van een volgas als verkeersdetectiezone wordt het aantal in beschouwing genomen beeldpunten aanzienlijk verlaagd. Hierdoor kan met een geringe rekencapaciteit volstaan worden aan de betrouwbaarheid van de inrichting wordt geen afbreuk gedaan omdat de volgas op de verkeersas gelegen is. Het verkeer zal zich dus langs die volgas bewegen zodat de betrouwbaarheid van de detectie bewaar-borgd is. Door verder een identif icatiepatroon toe te kennen aan een als voertuig geïdentificeerd voorwerp en na te gaan of dit identificatiepatroon zich over opeenvolgende beelden herhaald, kan de verplaatsing van het voertuig worden waargenomen omdat zodoende een korrelatie tussen opeenvolgende beelden wordt gelegd.

Een eerst voorkeursuitvoeringsvorm van een verkeersbewakingsinrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat genoemde verkeersdetectiezone bepaaleenheid voorzien is om voor genoemde volgas een voorafbepaald lijnstuk op genoemde verkeersbeelden te superpone-ren. Het bepalen van de volgas is hierdoor eenvoudig en betrouwbaar te realiseren.

Een tweede voorkeursuitvoeringsvorm van een verkeersbewakinginrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om bij genoemd nagaan een grijswaarde van het beeldpunt te bepalen en na te gaan of genoemde grijswaarde een voorafbepaalde drempel overschrijdt, en om bij overschrijding genoemd ident if icatiepatroon met genoemde grijswaarde te bepalen. Zeker wanneer met videobeelden wordt gewerkt is de grijswaarde van en beeldpunt eenvoudigweg te bepalen en in digitale vorm om te zetten. Het rekenen met gedigitaliseerde grijswaarden is bovendien snel uit te voeren, waardoor de vergelijking met de drempelwaarde snel en eenvoudig uitvoerbaar is. Bovendien biedt dit een betrouwbare manier om het identifica-tiepatroon te bepalen.

Het is gunstig dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om genoemde grijswaarde te bepalen uit een gemiddelde waarde van n(n>l) naburige beeldpunten. Hierdoor wordt een ruisfiltering op de beelddata uitgevoerd.

Een derde voorkeursuitvoeringsvorm van een verkeersbewakingsinrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om op genoemde grijswaarde een Laplaciaan operatie toe te passen en hieruit een Laplaciaan operator te bepalen en diens waarde aan genoemde drempel te toetsen. Een Laplaciaan operator bepalen is elektronisch met eenvoudige middelen uitvoerbaar.

Een vierde voorkeursuitvoeringsvorm van een verkeersbewakingsinrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om voor elke grijswaarde die genoemde drempel overschrijdt een eerste beeldvenster af te bakenen gelegen rond het beeldpunt waartoe die grijswaarde behoort, en om genoemd identificatiepatroon binnen genoemd eerste beeldvenster te bepalen. Het afbakenen van het eerste beeldvenster biedt de mogelijkheid om binnen dat eerste beeldvenster het identificatiepatroon te bepalen. Het identificatiepatroon strekt zich aldus uit over meerdere beeldpunten waardoor het zoeken naar corresponderende patronen met een hogere mate van betrouwbaarheid kan geschieden.

Een vijfde voorkeursuitvoeringsvorm van een verkeersbewakingsinrichting volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om uitgaande van genoemde eerste beeldvenster een tweede beeldvenster te bepalen en om met een voorafbepaalde incrementatie genoemde tweede beeldvenster telkens stapsgewijs langs genoemde volgas te verschuiven, en om bij elke stap dat genoemde tweede beeldvenster verschoven is genoemd nagaan of corresponderende patronen op treden uit te voeren. Zodoende wordt het identificatiepatroon meegeschoven met het tweede beeldvenster en wordt het zoeken naar corresponderende patronen beperkt tot het zoeken binnen dat tweede beeldvenster.

Een gunstige wijze om de korrelatie tussen eerste en tweede beeldvenster te bepalen heeft het kenmerk dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om bij genoemde stap binnen het tweede beeldvenster een verder identificatiepatroon te bepalen en om uit genoemd verder identificatiepatroon en genoemd identificatiepatroon een korrelatiewaarde te bepalen, en om na te gaan of genoemde korrelatiewaarde een verdere drempelwaarde overschrijdt.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van tekening waarin:

Figuur 1 schematisch een uitvoeringsvoor-beeld laat zien van een verkeersbewakingsinrichting volgens de uitvinding;

Figuur 2 het begrip "volgas" illustreert.

Figuur 3 a + b onder de vorm van een stroomdiagram het functioneren van een verkeersbewakingsin-richting volgens de uitvinding toelicht/

Figuur 4 a + b het begrip "eerste en tweede beeldvenster" illustreert.

Figuur 5 onder de vorm van een stroomdiagram een alternatieve uitvoeringsvorm van het functioneren van een verkeersbewakingsinrichting volgens de uivinding laat zien.

In de tekening is aan eenzelfde of aan een analoog element eenzelfde verwijzingscijfer toegekend.

Een verkeersbewakingsinrichting volgens de u^^vïn<^in9i waarvan in figuur 1 een uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven, bevat een beeldopname eenheid 1, bijvoorbeeld gevormd door een CCD camera. De beeldopname eenheid is bestemd om langs een weg te worden opgesteld ten einde het op de weg aanwezige verkeer te registreren. De geregistreerde beelden worden aan een analoog-digitaal convertor 2 afgegeven alwaar ze gedigitaliseerd worden. De convertor 2 is verbonden met een bus 3 onder meer bestemd voor het transport van data en instructies. Aan de bus 3 zijn verder een dataverwerkende eenheid 4, bijvoorbeeld gevormd door een microprocessor, alsook een leesgeheugen 5 (RAM) en een lees-schrijf geheugen 6 (RAM) aangesloten. Verder is op de bus 3 een beeldgenerator 7 aangesloten waarvan een uitgang met een beeldweergave eenheid 8 verbonden is.

De beeldopname eenheid en de overige componenten zijn niet noodzakelijkerwijze op dezelfde lokatie opgesteld. Zo zullen genoemde overige componenten bij voorkeur opgesteld zijn bij de verkeersbewakingscentrale van de daartoe bevoegde instantie.

In de data verwerkende eenheid 4 en/of in de geheugens 5, 6 zijn data en instructies opgeslagen waarmede een analyse van het opgenomen verkeersbeeld uitvoerbaar is. De data verwerkende eenheid 4 en de geheu- gens 5, 6 alsook de bus 3 vormen zodoende een beeldanalyse eenheid. Alvorens echter verder in detail in te gaan op de werking van de beeld analyse eenheid zal eerst het begrip "volgas" worden toegelicht.

Figuur 2 laat een verkeersbeeld zien waarin een gedeelte van een verkeersweg 9 is weergegeven, op dewelke zich een voertuig 10 bevindt dat zich in de richting van de pijl 11 verplaatst. Deze richting is diegene van de verkeersas langs dewelke het verkeer zich normalerwijze beweegt. De volgas 12 wordt nu gedefinieerd volgens een richting die zich nagenoeg evenwijdig met de verkeersas uitstrekt. In het voorbeeld gegeven is figuur 2, dus evenwijdig met pijl 11. De volgas wordt zodanig in het beeld lokaliseerd dat ze zich op dat gedeelte van de weg bevindt waarop de waarschijnlijkheid dat zich aldaar een voertuig beweegt het grootste is. Zo zal bijvoorbeeld wanneer de volgas in een rijbaan van een tweebaansweg wordt geplaatst, deze in het midden of ten opzichte van het midden iets naar de rechterrand van de weg (bij rechts rijdend verkeer) verschoven worden geplaatst. Bij een weg met twee of meer rijstroken, zoals weergegeven in figuur 2, wordt bijvoorbeeld in de strook uiterst rechts resp. uiterst links de volgas 12 resp. 12' zo gepositioneerd dat ze ten opzichte van het midden van de strook iets (bijvoorbeeld 15%) naar rechts resp naar links verschoven is.

De volgas 12 (of 12’) wordt vooraf bepaald bij het installeren van de beeldopname eenheid, althans wanneer deze een vaste opstelling heeft. Eenmaal de beeldopname eenheid is ingesteld, wordt op het opgenomen beeld een volgas gesuperponeerd welk vooraf is bepaald en dus onveranderd blijft. Het is echter ook mogelijk om de beeldopname eenheid van positie te laten veranderen, bijvoorbeeld een eerste positie tijdens de ochtendspits en een tweede positie tijdens de avondspits. Bij deze laatste configuratie wordt dan met twee vooraf bepaalde volgassen gewerkt, en geschakeld tussen een eerste en tweede volgas naargelang de positie ingenomen door de beeldopname eenheid.

In de plaats van met een vooraf bepaalde volgas te werken is het ook mogelijk om een volgas strooksgewijs op te bouwen in funktie van de lokale verkeersdichtheid. Dit is bijvoorbeeld nuttig bij een kruispunt waar iedere verkeersdeelnemer niet noodzakelijkerwijze eenzelfde traject volgt wanneer hij naar één of andere richting afslaat. Door strooksgewijs de volgas op te bouwen in funktie van de lokale verkeersdichtheid op verschillende punten van de weg of het kruispunt, is het mogelijk de volgas regelmatig te "actualiseren". Bovendien wordt hierdoor vermeden dat, wanneer een voertuig de voorafbepaalde volgas zou verlaten, de bewaking van de progressie van dit voertuig wordt verstoord. Het strooksgewijs opbouwen van de volgas geschiedt door met een beginstrook te starten en vervolgens elke volgende strook ten opzichte van zijn voorgaande over een hoek te laten variëren en na te gaan bij welke hoek met de hoogste waarschijnlijkheid of duidelijkheid een voertuig wordt gedetecteerd. De hoekvaria-tie α bedraagt bij voorbeeld -15°<a<l5°. Die hoek bij dewelke de hoogste waarschijnlijkheid wordt vastgesteld wordt dan ook gekozen.

De zone binnen dewelke de aanwezigheid van verkeer zal worden onderzocht is dus gedefinieerd door middel van de volgas. Om deze detectie uit te voeren worden op de volgas een aantal (N) punten X, (l<i<N) vastgelegd. Van deze punten zal nu telkens de grijswaarde worden bepaald, wat een indicatie geeft voor de aanwezigheid aldaar van een voertuig . Deze grijswaarde wordt bij voorkeur door een 8 bits woord voorgesteld wat 256 waarden geeft.

Deze detectie beperkt zich echter niet tot alleen de beeldpunten Xf. Om de ruis te beperken wordt in werkelijkheid een strook 13 met een breedte van n (bijvoorbeeld l<n<10) beeldpunten uit het opgenomen beeld opgehaald. Bij voorkeur worden deze n beeldpunten in een richting nagenoeg loodrecht op de volgas gekozen. Een voertuig heeft immers altijd een bepaalde breedte. Wanneer het voertuig zich langs de volgas verplaatst, dan zal in een lijnstuk van n beeldpunten nagenoeg loodrecht op de volgas eenzelfde grijswaarde niveau in het beeld aanwezig zijn. De breedte n van de gekozen strook kan variëren in funktie van de postitie in het beeld. Bij voorkeur worden, bij lijnsgewijse beeldop-bouw, de n beeldpunten binnen eenzelfde beeldlijn gekozen, wat het rekenen vereenvoudigd. De n beeldpunten kunnen echter ook langs de volgas zelf worden gekozen of ten opzichte van een volgas een hoek ß, 0</3<l35° vormen, afhankelijk van de kromming van de volgas binnen het opgenomen beeld.

De door de beeldopname eenheid opgenomen beelden worden gedigitaliseerd en alleen die beeldpunten die in een strook van n beeldpunten rond de volgas, zoals hiervoor beschreven, gelegen zijn worden verdisconteerd. Hiertoe worden bijvoorbeeld de gedigitaliseerde beeldpunten in het geheugen 6 ingeschreven en alleen die beeldpunten die op genoemde strook gelegen zijn worden vervolgens uitgelezen en door de data verwerkende eenheid 4 behandeld. Dat selectief uitlezen geschiedt bijvoorbeeld door selectief het geheugen 6 te adresseren middels een adresgenerator die in funktie van de positie van de volgas in het beeld geprogrammeerd is. Deze adresgenerator fungeert dan als detectie zone bepaaleenheid om de juiste verkeersdetectie zone in het beeld te bepalen. Andere uitvoeringsvormen zoals selectief inschrijven in het geheugen zijn natuurlijk ook mogelijk.

Het stroomdiagram weergegeven in figuur 3a illustreert het selecteren van relevante beeldpunten bij een verkeersbewakingsinrichting volgens de uitvinding.

De verschillende stappen uit dit stroomdiagram zullen nu worden toegelicht.

20. Xj=Xj+l : Het te behandelen beeldpunt X; uit de volgas van eenzelfde beeld wordt geselecteerd. Hiertoe wordt bijvoorbeeld een modulo N teller gebruikt die als adresgenerator fungeert. De teller telt sequentieel telkens met één incrementatie om zodoende de verschillende beeldpunten te adresseren.

21^—BB. X| : De grijswaarde Xj van het geselecteerde beeldpunt Xj wordt opgehaald.

22. RD nXj : De grijswaarde x(j van elk der n beeldpunten, naaste buren van Xj, zoals hiervoor besproken wordt eveneens opgehaald (l<j<n). De waarde van n kan hier variëren in funktie van de camerahoek en de positie van Xj in het beeld.

23 .—AV Xj : De wiskundige operatie

wordt nu uitgevoerd ten einde voor de grijswaarde van het beeldpunt Xf een gemiddelde waarde Xj genomen over zijn naaste buren te bepalen en zodoende beeldruis te onderdrukken. De deling door (n+1) kan eventueel achterwege blijven aagezien de relatieve en niet de absolute waarde van belang is.

24. DT Xj_^ : Ten einde de beeldruis verder te beperken wordt nog een laagdoorlaat filtering op het beeldsignaal toegepast. Wiskundig uit zich dit in de volgende operatie :

waarbij uitgaande van de gemiddelde grijswaarde behorende bij beeldpunt Xt een substitutie waarde x( ' wordt bepaald door bij xt de waarde x„, en x,^, van zijn naaste buren te tellen.

25. DT Ai : Om na te gaan of de waarde x'; relevant is, dat wil zeggen de aanwezigheid van een voertuig weergeeft, wordt hierop een identificatie operatie uitgevoerd. Deze identificatie operatie kan verschillende vormen aannemen. Zo kan bijvoorbeeld eenvoudigweg nagegaan worden of de grijswaarde x'j een voorafbepaalde drempelwaarde overschrijdt. Om echter rekening te houden met diverse faktoren, zoals de lichtintensiteit, de cameragevoeligheid, nat wegdek, enz die de absolute grijswaarde van het beeldpunt sterk beïnvloeden wordt niet de absolute grijswaarde maar de relatieve grijswaarde in beschouwing genomen. In dit uitvoeringsvoor-beeld wordt op basis van de grijswaarde x ' ; een Lapla-ciaan operator berekend ; Δί = X ' i_2 - 2X ' ; + x'1+2.

Hierdoor kan worden nagegaan of het punt Xj ten opzichte van de punten X;.2, Xl+2 een duidelijk verschillende grijswaarde bezit. In de plaats van een Laplaciaan operator te berekenen is het ook mogelijk om de evolutie van x'j ten opzichte van het gemiddelde van zijn naaste buren xi±p' (l<p<3) te bepalen.

26.I Ai I>TH_LA? : Hier wordt nagegaan of de absolute waarde van de Laplaciaan Ai een voorafbepaalde drempelwaarde TH_LA overschrijdt. Is dit niet het geval, dan wordt naar stap 28 overgestapt.

27. ST xi : Wanneer de Laplaciaan operator | Ai | de waarde TH_LA overschrijdt, dan wordt het punt X, als relevant beschouwd. Immers het overschrijden van de waarde TH_LA wijst op de mogelijke aanwezigheid van een voertuig. Het punt X| en de daarbij behorende waarde x'| worden tijdelijk opgeslagen in een geheugen.

28. X„? : Er wordt nagegaan of het beschouwde punt X; het laatste uit de serie der N punten was. Zo niet dan wordt een volgend punt Xj+, genomen en de stappen 20 t/m 28 herhaald.

^ RL ? : Er wordt onderzocht of er in het geheugen relevante punten X( opgeslagen zijn. Zoniet dan wordt een subséquent beeld uit de beeldsequentie opgenomen door de beeld opname eenheid in behandeling genomen.

· RT : aanwezigheid van relevante punten wordt een andere routine (weergegeven in figuur 3b) geactiveerd. Deze andere routine verloopt bij voorkeur simultaan met de routine uit figuur 3a.

Een grafische illustratie van de grijswaarde x i als funktie van de positie X; op de volgas is weergegeven in figuur 4a. Uit dit voorbeeld blijkt dat wanneer bijvoorbeeld TA_LA=150 dat dan bij de beeldpunten 7, 10, 28, 30 en 35 waarschijnlijk een voertuig aanwezig is, aangezien aldaar relevante informatie wordt aangetroffen waarvan de Laplaciaan operator |Δΐ|>TA_LA. Deze punten werden dus gerepereerd om nu na te gaan of dit identificatie patroon zich in subséquente beelden, al dan niet verschoven in de richting van de volgas, herhaalt. Een verschuiving langs de volgas betekent immers dat er beweging zit in het verkeer, terwijl een stilstaande of een langzame verschuiving op filevorming wijst.

Om nu na te gaan of in subséquente beelden corresponderende patronen optreden wordt voor elk beeldpunt x; waarvoor |Δϊ|> TH_LA een eerste beeldvenster af gebakend. Dit geschiedt in de stap 31 DTW.i van de andere routine weergegeven in het stroomdiagram volgens figuur 3b. Het eerste beeldvenster heeft een breedte van L beeldpunten, bijvoorbeeld L=6 en wordt gecentreerd rond het beeldpunt Xj. De grijswaarden van de beeldpunten binnen dat eerst venster W1 vormen nu een identificatie— patroon dat men gaat trachten terug te vinden in de volgende beelden.

Bij het voorbeeld weergegeven in figuur 4a wordt dus een eerste beeldvenster W1 rond het beeldpunt 7 gelegd. De beelpunten 4 t/m 10 behoren nu tot dat eerste venster en het identificatie patroon bevat de punten 7 en 10 die een Laplaciaan hadden die groter is dan TH LA. Een verder eerste beeldvenster wordt rond de beeldpunten 28, 30 en 35 gelegd.

Om nu na te gaan of corresponderende patronen, zoals die uit de eerste beeldvensters, in daarop volgende verkeersbeelden optreden wordt de data uit de eerste beeldvensters tijdelijk opgeslagen tot dat voor een volgend beeld opnieuw de stappen weergegeven in figuur 3a werden afgehandeld. Om nu de grijswaarde data uit dat volgend beeld te onderscheiden van die (x\) uit het vorige beeld, zal die uit het volgend beeld als y j worden aangeduid. De grijswaarde y'i wordt op analoge wijze bepaald als xV Figuur 4b laat een voorbeeld zien van grijswaarden y\. Zo ligt nu bij beeldpunt 12 een grijswaarde y'j met een Laplaciaan |Δί|>ΤΗ_LA)

Nadat nu de grijswaarde y'; (y'i? : 32 figuur 3b) werd bepaald, wordt een tweede beeldvenster W2 (DT W2 ; 33 figuur 3b) bepaald. Dat tweede beeldvenster heeft dezelfde grootte als het eerste Wl, en wordt initieël gepositioneerd op dezelfde lokatie als het eerste beeldvenster. Daarna wordt dat tweede beeldvenster in de richting van de volgas verschoven (SH W2; 34), telkens met een voorafbepaalde incrementatie van bijvoorbeeld één positie op de volgas. Bij iedere verschuiving van het tweede beeldvenster wordt een korrelatie faktor bepaald (DT CF,35). Deze korrelatie faktor CF wordt bijvoorbeeld via de volgende wiskundige operatie bepaald:

(L+i is het totaal aantal punten van de volgas gelegen binnen het tweede beeldvenster. De korrelatie faktor is minimaal wanneer de patronen nagenoeg corresponderen en neemt toe naarmate meer verschil tussen de patronen optreedt. Voor elke verschuiving van het tweede beeld-venster wordt de korrelatie faktor tijdelijk opgeslagen, gekoppeld aan de bijbehorende positie van het tweede beeldvenster.

Na de bepaling van de korrelatie faktor wordt nagegaan of het tweede venster reeds zijn maximale verschuiving As bereikt heeft (SH= As? 36) . Immers tussen twee opeenvolgende beelden zal een voertuig in beweging een beperkte afstand hebben afgelegd. De verschuiving van het tweede beeldvenster kan dan ook beperkt worden over een voorafbepaald aantal, bijvoorbeeld As—6 beeldpunten. Is dit maximum nog niet bereikt, dan wordt het tweede venster over één beeldpunt verschoven en de stappen 34 en 35 herhaald.

Heeft het tweede beeldvenster zijn maximale verschuiving ten opzichte van het eerste bereikt (35, Y) dan wordt (DT MN:37) die positie van het tweede beeldvenster gekozen waarbij CF de kleinste waarde bedroeg. Immers aldaar verwacht men een met het identificatie patroon corresponderend patroon te verkrijgen. Vervolgens wordt nagegaan of die kleinste waarde kleiner is dan een dremelwaarde TH_COR voor de korrelatie waarde (MN<TH_COR?; 38). Zo ja, (38:y) dan wordt een volgende berekening (PT; 39) zoals bijvoorbeeld de verplaatsing van het voertuig bepaald. Daarna is deze routine afgehandeld en kan een nieuwe bepaling gestart worden voor en volgend beeld.

De berekening van de verplaatsing of de snelheid van het voertuig geschiedt door het verschil in de positie van de twee beeldvensters te bepalen. Was MN>TH_COR dan betekende dit dat geen corresponderende patronen gevonden werden.

In het voorbeeld weergegeven in figuur 4 wordt, wanneer het tweede beeldvenster W2 over 5 posities ten opzichte van het eerste verschoven is, een correspondentie verkregen tussen de inhoud van het eerste en het tweede beeldvenster. Het identificatie patroon aanwezig in het eerste beeldvenster is dus in het daarop volgende beeld over 5 posities verschoven, wat aangeeft dat het daarmee geassociëerde voertuig zich tussentijds verplaatst heeft.

De verkeersbewakingsinrichting volgens de uitvinding laat dus toe om op een betrouwbare en eenvoudige wijze de progressie van het verkeer te bewaken. Wanneer het verkeer stilstaat dan zal ook het identificatie patroon stilstaan in het beeld. Correspondentie tussen de beeldinhoud van eerste en tweede beeldvenster zal dan op nagenoeg identieke posities in het beeld worden gevonden. Het detecteren van een dergelijke correspondentie op identieke beeldposities, of het vaststellen dat de snelheid waarmede het voertuig zich verplaatst (stap 38, figuur 3b) geeft dan aanleiding tot het genereren van een file-waarschuwingssignaal. Dat file-waarschuwingssignaal wordt ook gegenereerd wanneer de waargenomen snelheid beneden een voorafbepaalde ondergrens zakt. Deze laatste situatie wijst immers op een langzaam rijdend verkeer wat karakteristiek is voor file vorming. Het file-waarschuwingssignaal wordt uitgeschakeld wanneer de snelheid van het verkeer opnieuw boven de ingestelde waarde stijgt.

De inrichting volgens de uitvinding is bij voorkeur verder voorzien om de tijdsduur van een file te meten. Hiertoe wordt een teller gestart bij het genereren van het file-waarschuwingssignaal die dan gestopt wordt bij het uitschakelen van dat signaal.

Bij file detectie is het gunstig om de volgas lang genoeg te kiezen en zodoende ongevoelig te zijn voor kleine bewegingen in de file. Om niet nodeloos voor elke kortstondige file een signaal te genereren is het gunstig om dat signaal pas te genereren wanneer de file onafgebroken gedurende een bepaalde tijd, bijvoorbeeld 3 minuten, heeft bestaan.

Figuur 5 laat een stroomdiagram zien waarin een alternatieve uitvoeringsvorm is weergegeen. Sommige stappen zijn analoog aan de routine weergegeven in figuur 3a en dragen dan ook dezelfde referentie. De in figuur 5 weergegeven routine is bestemd om de inrichting volgens de uitvinding eveneens als verkeersfrequentie/-dichtheid - teller te gebruiken. Hiertoe wordt een verbetering in de routine aangebracht waarbij de vaststelling van een Laplaciaan operator AXj>TH_LA zal leiden tot het aannemen dat in het volgende beeld naar alle waarschijnlijkheid opnieuw zo'n vaststelling zal plaatsvinden. Hiertoe wordt de gemiddelde grijswaarde van het identificatiepatrooon bepaald en vergeleken met een referentie waarde die regelmatig aangepast wordt. Wanneer de gemiddelde grijswaarde kleiner of gelijk is aan een eerste waarde P die een achtergrond grijswaarde voorstelt en dat herhaald zich over een aantal beelden (bijvoorbeeld 5) dan wordt met zekerheid vastgesteld dat geen voertuig aanwezig is. Deze berekening dient in het bijzonder om een verandering in de lichtintensiteit te verdisconteren.

Het stroomdiagram weergegeven in figuur 5 bevat nu de volgende stappen: 40· DTM : Een gemiddelde waarde M wordt berekend uit de waarden x(

Deze waarde wordt bepaald over alle punten M van de volgas.

43·· SW V : Wanneer |Δϊ | >TH_LA wijst dit op de aanwezigheid van een voertuig en wordt een voertuig-presentie signaal V gegenereerd en de frequentietellers T, en T2 (stap 53; T,=0, T2=0) worden gereset. De funktie van deze frequentietellers T, en T2 zal verderop worden toegelicht.

42. SW? : Er wordt nagegaan of reeds een voertuig-presentie signaal V werd gegenereerd.

43. T,= Tï+1 : Indien geen signaal V werd gegenereerd wordt teller T3 geincrementeerd. De teller T3 dient om de referentie waarde regelmatig op te frissen ten einde lichtintensiteitsvariaties te verdisconteren. De teller T3 wordt alleen geincrementeerd wanneer |ΔΪ|<TH_LA en het signaal V niet aktief is. De teller T3 telt aantallen beelden.

44. T?= MX 3? : Er wordt nagegaan of teller T3 een maximale waarde aangeeft. De maximale waarde is bijvoorbeeld gelijk aan 10 beelden.

45. REF=M : Als teller T3 een maximale stand aangeeft, wordt de eerste referentie waarde P gesubstitueerd door de waarde M berekend bij stap 40. Hierdoor wordt een geactualiseerde achtergrond grijswaarde ingesteld vervolgens wordt teller T3 gereset.

46. M Ref 1? : Er wordt nagegaan of de waarde L=M/P binnen een eerste gebied Q gelegen is dat bijvoorbeeld 4% van de maximale intensiteit weergeeft.

47. T|=T|+1 : Wanneer LeQ dan wordt de teller T, geincrementeerd. De teller T, telt het aantal subséquente beelden, nadat een signaal V werd gegenereerd, en voor dewelke |Ai|<TH_LA. Een dergelijke situatie treedt bijvoorbeeld op wanneer bij een beeld, ten gevolge van een storing of een plotse intensiteitsvariatie, een voorwerp als voertuig werd geïdentificeerd (|Δϊ|>TH_LA), en bij de daaropvolgende beelden datzelfde voorwerp niet meer identificeer is.

48. T]=MX 1? : Er wordt nagegaan of teller T, een maximale waarde aangeeft. De maximale waarde bedraagt bijvoorbeeld twee beelden.

.4,9. swo : Wanneer T, een maximale waarde aangeeft, wordt het voertuigpresentie signaal V uitgeschakeld en wordt het voertuig frequentie teller met één eenheid geincre-®®hteerd. Het signaal V werd immers gegenereerd. De waarde P wordt gelijk aan M gesteld en de tellers T|, T2 en T3 worden gereset.

50j—M—Ref—2? : Er wordt nagegaan of de waarde L=M/P binnen een tweede gebied Q' gelegen is dat bijvoorbeeld 30% van de maximale intensiteit weergeeft.

5Ij_jr2=T2±I : Wanneer LeQ' dan wordt teller T2 geincre-menteerd. De teller T2 heeft een analoge funktie aan diegene van teller T,, doch telt T2 die beelden binnen dewelke toch nog een redelijke (groter dan 30%) intensiteit aanwezig is. Een dergelijk situatie treedt bijvoorbeeld op bij de doorgang van een lange vrachtwagen met uniforme onvoldoende onderscheidbare kleur zoals wit. De intensiteit is onvoldoende omdat |Ai|>TH_LA maar het voertuig is wel aanwezig.

52 —T2=MX2? : Er wordt nagegaan of teller T2 een maximale waarde aangeeft zo ja dan wordt naar stap 49 overstapt. De maximale waarde bedraagt bijvoorbeeld 5 beelden.

Claims (12)

1. Verkeersbewakingsinrichting bevattende: - een beeldopname eenheid voor het opnemen van een sequentie van opeenvolgende verkeersbeelden van eenzelfde verkeersweg; - een detectie zone bepaaleenheid verbonden met de beeldopname eenheid en voorzien voor het in de verkeersbeelden uit genoemde sequentie bepalen van een verkeers-detectiezone; - een beeldanalyse eenheid voorzien om samen te werken met de beeldopname eenheid en met de detectie zone bepaaleenheid en om uit telkens een aangeboden verkeersbeeld binnen genoemde verkeersdetectie zone na te gaan of aldaar een als voertuig identificeerbaar voorwerp aanwezig is; daardoor gekenmerkt dat genoemde verkeersdetectiezone bepaaleenheid voorzien is om als verkeersdetectiezone een zich met een verkeersas in genoemde verkeersweg nagenoeg evenwijdig uitstrekkende en daarop gelegen volgas te bepalen, en dat genoemde beeldanalyse eenheid verder voorzien is om genoemd nagaan puntsgewijs op voorafbepaalde punten gelegen op genoemde volgas uit te voeren en om bij detectie van zo'n voorwerp daaraan een identificatie patroon toe te kennen en om uit opeenvolgende beelden binnen genoemde sequentie na te gaan of met genoemd identificatiepatroon corresponderende patronen optreden.

2. Verkeersbewakingsinrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat genoemde verkeers detectiezone bepaaleenheid voorzien is om voor genoemde volgas een voorafbepaald lijnstuk op genoemde verkeersbeelden te superponeren.

3. verkeersbewakingsinrichting volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om bij genoemd nagaan een grijswaarde van het beeldpunt te bepalen en na te gaan of genoemde grijswaarde een voorafbepaalde drempel overschrijdt, en om bij overschrijding genoemd identifi-catiepatroon met genoemde grijswaarde te bepalen.

4. Verkeersbewakingsinrichting volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om genoemde grijswaarde te bepalen uit een gemiddelde waarde van n(n>l) naburige beeldpunten.

5. Verkeersbewakingsinrichting volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om genoemde gemiddelde waarde uit naburige beeldpunten nagenoeg loodrecht op genoemde volgas gelegen te bepalen.

6. Verkeersbewakingsinrichting volgens conclusie 4 of 5, daardoor gekenmerkt dat genoemde beeldanalyse eenheid verder voorzien is om genoemde gemiddelde waarde uit naburige beeldpunten gelegen op genoemde volgas te bepalen.

7. Verkeersbewakingsinrichting volgens één der conclusies 3-6, daardoor gekenmerkt dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om op genoemde grijswaarde een Laplaciaan operatie toe te passen en hieruit een Laplaciaan operator af te leiden en diens waarde aan genoemde drempel te toetsen.

8. Verkeersbewakingsinrichting volgens conclusie 3 of 7, daardoor gekenmerkt dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om voor elke grijswaarde die genoemde drempel overschrijdt een eerste beeldvenster af te bakenen gelegen rond het beeldpunt waartoe die grijswaarde behoort, en om genoemd identifi-catiepatroon binnen genoemd eerste beeldvenster te bepalen .

9. Verkeersbewakingsinrichting volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om uitgaande van genoemde eerste beeldvenster een tweede beeldvenster te bepalen en om met een voorafbepaalde incrementatie genoemde tweede beeldvenster telkens stapsgewijs langs genoemde volgas te verschuiven, en om bij elke stap dat genoemde tweede beeldvenster verschoven is genoemd nagaan of corresponderende patronen op treden uit te voeren.

10. Verkeersbewakingsinrichting volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om bij genoemde stap binnen het tweede beeldvenster een verder identificatiepatroon te bepalen en om uit genoemd verder identificatiepatroon en genoemd identificatiepatroon een korrelatiewaarde te bepalen, en om na te gaan of genoemde korrelatiewaarde een verdere drempelwaarde overschrijdt.

11. Verkeersbewakingsinrichting volgens één der conclusies 1-10, daardoor gekenmerkt dat genoemde beeldanalyse eenheid voorzien is om bij toekening van een identificatie patroon een voertuig presentie signaal te genereren.

12. Verkeersbewakingsinrichting volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat genoemde beeldanalyse eenheid van achtergrond grijswaarde compensatie middelen voorzien is.