Klaus-G. Westphal von der Industrie- und Handelskammer Braunschweig öffentlich bestellter und...

ViDistA-Seminar 2005

Klaus-G. Westphalvon der Industrie- und Handelskammer Braunschweig öffentlich bestellter und

vereidigter Sachverständiger für Straßenverkehrstechnik

38304 Wolfenbüttel, Im Großen Teiche 7, Tel./Fax: 05331/42050

Studium der Elektrotechnik an der TU Braunschweigab 1974 wiss. Mitarbeiter an der TUBS und Sachverständigentätigkeitseit 1990 selbständig als Sachverständiger Lehrbeauftragter an der FH Wolfenbüttel-Braunschweig

Arbeitsgebiete:Meßverfahren zur Überwachung des VerkehrsLichtsignalanlagenTechnik zur Bestimmung der Atemalkoholkonzentration

Beratung bei der Entwicklung und für die Zulassung von Geräten zur Überwachung des Straßenverkehrs

Auftraggeber: überwiegend Amtsgerichtegelegentlich Rechtsanwälte

Hersteller

Grundlagen ViDistA

und

WeDistA-digital

Seminar

„Mobile Verkehrsüberwachung mit ViDistA-Verfahren“

bei der Bezirksregierung Düsseldorf – Autobahnpolizei -21.11.2005 bis 23.11.2005

in Hilden

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ViDistA-Seminar 2005 3

Gliederung

1 Einführender Rückblick

2 Abstandsbestimmung durch Vermessung eines VideobildesHilfsmittel, Möglichkeiten, Gerätschaften und Vorgehensweise

3 Geschwindigkeitsbestimmung

Prinzip, Kontrollfahrzeug, Toleranzen

4 WeDistAWeDistA-simWeDistA-digital

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Einführung / Rückblick

Verkehrsüberwachungsanlage Police-Pilot

Geschwindigkeitsbestimmung durch Nachfahren

Den Bildern ist durchaus mehr zu entnehmen, als sich lediglich aus den eingeblendeten (Meß-)Daten ergibt

Die visuelle Wahrnehmung einer Abstandsänderung liefert nur einen allgemeinen Hinweis darauf, ob der Geschwindigkeitswert, obwohl nicht exakt ermittelt, dennoch verwertbar ist oder verworfen werden muß

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Ausschnitt aus einer Nachfahrt

Fragen: Können Wege, Zeiten und Geschwindigkeit, sowieein Abstand oder eine Abstandsänderung zahlenmäßig im Nachhinein bestimmt werden ?

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Bildvermessung: Hilfsmittel

Vermessung am Auswertebildschirm:Lineal Strichmarkierungen auf selbsthaltende oder elektrostatisch aufgeladene Klarsichtfolie

Vermessung an einem Bildausdruck:Videoprint Rechnerausdruck

Fazit/Forderungen:Vermessung am AuswertebildschirmMeßmarken in der BildebenePosition der Meßmarken hinreichend genau bestimmbaralso: Meßmarken in das (Video-)Bild einspeisen

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Beispiel für Meßrahmen

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Strahlensatz, Kalibrierung, Kalibrierung

g*g

M

k'Gkal

Akalgkal

, Kalibrierung

M

k

A

A*

k'G

Bildchip Monitor

g'g

Kamera

g

G

k

A

kg

GA

Monitor

'g

G

'k

A

'k'g

GA

Kalibrierung

Kal

KalKal

g

G

'k

A

KalKal

KalA

G

g'k

Abstand 'k'g

GA

G

g

'g

GA Kal

Kal

Kal

>


Vorgehensweise (1)

Vorgänge:

• Kalibrieraufnahmen und Meßaufnahmen fertigen

mit dem gleichen System Kamera/Objektiv(brennweite) Reihenfolge im Prinzip beliebig

• Auswertung:

> Kalibrierung durchführen

k‘ bestimmen: Formel

> Meßaufnahmen auswertenAbstand berechnen: Formel

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Kalibriervorgang (1)

AKal

Gykal

K a lib r ie ra u fn a h m e fe rtig e n Kal

Kal

Kalg

G

A'k

K a lib r ie ro b je k t (R e fe re n z o b je k t) A u s ric h tu n g in a lle n R ic h tu n g e n s e n k re c h t zu r o p tis c h e n A c h s e d e s L in s e n s ys te m s d e r K a m e ra A rt R e c h te c k G rö ß e e tw a d e n zu e rw a rte n d e n M e ß o b je k t-G rö ß e n e n ts p re c h e n d (z .B . B re ite / H ö h e e in e s P k w ) A b b ild g rö ß e m ö g lic h s t d e n a u s w e rtb a re n B e re ic h d e s V id e o b ild e s fü lle n d A u s m e s s e n vo r O rt in g le ic h e n L ä n g e n e in h e ite n : A b s ta n d K a m e ra - R e fe re n zo b je k t: A K a l B re ite u n d H ö h e d e s R e fe re n zo b je k te s : G x K a l u n d G yK a l

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Kalibriervorgang (2)

x

y

y1

y2

x1 x2

K alib rie ru n g A u sm essen am A u sw ertem o n ito r M eß m ark en /M eß lin ien an das A bb ild des R e fe renzob jek tes an legen in du rch den G ra fik /M eß lin ien -G ene ra to r vo rgegeben E inhe iten , abe r a ls Längenm aß in te rp re tie rt: B re ite und H öhe des A bb ildes : gxK a l und gyK a l B estim m u n g vo n k ’

B re ite (x): Kal

Kal

Kalgx

Gx

A'kx H öhe (y): Kal

Kal

Kalgy

Gy

A'ky

N un m ög lich :

A bs tand aus B re itenm aß : 'kxx'g

GxA

ode r

aus H öhenm aß : 'kyy'g

GyA zu bes tim m en

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Abstandsermittlung

A

Originalmaß

BildschirmmaßA = k'

Gx

Gy

gy

gx

y1

y2

x1 x2

Gy

gy'ky'A =

Gx

gx'kx'A =

>


Genauigkeit der Abstandsbestimmung

• Meßauflösung der Gerätschaften– Monitor– Meßliniengenerator

• Trefferquote(bei der Kalibrierung, wie bei der Abstandsbestimmung)

• Bildqualität– Helligkeit– Kontrast zum Hintergrund– Schärfe– Entfernung

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Auswertetoleranzen (1)

Abstand 'k'g

GA

G

g

'g

GA Kal

Kal

Kal

Ansätze für die möglichen Toleranzen Kalibrierung: gKal (Abbildmaß): 128 mm 0,3 mm GKal (Referenzmaß/Kalibrierobjekt): 185 cm 2 cm (ca. 1%) AKal: (Abstand zum Kalibrierobjekt): 1400 cm 10 cm (< 1 %) Beispielgrößen für die Abstandsbestimmung: G (Referenzmaß am Objekt): 180 cm 2 cm g’ (Abbildmaß): bis 128 mm 0,3 mm Nicht betrachtet/berücksichtigt ist der Umstand, daß das Referenzmaß am überwachten Fahrzeug sich nicht zwingend am Heck befindet.

A

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Auswertetoleranzen (2)

Toleranzen des ermittelten Abstandes über der AbbildgrößeParameter: Ungenauigkeiten beim Anlegen der Meßmarken

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

128

122

116

110

104 98 92 86 80 74 68 62 56 50 44 38 32 26 20 14 8 2

Abbildgröße (g') in mm

Ab

sta

nd

sto

lera

nz

in %

0 mm

0,3 mm

0,6 mm

1 mm

Toleranzen des ermittelten Abstandes über dem AbstandParameter: Ungenauigkeiten beim Anlegen der Meßmarken

0,002,004,006,008,00

13,6

3

14,3

0

15,0

4

15,8

6

16,7

7

17,8

0

18,9

6

20,2

8

21,8

0

23,5

7

25,6

5

28,1

4

31,1

5

34,8

9

39,6

4

45,9

0

54,5

1

67,0

9

87,2

2

124,

60

218,

05

872,

19

Abstand(m)

Ab

sta

nd

sto

lera

nz

in %

0 mm

0,3 mm

0,6 mm

1 mm

A

>


Zum Sicherheitsabstand

S = A2 – A1 eher größer bestimmen Anmerkung: Fahrzeuglänge in Abzug bringen!

2

A2 > A1 <

1

12

S A1

A2

>


GeschwindigkeitsbestimmungPrinzip:aus Weg-Zeit-Messung im Kontrollfahrzeug, auf das überwachte Fahrzeug übertragen

Die Geschwindigkeitsbestimmung erfordert zwei Maßnahmen:

1. Bestimmung der Eigengeschwindigkeit des Kontrollfahrzeuges2. Bestimmung des Abstandsverhaltens der Fahrzeuge zueinander

zu 1: Zeitintervall und zugehörige Wegstrecke (oder umgekehrt) aus der Nachfahrt herausgreifen,daraus die Geschwindigkeit bestimmen

zu 2: Fahrzeugabstände am Beginn und am Ende des Zeitintervalls ermitteln,Maß der Abstandsänderung s bestimmen

Die Geschwindigkeit des überwachten Fahrzeuges ergibt sich zu:

VBetr VKtrl=?

def

KtrlKtrl

t

sv

def

KtrlBetr

t

svv

def

Ktrl

defdef

KtrlBetr

t

ss

t

s

t

sv

bzw.

s

>


Zur Abstandsänderungbei der Geschwindigkeitsbestimmung

Maß der Abstandsänderung gering halten:Meßlinien am Beginn eher eng, am Ende eher weit anlegen

Ende

Beginn

Ende

>


Verkehrsfehlergrenzen am Beispiel ProViDa2000

Zeitmessung: (Stoppuhr und Zeit entsprechend Videobildzähler)

0,1% der gemessenen Zeit + 0,02 s

Wegstreckenmessung:4 % des gemessenen Weges, mindestens 4m

Geschwindigkeitsmessung:bis 100 km/h: 5km/h

über 100 km/h: 5 %

>


Verkehrsfehlergrenzen am Beispiel ViDistA VDM-R

Zeitmessung: (Stoppuhr und Zeit entsprechend Videobildzähler)

0,1% der gemessenen Zeit + 0,01 s

Wegstreckenmessung:4 % des gemessenen Weges, mindestens 4m

Geschwindigkeitsmessung:bis 100 km/h: 5km/h

über 100 km/h: 5 %

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WeDistAWestphal-Distanz-Auswertung

WeDistA-sim

WeDistA-digital

>


WeDistA

WeDistA-sim

Simulation einer Kamera und deren Aufstellung im Raum

Vorgabe 3-dimensionale Räumlichkeit undderen Projektion in ein 2-dimensionales Bild (Foto)

Konstruktion eines synthetischen Bildes (Fotos) aus Kamerasicht

Vorgabe und definierte Positionierung von Fahrzeugen

Vermessung nach ViDistA-Art und Vergleich mit den Vorgabedaten

Möglichkeit der zahlenmäßigen Beurteilung von möglichen Unwägbarkeiten einer ViDistA-Auswertung

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WeDistA

WeDistA-digital

Verzicht auf Kameravorgaben

Auswertemechanismen und Vorgehensweisen aus WeDistA-sim

Vorgabe von Bildern, derzeit von analogen Original-Videoaufnahmen, digitalisiert (768 x 576 Bildpunkte)

punktgenaue Wiedergabe, punktgenaue Vermessung

Auswertung nach ViDistA-Artalle Parameter direkt veränderbar, deren Auswirkungen direkt einsehbar

Ziel: Abschätzung der für eine vorgegebene Auswertegenauigkeit erforderlichen Bildauflösung, insbesondere im Hinblick auf eine digitale Wiedergabe digital aufgenommener/gespeicherter (ViDistA-)Bilder

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Präsentation der Studie

Bildauswertung Version 0.1

kgw

WeDistA

>

Ende

Ich bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit

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