Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Bestimmung mindestens eines Fahrzeugmerkmals eines Zielfahrzeugs, mit mindestens einem lichtempfindlichen Sensor zur Erfassung von Daten des Zielfahrzeugs und mit einer Auswertungsvorrichtung zum Erkennen des mindestens einen Fahrzeugmerkmals anhand der Daten, sowie ein Verfahren zur Bestimmung mindestens eines Fahrzeugmerkmals eines Zielfahrzeugs, wobei mit mindestens einem lichtempfindlichen Sensor Daten des Zielfahrzeugs erfasst werden und wobei mit einer Auswertungsvorrichtung das mindestens eine Fahrzeugmerkmal anhand der Daten erkannt wird.

Anordnungen und Verfahren zum Erfassen von sich entlang einer Fahrspur bewegenden Fahrzeugen mit Hilfe einer Kamera zur Erfassung eines Fahrzeugmerkmals des Fahrzeuges und gegebenenfalls seiner Geschwindigkeit sind beispielsweise aus verschiedenen Anwendungen zur Überwachung oder Verkehrserfassung bekannt.

Automatische Kontrollsysteme für Straßenmaut, beispielsweise, die auf der Kommunikation zwischen Fahrzeug und einer entsprechenden Kommunikationsrichtung an einer Mautkontrollstelle beruhen, setzen 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 Straßenabschnitte bei jeder Kontrolle erfasst und/oder übermittelt werden sollten. Das System muss in der Lage sein, jedes Fahrzeug, welches mautpflichtig ist, eindeutig als solches zu identifizieren. Das heißt, dass zum einen solche Fahrzeuge nicht erfasst werden dürfen, die der Mautpflicht nicht unterliegen, und zum anderen, dass alle mautpflichtigen Fahrzeuge als solche erfasst werden.

Ein Kontrollverfahren zur Straßengebührenerfassung mit einem Kontrollsystem mit mehreren Erfassungseinrichtungen für Fahrzeuginformationen und mit einer Triggereinrichtung zur zeitgerechten Aktivierung der Erfassungseinrichtungen ist aus der DE 101 04 502 B4 bekannt. Die einzelnen Erfassungseinrichtungen werden zu Zeitpunkten aktiviert, zu denen die räumliche Anordnung von Fahrzeug und die jeweilige Fahrzeuginformation erfassende Erfassungseinrichtung optimal ist, wobei die verschiedenen durch die Erfassungseinrichtungen räumlich und zeitlich getrennt erfassten Fahrzeuginformationen eines Fahrzeugs vom Kontrollsystem dem Fahrzeug und einem Referenzzeitpunkt zugeordnet werden. Es sind mobile Kontrollen vorgesehen, wobei Kontrollfahrzeuge im fließenden Verkehr mitschwimmen und kontrollbedürftige Fahrzeuge an geeigneten Anhaltestellen aus dem Verkehr herausziehen, um am angehaltenen Fahrzeug die Einhaltung der Mautpflicht zu kontrollieren. Im fließenden Verkehr wird dabei über eine Kommunikationseinrichtung, bekannt als Dedicated Short Range Communication oder DSRC-Modul mit dem DSRC-Modul des mautpflichtigen Fahrzeugs kommuniziert.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anordnung und ein Verfahren zur Bestimmung mindestens eines Fahrzeugmerkmals eines Zielfahrzeugs anzugeben, welche es erlauben, ein Kontrollsystem für den Verkehr flexibler und effektiver zu gestalten.

Die Aufgabe wird durch die Anordnung und das Verfahren gemäß der nebengeordneten Ansprüche gelöst. In den jeweiligen Unteransprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen und vorteilhafte Weiterbildungen angegeben.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Bestimmung mindestens eines Fahrzeugmerkmals eines Zielfahrzeugs weist mindestens einen lichtempfindlichen Sensor zur Erfassung von Daten des Zielfahrzeugs und eine Auswertungsvorrichtung zum Erkennen des mindestens einen Fahrzeugmerkmals anhand der Daten auf. Erfindungsgemäß ist der lichtempfindliche Sensor an einem sich in einem Zeitpunkt der Erfassung der Daten bewegenden Kontrollfahrzeug angeordnet. In einem Zeitpunkt der Erfassung ist im Sinne der Erfindung so zu verstehen, dass das Kontrollfahrzeug während der Erfassung der Daten in Bewegung ist. Dies schließt die Erfassung weiterer Daten zu einem anderen Zeitpunkt, beispielsweise bei stehendem Kontrollfahrzeug, nicht aus. In der Regel fährt das Kontrollfahrzeug frei, insbesondere auf einer Straße. Grundsätzlich kann es sich aber auch um ein seil- oder schienengeführtes Fahrzeug handeln, sowie um eine automatisiertes Fahrzeug oder ein Luftfahrzeug. Das Fahrzeug kann ferngesteuert sein. Das Zielfahrzeug kann dabei ebenfalls in Fahrt sein, oder stehen, sei es verkehrsbedingt oder weil das Zielfahrzeug abgestellt ist, beispielsweise auf einem Parkplatz.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Kontrollen von sich bewegenden Kontrollfahrzeugen aus eine effektive Kontrolle, beispielsweise der Einhaltung von Mautvorschriften, erlauben. Während der Fahrt lassen sich zahlreiche Zielfahrzeuge in kurzer Zeit für die Kontrolle erfassen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der mindestens eine lichtempfindliche Sensor ein Laserscanner ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der mindestens eine lichtempfindliche Sensor eine Kamera ist. Besonders bevorzugt sind zwei lichtempfindliche Sensoren vorgesehen, von denen insbesondere ein erster ein Laserscanner und ein zweiter eine Kamera ist.

Weiterhin bevorzugt ist/sind der lichtempfindliche Sensor bzw. die lichtempfindlichen Sensoren an einer Seite des Kontrollfahrzeugs angeordnet, welche dem Zielfahrzeug bei einer Vorbeifahrt zugewandt ist.

Die Auswertevorrichtung ist bevorzugt dazu vorgesehen, bei einer Vorbeifahrt zwischen dem Kontrollfahrzeug und dem Zielfahrzeug erfasste Daten auszuwerten, wobei die Auswertung an dem Kontrollfahrzeug angeordnet sein kann. Die Auswertung muss aber nicht in dem Kontrollfahrzeug erfolgen. Es kann auch eine Übertragungsvorrichtung zum drahtlosen Übertragen der Fahrzeugmerkmale des Zielfahrzeugs an einen Empfänger an dem Kontrollfahrzeug angeordnet sein. Die Auswertevorrichtung ist dann bevorzugt örtlich unabhängig von dem Kontrollfahrzeug angeordnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung mindestens eines Fahrzeugmerkmals eines Zielfahrzeugs erfolgt bevorzugt mit der zuvor beschriebenen Anordnung. Erfindungsgemäß werden mit mindestens einem lichtempfindlichen Sensor Daten des Zielfahrzeugs erfasst, wobei mit einer Auswertungsvorrichtung das mindestens eine Fahrzeugmerkmal anhand der Daten erkannt wird. Weiterhin erfindungsgemäß werden die Daten von einem sich bewegenden Kontrollfahrzeug aus erfasst.

Das Kontrollfahrzeug wird dabei bevorzugt an dem Zielfahrzeug vorbeigefahren, bzw. das Kontrollfahrzeug wird so gefahren, dass das Zielfahrzeug an dem Kontrollfahrzeug vorbeifährt, wobei die während des Vorbeifahrens erfassten Daten ausgewertet werden. Das Kontrollfahrzeug und das Zielfahrzeug können sich dabei auf benachbarten Fahrspuren einer Straße bewegen. Die jeweilige Fahrtrichtung des Kontrollfahrzeugs und des Zielfahrzeugs kann gleichgerichtet oder entgegengerichtet sein. Grundsätzlich können die jeweiligen Fahrtrichtungen des Kontrollfahrzeugs und des Zielfahrzeugs auch windschief in mathematischem Sinne zueinander sein. Das Zielfahrzeug muss sich nicht bewegen und kann daher auch keine Fahrtrichtung haben, zum Beispiel, weil es verkehrsbedingt steht oder geparkt ist.

Weiterhin bevorzugt wird mit dem lichtempfindlichen Sensor ein Laserscanprofil des Zielfahrzeugs erfasst. Besonders bevorzugt werden aus dem Laserscanprofil geometrische Maße und/oder Formmerkmale als Fahrzeugmerkmale des Zielfahrzeugs bestimmt. Formmerkmale sind beispielsweise eine Anzahl der Achsen bzw. Räder des Zielfahrzeugs.

Weiterhin bevorzugt werden mit einer Kamera als lichtempfindlichem Sensor mehrere Bildaufnahmen einer Seitenflanke des Zielfahrzeugs aufgenommen. Besonders bevorzugt wird eine Relativgeschwindigkeit des Zielfahrzeugs zu dem Kontrollfahrzeug als Fahrzeugmerkmal des Zielfahrzeugs aus den Bildaufnahmen berechnet. Insbesondere wird ein Versatz von Bildmerkmalen in aufeinanderfolgenden Bildaufnahmen bestimmt wird. Aus dem Versatz der Bildmerkmale aufeinanderfolgender Bildaufnahmen und aus den Daten des Laserscanners kann besonders vorteilhaft die Relativgeschwindigkeit des Zielfahrzeugs zu dem Kontrollfahrzeug berechnet werden. Besonders bevorzugt wird daher sowohl ein Laserscanprofil des Zielfahrzeugs mit einem Laserscanner und erfasst, als auch mehrere Bildaufnahmen der Seitenflanke des Zielfahrzeugs mit einer Kamera aufgenommen.

Aus den Bildaufnahmen der Seitenflanke des Zielfahrzeugs wird bevorzugt ein Gesamtbild der Seitenflanke des Zielfahrzeugs als Fahrzeugmerkmal erstellt. Aus dem Gesamtbild der Seitenflanke des Zielfahrzeugs werden besonders bevorzugt geometrische Maße und/oder Formmerkmale als Fahrzeugmerkmale des Zielfahrzeugs bestimmt.

Weiterhin bevorzugt wird mit dem lichtempfindlichen Sensor das Kennzeichen des Zielfahrzeugs aufgenommen und eine Kennzeichenlesung durchgeführt. Besonders bevorzugt wird das Kennzeichen mit einer zusätzlichen Kamera aufgenommen, so dass die gesamte Datenerfassung mit einem Laserscanner und zwei Kameras erfolgt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Die Ausführungen beziehen sich gleichermaßen auf die erfindungsgemäße Anordnung und auf das Verfahren. Sie sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.

Es zeigen

• Figur 1 eine erste schematische Ansicht einer Verkehrssituation zur Erläuterung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einem ersten Zeitpunkt;
• Figur 2 die schematische Ansicht der Verkehrssituation gemäß Figur 1 zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt;
• Figur 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung.

In der Figur 1 ist eine erste schematische Ansicht einer Verkehrssituation dargestellt, zu einem ersten Zeitpunkt dargestellt. Die Figur 2 zeigt die entsprechende schematische Ansicht der Verkehrssituation zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt. Die Darstellungen dienen zur Erläuterung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bestimmung mindestens eines Fahrzeugmerkmals eines Zielfahrzeugs.

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung zur Bestimmung mindestens eines Fahrzeugmerkmals eines Zielfahrzeugs ist in der Figur 3 schematisch dargestellt. Nachfolgend wird auf alle drei Figuren Bezug genommen, in denen sämtliche Merkmale einheitlich bezeichnet sind. Der in Figur 1 dargestellte erste Zeitpunkt stellt beispielsweise den Beginn eines Erfassens von Daten eines Zielfahrzeugs 2 mittels mindestens eines lichtempfindlichen Sensors 5 dar. Bei dem Zielfahrzeug 2 handelt es sich um ein zu kontrollierendes Fahrzeug 2, in diesem Fallbeispiel um einen LKW, wobei die Begriffe zu kontrollierendes Fahrzeug 2 und Zielfahrzeug 2 synonym verwendet werden. Der in Figur 2 dargestellte zweite Zeitpunkt stellt beispielsweise den Abschluss des Erfassens von Daten des Zielfahrzeugs 2 mittels des mindestens einen lichtempfindlichen Sensors 5 dar, der in Figur 3 schematisch dargestellt ist. In den Figuren 1 und 2 verdeutlicht eine Strichlinie die Erfassungseinrichtung des lichtempfindlichen Sensors 5. Die Richtungspfeile P geben jeweils die Fahrtrichtung der Fahrzeuge 1, 2 an.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Bestimmung mindestens eines Fahrzeugmerkmals des Zielfahrzeugs 2 vorgesehen, wobei dieses Fahrzeugmerkmal insbesondere zu einem Identifizieren und/oder Klassifizieren und/oder Vermessen von Formmerkmalen des Zielfahrzeugs 2 dient, was jeweils beispielsweise im Rahmen von Verkehrskontrollen bzw. Mautkontrollen durchgeführt wird. Die Erfassung der Daten des Zielfahrzeugs 2 erfolgt mittels des mindestens einen lichtempfindlichen Sensors 5, wobei unter Daten jegliche durch einen lichtempfindlichen Sensor erfassbare Information zu verstehen ist. Die Daten werden dabei von einem sich bewegenden Kontrollfahrzeug 1 aus erfasst. Das bedeutet, dass der lichtempfindliche Sensor 5 an dem Kontrollfahrzeug 1 angeordnet ist. Mit einer Auswertungsvorrichtung (nicht dargestellt) wird das mindestens eine Fahrzeugmerkmal anhand der erfassten Daten erkannt. Die nicht dargestellte Auswertungsvorrichtung kann ebenfalls an dem Kontrollfahrzeug 1 angeordnet sein. Alternativ kann die Auswertungsvorrichtung aber auch außerhalb des Kontrollfahrzeugs 1 angeordnet sein, insbesondere auch so von dem Kontrollfahrzeug 1 entfernt, dass eine drahtlose Übertragung der erfassten Daten an die Auswertevorrichtung erfolgt, welche beispielsweise bei einer die Daten auswertenden Behörde oder einem Ausleitposten angeordnet ist. Die Figuren 1 und 2 zeigen, dass während des Erfassens der Daten das Kontrollfahrzeug 1 an dem Zielfahrzeug 2 vorbeigefahren wird. Ebenso kann das Kontrollfahrzeug 1 so gefahren werden, dass das Zielfahrzeug 2 an dem Kontrollfahrzeug 1 vorbeifährt.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Bestimmung des mindestens einen Fahrzeugmerkmals des Zielfahrzeugs 2 weist also mindestens einen lichtempfindlichen Sensor 5 zur Erfassung der Daten des Zielfahrzeugs 2 und eine Auswertungsvorrichtung zum Erkennen des mindestens einen Fahrzeugmerkmals anhand der Daten auf. Der lichtempfindliche Sensor 5 ist an dem sich während der Erfassung der Daten bewegenden Kontrollfahrzeug 1 angeordnet. Bei dem Kontrollfahrzeug 1 kann es sich um ein herkömmliches Straßenfahrzeug handeln, das an dem normalen Verkehr teilnimmt, hier also das Zielfahrzeug 2 auf einer parallelen Fahrspur überholt. Denkbar ist jedoch auch ein autonom fahrendes oder fliegendes Kontrollfahrzeug 1, welches das Zielfahrzeug 2 passiert, sei es auf einer regulären Fahrspur, oder auf gegebenenfalls auf einer Sonderfahrspur, oder im Flug. In dem Ausführungsbeispiel ist die Auswertungsvorrichtung nicht dargestellt, um zu verdeutlichen, dass diese an dem Kontrollfahrzeug 1 angeordnet sein kann, oder in einem weiteren, nicht dargestellten Fahrzeug, oder beispielsweise in einer ortsfesten Einrichtung, wie einem Gebäude oder dem Ausleitposten.

Das Ausführungsbeispiel zeigt ein Kontrollfahrzeug 1 mit einer Kontrolleinheit 4, die bevorzugt für eine Mautkontrolle oder eine allgemeine Fahrzeugkontrolle eingesetzt wird. Diese Kontrolleinheit 4 ist in der Beispielausführung in dem Kontrollfahrzeug 1 integriert, kann jedoch alternativ auch teilweise oder im Ganzen entnehmbar und in ein anderes Fahrzeug einrüstbar sein. Weiterhin denkbar ist eine Anordnung auf einem Stativ, z. B. an einer Fahrbahnseite. Das Kontrollfahrzeug 1 passiert fortlaufend Zielfahrzeuge 2 und erfasst deren Daten, die durch die Auswertungsvorrichtung ausgewertet werden, um ein oder mehrere Fahrzeugmerkmale zu bestimmen, die beispielsweise zum Klassifizieren und/oder Kontrollieren der Zielfahrzeuge 2 dienen. Das Kontrollfahrzeug 1 fährt bevorzugter Weise auf der Nebenspur des zu kontrollierenden Fahrzeugs 2 und überholt das zu kontrollierende Fahrzeug 2, bzw. lässt sich überholen. Während des Überholvorgangs erfasst beispielsweise ein 3D-Laserscanner 5 als lichtempfindlicher Sensor ein Seitenprofil des Zielfahrzeugs 2. Bevorzugt ist der Laserscanner 5 senkrecht oder in einem kleinen Winkel abweichend von einer Senkrechten 8 an einer Seite des Kontrollfahrzeugs 1 hin zum kontrollierten Fahrzeug 2 ausgerichtet. Nachdem das Seitenprofil des Zielfahrzeugs 2 erfasst wurde, kann aus diesen Daten beispielsweise eine Höhe und/oder eine Länge des Zielfahrzeugs 2 als Fahrzeugmerkmal ermittelt werden. Während des Überholvorgangs werden bevorzugt zusätzlich zeitlich aufeinanderfolgende Bilder mit einer Kamera 6 aufgenommen, bei der es sich in dem Ausführungsbeispiel um einen zweiten lichtempfindlichen Sensor 6 handelt. Aus der Bildfolge als erfasste Daten wird vorzugsweise die Länge des Zielfahrzeugs 2 und/oder eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem kontrollierenden Fahrzeug 1 und dem kontrollierten Fahrzeug 2 als Fahrzeugmerkmal des Zielfahrzeugs 2 bestimmt. Aus einem Versatz von Bildmerkmalen in aufeinander folgenden Aufnahmen der Bildfolge als erfasste Daten und aus den Daten des Laserscanners 5 wird vorzugsweise eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem kontrollierenden Fahrzeug 1 und dem kontrollierten Fahrzeug 2 als Fahrzeugmerkmal des Zielfahrzeugs 2 bestimmt. Weiterhin kann aus der Kombination der Daten des Laserscanners 5 und der Bilddaten eine Breite des Zielfahrzeugs 2 erfasst werden. Die Kamera 6 ist, wie der 3D-Laserscanner 5, seitlich zu dem Zielfahrzeug 2 ausgerichtet. Weiterhin wird bevorzugt ein Gesamtbild aus den einzelnen Bildaufnahmen erstellt, so dass auf dem Gesamtbild die Seitenflanke des zu kontrollierenden Fahrzeugs 2 zu erkennen ist. Aus dem Gesamtbild lassen sich weitere Fahrzeugmerkmale bestimmen, bevorzugt kann aus dem Gesamtbild die Länge und/oder die Höhe des zu kontrollierenden Fahrzeugs ermittelt werden. Bevor oder nachdem das Kontrollfahrzeug 1 das zu kontrollierende Fahrzeug 2 überholt, wird weiterhin bevorzugt eine Bildaufnahme eines Kennzeichenschilds an einer Fahrzeugfront oder an einem Fahrzeugheck des Zielfahrzeugs 2 mit einer weiteren Kamera 7 aufgenommen, die in dem Fall als dritter lichtempfindlicher Sensor 7 vorgesehen ist, um als Daten eine Bildaufnahme des Kennzeichenschilds des Zielfahrzeugs 2 zu erfassen. Mittels der Auswertungsvorrichtung wird weiterhin bevorzugt eine Kennzeichenlesung durchgeführt, um das Kennzeichen als weiteres Fahrzeugmerkmal des Zielfahrzeugs 2 zu erkennen. Die erfassten Daten oder die bereits an Bord des Kontrollfahrzeugs 1 erkannten Fahrzeugmerkmale des Zielfahrzeugs 2 werden bevorzugt verschlüsselt zur weiteren Verwertung an eine Kontrollstelle, z. B. einer Behörde, übermittelt, was drahtlos erfolgen kann.

1

Kontrollfahrzeug

2

Zielfahrzeug

3

Fahrspur

4

Kontrolleinheit

5

Lichtempfindlicher Sensor, 3D-Laserscanner

6

Lichtempfindlicher Sensor, Kamera

7

Lichtempfindlicher Sensor, Kamera

P

Richtungspfeil