DE3804750C1 - Remote detection of maximum speed excesses and of traffic flow in the road traffic - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fernerfassung von Überschreitungen der Höchstgeschwindigkeit im Straßenverkehr gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren zur Geschwindigkeitsmessung mit Hilfe eines Laser-Meßstrahls und mittels des Doppler-Effekts ist durch die DE-AS 12 75 806 bekannt. Dort ist eine optische Anordnung beschrieben, welche den ein Parallelbündel bildenden Meßstrahl innerhalb derselben mindestens an einer Stelle auf einen kleinen Durchmesser einengt, durch einen ein kleines Loch für den Durchtritt des Meßstrahls aufweisenden und schräg zur Meßstrahlachse an einer Einengungsstelle des Bündels innerhalb der optischen Anordnung liegenden Spiegel, durch eine photographische Registriereinrichtung, durch die über den Ausgang der optischen Anordnung und nach Strahlumlenkung durch den Spiegel ein Bild des angemessenen Objekts erzeugt wird. Bei dieser Anordnung befinden sich also Laser-Meßanlage und Bildaufzeichnungsanlage in demselben Gerät, und mit der Anordnung sollen die optischen Achsen beider Anlagen möglichst exakt zur Deckung gebracht werden, da der Erfinder glaubt, nur so feststellen zu können, welches Objekt sich im Zeitpunkt der Messung im Abtastbereich des Meßstrahls befindet.

Anstelle dieses Verfahrens, das wegen der hohen Bündelungsfähigkeit von Laserstrahlung sehr präzise durchgeführt werden kann, und ebenso anstelle einfacher Meßverfahren (Meßstrecke und Stoppuhr, Hinterherfahren, Lichtschranken, in die Fahrbahn eingelassene Sensoren etc.) hat sich bisher jedoch das Mikrowellen- Radar durchgesetzt. Dieses Verfahren wird in vieler Hinsicht analog zu dem vorbeschriebenen Laserverfahren durchgeführt. Meß- und Aufzeichnungsanlage befinden sich wieder im selben Gerät, und es wird, zumeist aus einem parkenden Fahrzeug oder einer permanent installierten vollautomatischen Meßanlage heraus, ein Radarstrahl auf das zu messende Fahrzeug gerichtet und die geschwindigkeitsproportionale Frequenzverschiebung infolge des Doppeleffekts zwischen ausgesendeter und zurückgestreuter und empfangener Radarstrahlung bestimmt. Zur Beweissicherung wird das Fahrzeug einschließlich Nummernschild fotografiert, und in das Foto werden automatisch die aktuellen Werte von Ort, Datum, Uhrzeit und Fahrgeschwindigkeit eingeblendet.

Dieses Radarverfahren hat sich in vieler Hinsicht bisher bewährt, weist jedoch ebenso wie das beschriebene Laserverfahren eine Reihe von Nachteilen auf, die zum Teil die gleichen Ursachen haben. Zum einen sind die Meßanlagen für den Autofahrer in der Regel erkennbar, und zwar wegen ihrer Größe, und weil sie in unmittelbarer Nähe des zu überwachenden Straßenabschnittes liegen. Ein Grund hierfür liegt darin, daß geeignete Bildaufzeichnungen aus größerer Entfernung nicht praktikabel sind. Beim Radarverfahren kommt noch hinzu, daß es relativ große Antennen benötigt, trotzdem jedoch nur über verhältnismäßig kurze Entfernungen anwendbar ist, da sich der Radarstrahl nicht hinreichend eng bündeln läßt, um auch bei größeren Entfernungen nur ein Fahrzeug zu erfassen. Andererseits kann die Radarmeßanlage auch schon aus großer Entfernung durch im Fahrzeug mitgeführte Radarwarnempfänger bemerkt werden. Bei den im vorbeschriebenen Laserverfahren genannten Lasertypen (Rubin-Laser, HeNe-Laser) kommt noch das dort nicht erkannte Problem der Augensicherheit hinzu. In beiden Fällen führt die Erkennbarkeit der Meß- und Aufzeichnungsanlage zu der unerwünschten Folge, daß der Autofahrer seine Fahrweise entsprechend einrichten kann.

Zum anderen sind beide Verfahren personalintensiv und erfordern eine aufwendige Logistik. Jede Kontrollstation benötigt neben der Bildaufzeichnungsanlage eine hiergegen sehr aufwendige Geschwindigkeits-Meßanlage. Die Meßfahrzeuge müssen durch Personal für mehr oder weniger kurze Zeiten an den jeweiligen Ort verbracht und bedient werden. Auch die vollautomatischen Meßanlagen arbeiten nur mit größeren Pausen, in denen das belichtete Filmmaterial zur Auswertung abgeholt und durch neues unbelichtetes ersetzt werden muß. Aus diesen und anderen Gründen war es daher bisher nicht möglich, diese Überwachung mit Radar oder Laser kontinuierlich und in größerem Maßstab durchzuführen. Die langen Installations- und Auswertezeiten machen die Systeme unflexibel im Sinne einer Optimierung des Standorts als Funktion der Verkehrssituation, nicht in größerem Maßstab und kontinuierlich einsetzbar und bedingen trotzdem einen erheblichen Geräte- und Betriebsaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zur Fernerfassung von Überschreitungen der Höchstgeschwindigkeit und des Verkehrsflusses im Straßenverkehr der eingangs genannten Art die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und zu einem flexiblen, in großem Maßstab einsetzbaren und schnell an die Verkehrssituation anpaßbaren Meßsystem zu kommen, das einen hohen Automatisierungsgrad und einen vergleichsweise niedrigen Anlagen- und Betriebsaufwand aufweist. Der Kraftfahrer soll sich nicht speziell darauf einstellen können, und die Beweismittel sollen überdies in Echtzeit, d. h. kurz nach ihrer Erhebung, in ausgewerteter Form vorliegen, um entsprechende schnelle Reaktionen zu ermöglichen. Die direkt an den Straßenabschnitten stationär zu errichtenden Einrichtungen sollen in einfacher Weise montierbar sein und außer einem Anschluß an das Stromnetz keine extern angeordnete oder in die Fahrbahn eingebaute Sensoren benötigen. Ihre Meßdaten sollen ebenso weder von Hand abgeholt noch über Signalleitungen oder über Funkverbindungen übermittelt werden müssen. Die letzten Forderungen zielen auch darauf ab, die Installation des Meßsystems möglichst ohne große Infrastrukturänderungen zu ermöglichen und die ohnehin überlasteten und überdies störbaren Funkfrequenzen nicht in Anspruch zu nehmen. Schließlich soll das Meßsystem eine möglichst großflächige Erfassung des Verkehrsflusses, also auch Verkehrsdichte und mittlere Fahrgeschwindigkeit erfassen, um die Ausgangsdaten für eine interaktive Verkehrsregelung z. B. durch gezielte Ampelsteuerung zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Straßennetz mit mehreren zu überwachenden Straßenabschnitten mit dort installierten Bildaufzeichnungsanlagen, die zentrale Laser-Meßanlage sowie die Laserstrahlen zur Geschwindigkeitsmessung und Beweisbildübermittlung,

Fig. 2 ein Diagramm der Laser-Meßanlage,

Fig. 3 ein Diagramm der Bildaufzeichnungsanlage,

Fig. 4 ein Diagramm des Lasergeräts mit Überlagerungsempfang.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird die zentral gelegene Meßstelle 1 so ausgewählt, daß sie im allgemeinen höher liegt als die zu überwachenden Straßenabschnitte 2. Eine derartige Stelle ist z. B. ein hohes Gebäude, ein Fernsehturm, ein eigens errichteter Mast etc. Die hier installierte Laser-Meßanlage 10 hat Sichtkontakt zu möglichst vielen Straßenabschnitten 2 innerhalb der durch das Lasergerät 11 bestimmte Reichweite.

Zur Messung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges 3 dient ein an sich bekanntes Lasergerät 11 mit Überlagerungsempfang (Fig. 4). Die polarisierte Strahlung 13 eines frequenzstabilen und hier augensicheren Lasers tritt durch ein Brewsterfenster 41 und ein g/4-Plättchen 42 aus. Die kollinear wieder in das Lasergerät 11 eintretende, von einem Ziel - hier ein Fahrzeug 3 - zurückgestreute Strahlung 13 a ist nach zweimaligem Durchgang durch das λ/4-Plättchen 42 in seiner Polarisation um 90° gedreht und gelangt über Brewsterfenster 41, Umlenkspiegel 43 und Strahlteilerspiegel 44 auf den Detektor 45. Ein Teil der Laserstrahlung gelangt vom Laser 40 über die Strahlteilerspiegel 46 und 44 direkt als Lokaloszillatorstrahl auf den Detektor 45. Durch die Überlagerung beider Strahlen entsteht am Detektor die nicht nachgewiesene Summen- sowie Differenzfrequenz f _D. Letzere ist bei unbewegtem Fahrzeug 3 Null, bei fahrendem Fahrzeug 3 dagegen wegen des Dopplereffekts dem Betrag der Fahrgeschwindigkeit v

f _D = 2v/λ cos α (Formel 1)

proportional. Hier ist λ die Laserwellenlänge und α der Winkel zwischen der Richtung der Fahrspur 4 und dem Laserstrahl 13.

Um nicht nur den Betrag, sondern auch das Vorzeichen, d. h. die Richtung der Fahrgeschwindigkeit messen zu können, erhöht man mittels des z. B. akustooptischen Modulators 47 die ausgestrahlte Laserfrequenz um die Frequenz f₀ des den Modulator 47 ansteuernden Oszillators 48. Es ergibt sich eine Dopplerverschiebung von

f _D = f₀ + 2v/λ cos α (Formel 2)

wobei sich das Plus-Zeichen auf die Fahrzeugbewegung auf das Lasergerät 11 hin bezieht.

Die Dopplerfrequenz f _D wird in an sich bekannter Weise durch eine Doppler-Auswerteeinheit 15, z. B. eine HF-Spektrumanalysator oder eine Filterbank 15 a gemessen und an den Auswerte- und Steuerungsrechner 16 weitergegeben (Fig. 2). Die Anzahl, Mittenfrequenzen und Bandbreiten der parallel geschalteten Einzelfilter werden dabei so festgelegt, daß der Frequenzabstand f _D benachbarter Filter der gewünschten Geschwindigkeitsauflösung Δ v entspricht. Um die notwendige Anzahl von Einzelfiltern zu verringern, kann es vorteilhaft sein, die Bandbreiten der Einzelfilter, welche den kleinen sowie den die Höchstgeschwindigkeit deutlich überschreitenden Geschwindigkeiten zugeordnet sind, relativ groß zu machen, und nur für einen gewissen, an die Höchstgeschwindigkeit nach oben sich anschließenden Geschwindigkeitsbereich enge Bandbreiten, d. h. gute Geschwindigkeitsauflösung vorzusehen. Eine derartige Filterbank 15 a kann aus diskreten Einzelfiltern aufgebaut werden. Vorzugsweise wird jedoch die Verwendung eines an sich bekannten Frequenzanalysators mit SAW-Element (surface acoustic wave) vorgeschlagen. Weiterhin wird vorgeschlagen, eine vom Winkel α (Bezugszeichen 5) unabhängige, d. h. feste Zuordnung von Einzelfilter zu Geschwindigkeitsintervall herzustellen, um bei gegebener Geschwindigkeitsauflösung mit der geringstmöglichen Anzahl von Einzelfiltern auszukommen. Dies wird dadurch erreicht, daß der Auswerte- und Steuerungsrechner 16 die Mittenfrequenz und Bandbreiten der Einzelfilter der Filterbank 15 a den gespeicherten Werten der jeweiligen Winkel α (Bezugszeichen 5) entsprechend festlegt.

Zur Messung der Geschwindigkeit eines Fahrzeuges 3 wird der Laserstrahl 13 des Lasergerätes 11 mittels der Ablenkeinheit 14, z. B. einen um zwei Achsen drehbaren Spiegel, auf den gerade zu überwachenden Straßenabschnitt 2 gerichtet. Die entsprechende Richtung ist im Auswerterechner 16 gespeichert, welcher die Ablenkeinheit 14 ansteuert. Der Auswerterechner 16 steuert die zwischen Lasergerät 11 und Ablenkeinheit 14 geschaltete Sende- und Empfangs-Zoom-Optik 12 und damit die Divergenz des ausgesendeten Laserstrahls 13 gemäß der ebenfalls gespeicherten Entfernung zum Straßenabschnitt 2 derart, daß dort dessen Durchmesser optimiert ist, d. h. kleiner als die Fahrzeuggröße ist.

Als Laser wird vorteilhafterweise ein CO₂-Laser (Wellenleiterlaser) 40 verwendet, der eine gute Transmission durch die Atmosphäre auch bei Nebel sowie eine für Reichweiten von mehreren km ausreichende Laserleistung aufweist. An jedem zu überwachenden Straßenabschnitt 2 innerhalb der Reichweite der Laser-Meßanlage 10 ist eine Bildaufzeichnungsanlage 20 mit Sichtkontakt zur Laser-Meßanlage 10 permanent installiert, in deren Bildfeld die mit dem Laserstrahl 13 zu überwachende Fahrspur bzw. Fahrspuren 4 liegen (Fig. 3). Diese Bildaufzeichnungsanlage 20, die z. B. an einem Lichtmast, Gebäude, einer Verkehrsampel etc., mit Stromanschluß installiert ist, enthält eine TV-Kamera 21, deren jeweils letztes sowie das gerade im Aufbau befindliche Bild 21 a und 21 a′ in einem Bildspeicher 22 gespeichert werden. Den Bildern werden die von der Uhr 23 gelieferte Echtzeit sowie vom Steuerungsrechner 26 weitere identifizierende Informationen wie Ort und Datum der Bildaufnahmen zugefügt, so daß ein Beweisbild 21 b entsteht.

Die Bildaufzeichnungsanlage 20 weist zusätzlich einen Empfänger 24 und einen in dessen unmittelbarer Nähe angeordneten Retromodulator 25 auf, die beide auf die Laser-Meßanlage 10 ausgerichtet und dort einem Lasergerät mit Sende- und Empfangsoptik, Ablenkeinheit und Demodulator zugeordnet sind. Diese Baugruppen bilden erfindungs­ gemäß zusammen eine 2-Weg-Datenübertragung, wenn der vom Lasergerät ausgesendete Laserstrahl auf die nahe beieinander­ liegenden Baugruppen der Bildaufzeichnungsanlage 20 ausgerichtet ist. Zumeist ist es vorteilhaft, in der Laser-Meßanlage 10 nur ein einziges Lasergerät 11 mit zugeordneten Baugruppen, nämlich der Sende- und Empfangsoptik 12, der Ablenkeinheit 14 und dem Demodulator 18 nacheinander zur Geschwindigkeitsmessung und anschließend zur Datenübermittlung zu verwenden. Die von der Laser-Meßanlage 10 zur Bildaufzeichnungsanlage 20 zu übermittelnden Daten werden seriell vom Auswerterechner 16 über den Modulatortreiber 17 dem Lasergerät 11 zugeführt. Hier verändern sie gemäß üblicher Modulationsverfahren die Frequenz f₀ und die Amplitude des Oszillators 48, so daß die Daten schließlich durch den Modulator 47 dem Laserstrahl 13 b aufgeprägt werden. Selbst bei Verwendung eines CO₂-Laser 40 braucht nicht, wie sonst üblich, ein kryogen gekühlter Detektor im Empfänger 24 benutzt werden. Wegen der vergleichsweise hohen Empfangsintensität und gleichzeitig niedrigen Datenrate wird hier als Detektor ein ungekühlter pyroelektrischer Detektor vorgeschlagen. Nach dem Empfang des Laserstrahls 13 b im Empfänger 24 und nachfolgender Demodulation im Demodulator 28 werden die übertragenen Daten dem Steuerungsrechner 26 zugeführt. Die von der Bildaufzeichnungs­ anlage 20 zur Laser-Meßanlage 10 zu übermittelnden Daten werden ebenfalls seriell dem Modulatortreiber 29 zugeführt, der sie wiederum nach einem üblichen Modulationsverfahren umsetzt und den Retromodulator 25 damit betreibt. Dieser ist vorzugsweise bei Verwendung eines CO₂-Lasers 40 z. B. als Hohlwürfel-Retroreflektor ausgebildet, der gemäß dem Modulationssignal von einem Piezo­ schwinger in Vibration versetzt wird. Aufgrund der bekannten Eigenschaft eines Retroreflektors wird der in dieser Betriebsart unmodulierte Laserstrahl 13 b kollinear zur Meßanlage 10 zurück­ reflektiert. Dieser ebenfalls enggebündelte Laserstrahl 13 c ist nun jedoch durch die Vibration des Retromodulators 25, d. h. die daraus resultierende, mit der Vibrationsmodulation sich ändernde Doppler-Frequenzverschiebung frequenzmoduliert und transportiert damit die gewünschte Information. Selbstverständlich kann auch ein anderes Modulationsverfahren, z. B. eine Intensitätsmodulation durch einen dem Retroreflektor vorgesetzten steuerbaren Absorber etc. benutzt werden. Da jedoch mit einem Frequenzmodulations­ verfahren größere Datenraten mit besserer Qualität übertragen werden können, und da ein entsprechendes Lasergerät 11 mit Überlagerungsempfang ohnehin vorhanden ist, wird dem geschilderten Verfahren der Vorzug gegeben. Ebenso können anstelle von Hohl­ würfel-Retroreflektoren bzw. Tripelspiegeln auch Tripelprismen, sogenannte Katzenaugen oder Retroreflektor-Folien aus für die Wellenlänge des verwendeten Lasers 40 geeigneten optischen Materialien und anstelle von Piezoschwingern auch Ultraschall- Lautsprecher etc. verwendet werden, solange nur gewährleistet ist, daß die Datenübertragungsrate genügend hoch gemacht werden kann. Dies erfordert unter anderem eine hinreichend enge Bündelung des Laserstrahl 13 b, um einen ausreichend hohen Signal-/Rauschabstand beim Empfang zu erzielen, was durch eine entsprechende Ansteuerung der Ablenkeinheit 14 durch den Auswerterechner 16 erreicht wird, sowie eine möglichst hohe obere mechanische Grenzfrequenz des Piezoschwingers mit Retroreflektor. Der über Ablenkeinheit 14 und Sende- und Empfangs-Zoom-Objektiv 12 dem Lasergerät 11 wieder zugeführte, jetzt die zu übertragenden Daten enthaltende Laser­ strahl 13 c wird nach dem Überlagerungsempfang vom Detektor 45 des Lasergeräts 11 einem Demodulator 18 zugeführt, an dessen Ausgang die übertragene Information wieder zur Verfügung steht.

Nachfolgend wird ein typischer Funktionsablauf beschrieben. Der Auswerterechner 16 der Laser-Meßanlage 10 richtet den Laserstrahl 13 b des Lasergeräts 11 über die Sende- und Empfangsoptik 12 und die Ablenkeinheit 14 auf die dem gerade zu überwachenden Straßen­ abschnitt 2 zugeordnete Bildaufzeichnungsanlage 20, d. h. also auf deren Empfänger 24 und Retromodulator 25. Über den Demodulator 28 und den Steuerungsrechner 26 werden die bisher ausgeschalteten restlichen Baugruppen, nämlich die TV-Kamera 21, der Bildspeicher 22, die Uhr 23, der Retromodulator 25, der Bildmischer 27 und der Modulatortreiber 29 der Bildaufzeichnungsanlage 20 eingeschaltet. Der Steuerungsrechner 26 führt nun über den Modulatortreiber 29 dem Retromodulator 25 ein konstantes Signal zu, versetzt diesen also in Vibration mit einer bestimmten, konstanten Frequenz und Amplitude. Der Auswerterechner 16 der Laser-Meßanlage 10 erkennt dieses Signal als der angemessenen Bildaufzeichnungsanlage 20 zugehörig und optimiert die Empfangsleistung am Lasergerät 11 mittels einer Kleinwinkelabtastung durch die Ablenkeinheit 14, deren Ausrichtung oder Sichtlinie damit kalibriert ist. Nun übermittelt der Auswerterechner 16 auf ähnliche Weise die aktuelle Uhrzeit der Uhr 32 dem Steuerungsrechner 26, welcher damit die Uhr 23 kalibriert. Damit ist die Initialisierung der Bildaufzeich­ nungsanlage 20 abgeschlossen. Die TV-Kamera 21 filmt nun den zu überwachenden Straßenabschnitt 2, und die jeweils letzten zwei oder mehr Einzelbilder 21 a werden im Bildspeicher 22 gespeichert.

Der Auswerterechner 16 richtet nun den - wieder unmodulierten - Laserstrahl 13 auf die zuvor gespeicherte Stelle der zu über­ wachenden Fahrspur 4. Fährt ein Fahrzeug 3 durch den Laserstrahl 13, so erkennt der Auswerterechner 16 in der beschriebenen Weise dessen Geschwindigkeit. Liegt diese über der zuvor gespeicherten zulässigen Höchstgeschwindigkeit, so richtet der Auswerterechner 16 den Laserstrahl 13 b wieder auf die Bildaufzeichnungsanlage 20 und übermittelt deren Steuerungsrechner 26 die gemessene Geschwindigkeit sowie die Uhrzeit bei der Messung. Dieser entnimmt dem Bildspeicher 22 das entsprechende Bild 21 a und fügt im Bildmischer 27 die gemessene Geschwindigkeit hinzu. Das so erhaltene Beweisbild 21 b wird dann, wie ebenfalls beschrieben, der Meßanlage 10 übermittelt. Vom Demodulator 18 gelangt es in den Beweisbildspeicher 19, von wo es über Konsole 30 und Monitor 31 abgerufen werden kann.

Selbstverständlich könnten die gemessene Geschwindigkeit sowie Uhrzeit, Ort und Datum dem abgerufenen Bild auch erst in der Laser-Meßanlage 10 hinzugefügt werden. Anstelle je eines Bild­ mischers 27 und einer Uhr 23 in jeder Bildaufzeichnungsanlage 20 wäre nur ein einziger Bildmischer 27′ an entsprechender Stelle der Meßanlage 10 notwendig. Empfänger 24 und Demodulator 28 könnten überdies einfacher aufgebaut sein, und auch der Datentransfer von der Laser-Meßanlage 10 zur Bildaufzeichnungsanlage 20 wäre stark vereinfacht. In diesem Fall würde das Beweisbild 21 b jedoch erst in der Laser-Meßanlage 10 anstatt bereits "an Ort und Stelle" der Verkehrskontrolle entstehen, was die juristische Beweiskraft eventuell beeinträchtigen könnte. Aus diesem Grund ist das geschilderte Verfahren vorzuziehen.

Die Gesamtdauer eines solchen Meßzyklus wird von der für die Über­ mittlung des Beweisbildes 21 b benötigten Zeit bestimmt, da die für die Geschwindigkeitsmessung und die Laserstrahlablenkung benötig­ ten Zeiten von ca. 1 ms und 10 ms hiergegen klein sind. Die Bild­ übertragungsdauer wiederum ist von der oberen Grenzfrequenz des Retromodulators 25 und von der zu übertragenden Datenmenge ab­ hängig. Es ist daher vorteilhaft, im Bildspeicher 22 das jeweils zuletzt an die Laser-Meßanlage 10 übermittelte Beweismaterial 21 b zu speichern und das neu zu übermittelnde Beweisbild 21 b′, welches sich vom Bild 21 b wegen der annähernd gleichen Situation nicht allzusehr unterscheidet, nach dem an sich bekannten Verfahren der Delta-Modulation zu kodieren und zu übermitteln. Reicht die zwischen zwei Fahrzeugdurchgängen liegende Zeitspanne von typi­ scherweise 1 bis 2 s für eine Bildübermittlung nicht aus, so empfiehlt es sich, mehr als nur die beiden letzten Einzelbilder 21 a und 21 a′ im Bildspeicher 22 zu speichern. Damit können mehrere hintereinander mit überhöhter Geschwindigkeit durchfahrende Fahr­ zeuge 3 aufgezeichnet und in einer sich anschließenden Pause, bzw. wenn der Bildspeicher 22 voll belegt ist, mit den Geschwindig­ keitsinformationen versehen und abgerufen werden.

Nach einem oder mehreren solcher Meßzyklen, d. h. nach einer Meß­ periode für eine bestimmte Fahrspur 4 bestimmt der Auswerterechner 16 eine andere Fahrspur 4 bzw. einen anderen Straßenabschnitt 2 zur Überwachung. Dadurch werden alle Straßenabschnitte 2 nach­ einander angemessen und gegebenenfalls abgefragt, wobei die Reihenfolge und die Dauer der einzelnen Meßperioden nach einem Programm festgelegt wird, das über die Konsole 30 in den Auswerte­ rechner 16 eingegeben wurde und welches die Verkehrssituation, insbesondere die jeweils festgestellte Anzahl von Überschreitungen der Höchstgeschwindigkeit, aber auch die festgestellte Verkehrs­ dichte und die mittlere Fahrgeschwindigkeit bewertet. Hierbei ist es vorteilhaft, nicht nur die mit Bildaufzeichnungsanlagen 20 ausgestatteten, sondern vielmehr nahezu alle mit dem Laserstrahl 13 erreichbaren Straßenabschnitte 2 abzutasten. Damit wird ein nahezu vollständiges Bild der Verkehrssituation erreicht, das eine interaktive Verkehrsregelung, z. B. durch Ampelsteuerung, Verkehrs­ umleitung etc. ermöglicht.

Um ein noch größeres Straßennetz überwachen zu können, als es bei der gegebenen Reichweite der Laser-Meßanlage 10 sowie den durch die Topographie bestimmten Sichtverbindungen zwischen Laser- Meßanlage 10 und Straßenabschnitten 2 mit Bildaufzeichnungs­ anlagen 20 möglich ist, empfiehlt sich die Einrichtung mehrerer an geeigneten zentralen Meßstellen 1 angeordneter Laser-Meßanlagen 10. Die Konsole 30 mit Monitor 31 und Uhr 32 werden denn vorteil­ hafterweise gemeinsam benutzt und in einer Hauptzentrale unter­ gebracht. Von hier aus werden dann über Standleitungen für den Datenaustausch die einzelnen Laser-Meßanlagen 10 abgefragt.

Durch die geschilderten Maßnahmen ist ein System zur Fernerfassung von Überschreitungen der Höchstgeschwindigkeit und des Verkehrs­ flusses geschaffen, das flexibel, in großem Maßstab und unauf­ fällig einsetzbar und an die Verkehrssituation anpaßbar ist, das zusätzlich in einem weiträumigen Gebiet den Verkehrsfluß zu messen erlaubt, und das bei der verwendeten Technik und wegen des hohen Automatisierungsgrades einen vergleichsweise niedrigen Anlagen- und Betriebsaufwand aufweist.

Claims (19)

1. Verfahren zur Fernerfassung von Überschreitungen der Höchstgeschwindigkeit von Fahrzeugen mit einer Laser-Meßanlage zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit und einer Bildaufzeichnungsanlage zur Beweissicherung, deren Bild das Fahrzeug mit Nummernschild, Uhrzeit und Ort erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufzeichnungsanlage (20) den zu überwachenden Straßenabschnitt (2) permanent filmt und die Einzelbilder in einem Bildspeicher (22) mit der Uhrzeit speichert, und daß bei Feststellung der Überschreitung der Höchstgeschwindigkeit durch die Laser-Meßanlage (10) der Laserstrahl mit der gemessenen Geschwindigkeit sowie der Uhrzeit bei der Messung moduliert und auf die Bildaufzeichnungsanlage (20) gerichtet wird, die über einen Empfänger (24) das entsprechende Einzelbild aus dem Bildspeicher (22) entnimmt und es über einen Retromodulator (25) an die Laser-Meßanlage (10) übermittelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentral gelegene Laser-Meßanlage (10) derart ausgewählt wird, daß sie höher liegend im Sichtkontakt zu mehreren zu überwachenden Straßenabschnitten (2) steht.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Sende-/Empfangs-Zoomoptik (12) der hinreichend eng gebündelte Laserstrahl (13) durch eine Ablenkeinheit (14) auf den gerade zu überwachenden Straßenabschnitt (2) gerichtet wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlung (13 a) vom Lasergerät (11) durch Überlagerungsempfang gemessen wird, wobei in einer Doppler- Auswerteeinheit (15) die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (3) aus der geschwindigkeitsproportionalen Frequenzverschiebung infolge des Dopplereffekts zwischen ausgesendeter (13) und empfangener (13 a) Laserstrahlung sowie dem Winkel α (5) zwischen Laserstrahl (13) und Fahrspur (4) bestimmt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Feststellung des Überschreitens der Höchstgeschwindigkeit durch das Fahrzeug (3) ein Auswerterechner (16) der Laser-Meßanlage (10) mittels der Ablenkeinheit (14) den Laserstrahl (13) des Lasergerätes (11) auf den Empfänger (24) richtet und gleichzeitig dem Laserstrahl (13 b) mittels eines Modulatortreibers (17) ein moduliertes Signal aufprägt, welches zusätzlich zu der der Uhr (32) entsprechenden Uhrzeit (t) die gemessene Geschwindigkeit enthält.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuerungsrechner (26) der Bildaufzeichnungsanlage (20) beim Eintreffen des modulierten Signals (13 b) das der Uhrzeit entsprechende Bild (21 a) einer TV-Kamera (21) aus dem Bildspeicher (22) heraussucht und ihm in einem Bildmischer (27) die in einem Demodulator (28) dekodierte gemessene Geschwindigkeit (v) aufprägt, welcher dann das derart entstandene Beweisbild (21 b) über einen Modulatortreiber (29) dem Retromodulator (25) zuführt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übermittlung des Beweisbildes (21 b) der vom Retromodulator (25) zurückreflektierte und mit dem Lasergerät (11) empfangene modulierte Laserstrahl (13 c) einem Demodulator (18) zugeführt und das zurückerhaltene Beweisbild (21 b) in einem Beweisbildspeicher (19) gespeichert wird, von wo es über Konsole (30) und Monitor (31) abgerufen werden kann.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein augensicherer und frequenzstabiler Laser (40), vorzugsweise ein CO₂-Laser, verwendet wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß als Retromodulator (25) ein Hohlwürfel-Retroreflektor verwendet wird, welcher von einem Piezoschwinger in Vibration versetzt wird, wobei dem Piezoschwinger das Beweisbild (21 b) zugeführt wird.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Doppler-Auswerteeinheit (15) eine Filterbank (15 a) verwendet wird.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Filterbank (15 a) ein mit einem SAW-Element (surface acoustic wave) arbeitender Frequenzanalysator verwendet wird.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerterechner (16) die Laser-Meßanlage (10) und die Ablenkeinheit (14) derart steuert, daß mehrere zu überwachende Straßenabschnitte (2) nacheinander angemessen und abgefragt werden, wobei die Reihenfolge und die Dauer der einzelnen Meßperioden vorgebbar sind.

13. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn jeder Meßperiode der Auswerterechner (16) eine Sichtlinienkalibration mittels Kleinwinkelabtastung des mit konstantem Signal beaufschlagten Retromodulators (25) durch die Ablenkeinheit (14) durchführt.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Bildaufzeichnungsanlage (20), nämlich die TV-Kamera (21), der Bildspeicher (22), eine Uhr (23), der Retromodulator (25), der Bildmischer (27) und der Modulatortreiber (29) durch die Übermittlung entsprechender Signale vom Auswerterechner (16) über den Laserstrahl (13 b) und den Empfänger (24) zum Steuerungsrechner (26) ein- und ausgeschaltet werden.

15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Konsole (30), Monitor (31) und Uhr (32) in einer Hauptzentrale gelegen und durch Standleitungen für den Datenaustausch mit an verschiedenen zentralen Meßstellen (1) angeordneten Meßanlagen (10) verbunden sind.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildspeicher (22) das jeweils zuletzt an die Meßanlage (10) übermittelte Beweisbild (21 b) speichert und das neu zu übermittelnde Beweisbild (21 b′) nach dem an sich bekannten Verfahren der Delta-Modulation kodiert.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerterechner (16) die Mittenfrequenzen und Bandbreiten der Einzelfilter der Filterbank (15 a) in Abhängigkeit des jeweiligen Winkels α (5) derart steuert, daß ein bestimmtes Einzelfilter immer auf dasselbe Geschwindigkeitsintervall anspricht.

18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als Demodulator (18) die vom Auswerterechner (16) gesteuerte und ausgewertete Doppler-Auswerteeinheit (15) verwendet wird.

19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger (24) ein pyroelektrischer Detektor verwendet wird.