SE515629C2

SE515629C2 - Procedure for detecting objects

Info

Publication number: SE515629C2
Application number: SE9504590A
Authority: SE
Inventors: Peter Van Haperen; Rainer Braun
Original assignee: Kapsch Ag
Priority date: 1994-12-23
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 2001-09-10
Also published as: ATA205195A; SE9504590L; DE4446436C2; SE9504590D0; DE4446436A1; AT408386B

Abstract

The method for detecting vehicles in traffic within a defined area by means of vehicle transceivers communicating with a fixed transceiver (4) uses a dialogue, in which the position of the vehicle on a road or segment of the road is detected. A second detector system is used for vehicles without transceivers or inoperative transceivers. The transceiver unit at the fixed station (4) sends further activation signals after commencing a dialogue, leading to further dialogues and correction reports. In each succeeding dialogue the new position of the object or vehicle (5) is detected and stored. Time and space correlation for detected and registered objects is performed.

Description

25 30 515 629 2 Förfarandet enligt uppﬁnningen har fördelarna, att det förmår avkänna samtliga fordon på enkelt och kostnadseffektivt samt tillförlitligt sätt i ett brett hastig- hetsintervall. Detta hastighetsintervall går från hastigheten noll (bilkö) till en maximalt tillåten hastighet av storleksordningen omkring 250 km per timme. 25 30 515 629 2 The method according to the invention has the advantages that it is able to detect all vehicles in a simple, cost-effective and reliable manner in a wide speed range. This speed range goes from speed zero (traffic jam) to a maximum permitted speed of the order of about 250 km per hour.

Särskilt gäller även vid bilköer och låga hastigheter i större utsträckning att till- åtliga respektive möjliga ﬁlbyten eller sidoavdrifter ej påverkar det föreliggande avkänningssystemet. Genom det uppﬁnningsmässiga förfarandet uppnås säkert och ej dubblerat avbokningsförlopp för ett fordon samt säker avkänning av ett icke betalande fordon. Misstag i avkänningen eller falsk avkänning av betalande fordon är så gott som helt uteslutet.In the case of traffic jams and low speeds in particular, it also applies to a greater extent that permissible and possible changes or side drift do not affect the present sensing system. Through the inventive procedure, a safe and non-duplicate cancellation process for a vehicle is achieved, as well as safe detection of a non-paying vehicle. Mistakes in the sensing or false sensing of paying vehicles are almost completely ruled out.

Uppﬁnningen skall nu beskrivas utifrån figurerna.The invention will now be described on the basis of the figures.

Fig. 1 visar en sidovy i tvärriktningen mot vägriktningen.Fig. 1 shows a side view in the transverse direction to the road direction.

I ﬁg. 2 visas en vy ovanifrân, och ﬁg. 3 och 4 visar en brygga respektive en mastanläggning i framåt- respektive bakâtfärdsriktningen.I ﬁ g. 2 shows a view from above, and ﬁ g. 3 and 4 show a bridge and a mast installation in the forward and reverse direction, respectively.

Fig. 5 visar möjliga vägförlopp vid fordons sidodrift.Fig. 5 shows possible road conditions during vehicle side operation.

Fig. 6 visar ett tidsdiagram.Fig. 6 shows a time diagram.

Figurerna avser ett utföringsexempel av det uppﬁnningsmässiga förfarandet. Vid den till vänster i ﬁg. 1 synliga masten l sitter upptill en videokamera 2, vilken med en vinkel av ungefär 50° är riktad mot en fotpunkt på vägytan. Ungefär ovan denna fotpunkt är vinkelrätt anordnad en rad av infrarödsensorer, vilka som ytterligare detektionsenhet kan detektera samtliga passerande fordon 5 och är fåstade vid en bro 6. Likaså på denna bro 6 är fastade en rad av antenner 4, vilka belyser det s.k. kommunikationsområdet om omkring 4,5 m framför fotpunkten på traﬁkytan. Som framgår av vyn uppifrån i ﬁg. 2, är var och en av de båda ﬁlerna 9, 10 uppdelad i fem segment 11, som är anordnade parallellt med färdriktningen och till vilka var sin antenn 4 är tillordnad. I exemplet i ﬁg. 2 kommer också i motsvarighet till läget av fordonet 5 den fjärde antennen 4 10 15 20 25 30 515 629 3 uppifrån att ha större mottagningsplan än den femte antennen 4, och denna ytterligare mer än den tredje antennen 4 uppifrån. En avgiftsavbokning sker i ramen för kommunikationen, som genomföres i mikrovågsintervallet, och varvid avgiften avbokas från en ICC (Integrated Circuit Card). När ett fordon 5 genom- löpt kommunikationsomrádet 11 om omkring 4,5 m, prövas om detta fordon underkastats avbokning, och om ej, registreras fordonet 5 genom bildavkänning, för att driva in avgiften exempelvis på postal väg. För registrering prövas vid slutet eller inom ändområdet för kommunikationszonen 11 med hjälp av infraröd- sensorerna 3 huruvida ett fordon 5 föreligger. Denna detektionsanläggning behöver inte bestå uteslutande av infrarödsensorer 3, utan kan även utgöras av en videokamera eller en radarutrustning. Så snart ett fordon 5 detekteras, som regul- järt betalt sin avgift, göres av detta fordon 5 ingen bild. Av icke-betalande fordon 5 alstras emellertid en bild, vilken möjliggör bestämning av fordonsregistrerings- markeringen. Denna bild kan göras framifrån, bakifrån eller från båda sidorna.The figures refer to an exemplary embodiment of the inventive procedure. At the one on the left in ﬁ g. The visible mast 1 is located at the top of a video camera 2, which at an angle of approximately 50 ° is directed towards a foot point on the road surface. Approximately above this foot point, a row of infrared sensors is arranged perpendicularly, which as an additional detection unit can detect all passing vehicles 5 and are attached to a bridge 6. Also on this bridge 6 are mounted a row of antennas 4, which illuminate the so-called the communication area of about 4.5 m in front of the foot point on the tra ﬁ surface. As can be seen from the top view in ﬁ g. 2, each of the two elements 9, 10 is divided into five segments 11, which are arranged parallel to the direction of travel and to which each antenna 4 is assigned. In the example of ﬁ g. 2, also corresponding to the position of the vehicle 5, the fourth antenna 4 from above will have a larger reception plane than the fifth antenna 4, and this further more than the third antenna 4 from above. A fee cancellation takes place in the framework of the communication, which is carried out in the microwave interval, and whereby the fee is canceled from an ICC (Integrated Circuit Card). When a vehicle 5 has passed through the communication area 11 of about 4.5 m, it is tested whether this vehicle has been subjected to cancellation, and if not, the vehicle 5 is registered by image sensing, in order to collect the fee, for example by postal route. For registration, it is tested at the end or within the end area of the communication zone 11 by means of the infrared sensors 3 whether a vehicle 5 is present. This detection system does not have to consist exclusively of infrared sensors 3, but can also consist of a video camera or a radar equipment. As soon as a vehicle 5 is detected, which regularly pays its fee, no image is made of this vehicle 5. Of non-paying vehicles 5, however, an image is generated, which enables determination of the vehicle registration mark. This image can be made from the front, back or from both sides.

Utlösningen sker genom detektionsanläggningarna_ I fallet med ﬁg. 1 tages bilden bakifrån. Problemet är nu entydig igenkänning av fordon 5, med vilka ingen kommunikation skett. En kommunikation sker normalt i begynnelsen av kommu- nikationszonen. Vid höga hastigheter om t.ex. 180 km per timme är en kommuni- kation med avbokning i gynnsammaste fall redan avslutad efter omkring 2 m. Vid låga hastigheter, t.ex. gånghastighet, är en kommunikation avslutad redan efter omkring 25 cm. Vid höga hastigheter är en rörelse i sidled bara begränsat möjlig.The triggering takes place through the detection systems_ In the case of ﬁ g. 1 the picture is taken from behind. The problem is now the unambiguous recognition of vehicles 5, with which no communication has taken place. Communication normally takes place at the beginning of the communication zone. At high speeds if e.g. 180 km per hour, a communication with cancellation in the most favorable case is already completed after about 2 m. At low speeds, e.g. walking speed, a communication is completed already after about 25 cm. At high speeds, lateral movement is only possible to a limited extent.

En analys resulterar i en maximalt möjlig sidorörelse av en meter inom kpmmuni- kationsområdet vid omkring 140 km per timme. Härvid är ort och tidpunkt för detektionen korrelerbart med zon och tidpunkt för kommunikationen. Vid låga hastigheter, särskilt vid avstannad trafik, är en sidorörelse inom kommunikations- området ll, ehuru beroende av fordonstypen, möjlig med upp till 7 m. Tid- punkten för kommunikationen och tidpunkten för detektionen kan här ligga mycket långt från varandra. Därigenom år plats och tidpunkt för detektionen icke utan vidare korrelerbara med zon och tidpunkt för kommunikationen, varigenom ett detekterat fordon 5 icke med säkerhet kan inräknas i kategorin betalt eller icke betalt. 10 15 20 25 30 515 629 4 Vid detta problem blir föreliggande uppfinning av betydelse. Det måste åstad- kommas en möjlighet till en korrelation. För den skull måste antingen kommuni- kationen ske senare, eller också måste under varaktigheten i kommunikations- området ll ske en aktualisering respektive en korrektion av ort och tidpunkt för kommunikationen. Om kommunikationen sker senare, alltså exempelvis i det sista avsnittet av kommunikationsområdet ll, så kommer orten för detektionen och kommunikationszonen liksom tidpunkten för detektion och kommunikation att rycka närmare varandra. En korrektion är då möjlig, under förutsättning av hastigheten är känd.An analysis results in a maximum possible lateral movement of one meter within the vehicle communication area at about 140 km per hour. In this case, the location and time of the detection are correlated with the zone and time of the communication. At low speeds, especially at stopped traffic, a lateral movement within the communication area ll, although depending on the type of vehicle, is possible with up to 7 m. The time of communication and the time of detection can here be very far apart. As a result, the place and time of the detection are not readily correlated with the zone and time of the communication, whereby a detected vehicle 5 cannot with certainty be included in the category paid or unpaid. In this problem, the present invention becomes important. An opportunity for a correlation must be created. For this reason, either the communication must take place later, or an update or a correction of the place and time of the communication must take place during the duration of the communication area ll. If the communication takes place later, ie for example in the last section of the communication area ll, then the place of detection and the communication zone as well as the time of detection and communication will move closer to each other. A correction is then possible, provided the speed is known.

Föreliggande uppﬂnningsmässiga förfarande kringgår denna förutsättning, genom att orten respektive vägen aktualiseras och korrigeras genom kommunikations- zonen 11. För snabba fordon 5 behövs i allmänhet ingen korrektion, och är från och med en viss hastighet heller icke möjlig. Vid långsamma fordon 5 korrigeras dock under uppehållstiden i kommunikationszonen 11 fordonsorten regelmässigt.The present inventive procedure circumvents this condition, in that the locality and the road, respectively, are updated and corrected through the communication zone 11. For fast vehicles 5, no correction is generally needed, and is also not possible from a certain speed. In the case of slow vehicles 5, however, the vehicle type is regularly corrected during the residence time in the communication zone 11.

Härtill sändes exempelvis på regelmässiga avstånd ett ytterligare krav från den fasta stationen till samtliga fordon 5, vilka avslutat sin kommunikation med en avbokning, men som fortfarande är kvar i kommunikationszonen ll. Detta krav skall åstadkomma från de påstrålade fordonen 5 var sitt svar eller kvittering.In addition, for example, at regular intervals an additional request was sent from the fixed station to all vehicles 5, which have terminated their communication with a cancellation, but which are still in the communication zone 11. This requirement must be met by the irradiated vehicles 5, each with its own answer or acknowledgment.

Genom denna kvitteringssignal kan då den aktuella kommunikationszonen 11 och tidpunkten för kommunikationen bestämmas och en korrelation med data från den senaste kommunikationen åstadkommas. Detta förfarande är särdeles förmånligt ur kostnads- och komplikationssynpunkt, eftersom det möjliggör en spårning medelst kommunikationsanordningen. Identiferingen av en falsk förare eller en icke-betalare kan nu möjliggöras med säkerhet vid mycket låga hastigheter, även vid ﬁlbyte.Through this acknowledgment signal, the current communication zone 11 and the time of the communication can then be determined and a correlation with data from the most recent communication can be achieved. This method is particularly advantageous from a cost and complication point of view, as it enables tracking by means of the communication device. The identification of a fake driver or a non-payer can now be made possible with certainty at very low speeds, even in case of change.

Härutöver visar ﬁg. 5 möjliga vägförlopp vid fordonssiddrift med olika hastig- heter. Det mittersta förloppet är förloppet för ett fordon 5 med mycket hög hastighet. Följaktligen sker bara två kommunikationer 21' och 22' före slut- detektionen 13”. En mer hyperbelartad kurva visar vägförloppet för ett fordon 5 .h .. 10 15 515 629 5 med mycket låg hastighet och extremt sidodriftsläge: här kan väldigt många flera, nämligen totalt åtta kommunikationer ske inom kommunikationszonens ll område före den slutliga detektionsorten 9.In addition, ﬁ g. 5 possible road courses in vehicle side-drive with different speeds. The middle course is the course for a vehicle 5 at a very high speed. Consequently, only two communications 21 'and 22' take place before the final detection 13 '. A more hyper-curved curve shows the path of a vehicle 5 .h .. 10 15 515 629 5 with very low speed and extreme lateral mode: here very many more, namely a total of eight communications can take place within the area of the communication zone ll before the final detection location 9.

I ñg. 6 visas ett tidsdiagram, som illustrerar kommunikationen mellan ett märke B i den fasta stationen och ombordenheten OBE till ett kommunikationsförmöget fordon 5. Tidriktningen löper nedåt. Efter ett anrop från märket B sker en anmälan från fordonet 5 till märket B, som å sin sida sänder ett uppdrag. Efter en tid t av omkring 50 ml, under vilken bearbetningen i fordonsenheten OBE med säkerhet blir genomförd, erhåller OBE en ytterligare aktiveringssignal, som besvaras med en kvitteringssignal QT som svar till märket B, och en Okay-signal ACK går tillbaka till OBE. Alltefter hastigheten kan t.ex. ﬂera sådana dialoger QT och ACK ske med fordonet, eller också avges i enlighet med ﬁg. 6 periodiskt en korrektionsanmälan för aktualisering av ort och tidpunkt för den sista kommu- nikationen. Perioden för dialogen respektive korrekturanmälningarna förutbe- stämmes i beroende av vägkonﬁgurationen (möjlig sidlänges avvikelse beroende av vägbredden b och hastigheten) från märket B.I ñg. 6 shows a time diagram illustrating the communication between a mark B in the fixed station and the on-board unit OBE to a communication-capable vehicle 5. The time direction runs downwards. After a call from the mark B, a notification is made from the vehicle 5 to the mark B, which in turn sends an assignment. After a time t of about 50 ml, during which the processing in the vehicle unit OBE is carried out with certainty, the OBE receives an additional activation signal, which is answered with an acknowledgment signal QT in response to the mark B, and an Okay signal ACK returns to the OBE. Depending on the speed, e.g. sådana your such dialogues QT and ACK take place with the vehicle, or are also delivered in accordance with ﬁ g. 6 periodically a correction report for updating the place and time of the last communication. The period for the dialogue and the correction reports, respectively, are predetermined depending on the road configuration (possible lateral deviation depending on the road width b and the speed) from the mark B.

Claims

10 15 20

1. 25 .515 629 6 n. . s | n n u 1: s n | - v of patent claims. Method for sensing objects moving in a limited area, and whose transmitter-receiver devices are activated by the transmitter-receiver device in a fixed station, so that a dialogue takes place, in particular for toll collection in road utilization, whereby by means of receiver antennas (4) in the fixed station the object being detected is detectable and its instantaneous location can be assigned a path 1 or a segment thereof, a further detection device (3) being provided, through which also those for objects which do not have any or non-functional transmitter-receiver devices for dialogue, are detectable and locatable, and whereby by detecting the detector information of the receiving antennas (4) and the detectors (3), which have no transmitter-receiver devices (OBE) and no functional or functional ones, respectively, and an object identification and registration unit are provided in the fixed station for these obj ekt, characterized by the fact that dialogue- resp. correction message - the cycle sequence is projectable depending on the number of roads (9, 10), the width of the road (b) and / or the maximum permitted speed, whereby further dialogues take place at low speeds and changes, so that a correlation with the data from the latest communication and the The detected and intermediate stored locations of the moving objects (5) are possible for updating the data and thus an unambiguous tracking is possible for detecting the moving objects without transmitter-receiver device.

Method for sensing objects according to claim 1, characterized in that the detection takes place through the further detection device (3) in the direction of travel seen before the dialogue series. 10 15 mo f: 1 u m -u t n: u: v »n: n u e o» nu nu a: v n m. L. a ou av va c, i E i u u; a o »a 0 a s c - ~ H

Method according to claim 1, characterized in that the detection by the additional detection device (3) takes place in the direction of travel seen behind the dialogue series.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the detection takes place through the further detection device (3) by optical means.

Method according to claim 1, characterized in that the receiving devices (4) in the fixed station (B) for the dialogue and for the further detection are arranged across the roadway and are assigned each ﬁ 1 (9, 10) or a segment (1 1). to a ﬁ l (9, 10), which extends in the direction of travel.

Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the number of segments of a ﬁ 1 (9, 10) for the additional detection device (3) is greater than the number of segments for the dialogue.

Method according to Claim 5 or 6, characterized in that the dialogue takes place via infrared light or microwave transmission.