本發(fā)明涉及一種用以監(jiān)看視野的成像系統(tǒng)及一種用以監(jiān)看視野的方法。

背景技術(shù)：

需要測定車輛(尤其是移動(dòng)車輛)的參數(shù)，其中這些參數(shù)可用于許多應(yīng)用中。舉例來說，測量車流量和車流速度可用于預(yù)測交通堵塞或動(dòng)態(tài)地調(diào)整速度限制以控制交通流動(dòng)。還可設(shè)想用以拍攝駕駛員或車號(hào)牌的照片，其可用于逮捕罪犯。關(guān)于車輛的其它參數(shù)包含車輛類型(例如小汽車與卡車之間的辨別)、輪軸編號(hào)、車輛速度、車輛方向、車號(hào)牌號(hào)和車輛載重。

用于測定這些參數(shù)的當(dāng)前系統(tǒng)需要使用多個(gè)傳感器。舉例來說，激光掃描儀用于檢測在預(yù)定地點(diǎn)處車輛的存在或不存在。一旦通過激光掃描儀檢測到車輛的存在，高分辨率攝像機(jī)即捕獲車輛的照片或底片。如果預(yù)定地點(diǎn)的位置的改變?yōu)楸匦璧?，那么需要?duì)激光掃描儀進(jìn)行物理調(diào)節(jié)。此也需要激光掃描儀為人類可接近的或激光掃描儀需設(shè)置電動(dòng)位移單元。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目標(biāo)為提供一種成像系統(tǒng)和一種用以使用成像系統(tǒng)監(jiān)看視野的方法，其中所述成像系統(tǒng)具有簡單設(shè)計(jì)，且所述方法容易執(zhí)行。

根據(jù)本發(fā)明用以監(jiān)看視野的成像系統(tǒng)包括在上面成像視野的光電元件的二維陣列，其中所述成像系統(tǒng)適于針對(duì)所述光電元件中的每一個(gè)通過由成像系統(tǒng)發(fā)射至視野中且隨后到達(dá)光電元件的光測定對(duì)應(yīng)光電元件與位于視野中的物件的表面之間的距離，及針對(duì)所述距離中的每一者測定具有至少一個(gè)分量的距離矢量以形成包括所述距離矢量的坐標(biāo)圖像，第一存儲(chǔ)器單元適于存儲(chǔ)所述坐標(biāo)圖像，第二存儲(chǔ)器單元針對(duì)光電元件中的至少一個(gè)存儲(chǔ)邏輯關(guān)系，所述邏輯關(guān)系針對(duì)所述分量中的至少一個(gè)具有對(duì)應(yīng)的分量大于或等于預(yù)定下限值且所述分量小于或等于預(yù)定上限值的形式，且處理單元適于針對(duì)光電元件中的每一個(gè)詢問是否滿足所述邏輯關(guān)系并在滿足所述邏輯關(guān)系中的至少一個(gè)的情況下輸出觸發(fā)信號(hào)。

所述用以使用成像系統(tǒng)監(jiān)看視野的方法，所述成像系統(tǒng)具有在上面成像所述視野的元件的二維陣列，其中所述成像系統(tǒng)適于針對(duì)所述元件中的每一個(gè)測定所述對(duì)應(yīng)元件與位于視野中的物件的表面之間的距離，其中所述距離中的每一者可用于形成具有至少一個(gè)分量的距離矢量以形成包括所述距離矢量的坐標(biāo)圖像，所述方法包括以下步驟：a)針對(duì)所述元件中的至少一個(gè)預(yù)定邏輯關(guān)系，所述邏輯關(guān)系針對(duì)所述分量中的至少一個(gè)具有所述對(duì)應(yīng)的分量大于或等于預(yù)定下限值且所述分量小于或等于預(yù)定上限值的形式；b)針對(duì)每一元件測定所述對(duì)應(yīng)的元件與位于所述視野中的物件的表面之間的距離；c)針對(duì)所述距離中的所述每一者測定距離矢量；d)存儲(chǔ)所述坐標(biāo)圖像；e)針對(duì)所述元件中的每一個(gè)詢問是否滿足所述邏輯關(guān)系；f)重復(fù)步驟b)至e)至少直到滿足至少一個(gè)邏輯關(guān)系；g)在滿足至少一個(gè)邏輯關(guān)系的情況下輸出觸發(fā)信號(hào)。

通過使用邏輯關(guān)系的特定形式，邏輯關(guān)系定義視野內(nèi)的體積，且在物件的表面位于所述體積內(nèi)的情況下提供觸發(fā)信號(hào)。由于通過邏輯關(guān)系定義所述體積，因此可通過簡單地覆寫第二存儲(chǔ)器單元中存儲(chǔ)的邏輯關(guān)系通過新的邏輯關(guān)系改變所述體積的地點(diǎn)和擴(kuò)展。因此，所述成像系統(tǒng)和方法提供用于提供觸發(fā)信號(hào)的彈性量，以使得成像系統(tǒng)可用于多種情況下。此外，用于轉(zhuǎn)變所述體積及改變其形狀的成像系統(tǒng)的物理訪問或成像系統(tǒng)的部分的物理位移有利地為不必要的。由于成像系統(tǒng)測定所述距離，因此僅移動(dòng)物件可提供觸發(fā)信號(hào)且不是將通過常規(guī)視頻成像系統(tǒng)檢測的強(qiáng)度變化。強(qiáng)度變化可例如由雨水、暗影、水坑、霧、云、自其的反射或環(huán)境光變化(尤其是整天的環(huán)境光變化)引起。觸發(fā)信號(hào)可用于開始成像系統(tǒng)的另一動(dòng)作或動(dòng)作序列，例如所述動(dòng)作可包括拍攝相同物件的相片，其使得成像系統(tǒng)輸出觸發(fā)信號(hào)。

優(yōu)選的是，選擇預(yù)定下限值和預(yù)定上限值以使得邏輯關(guān)系描述視野內(nèi)的體積，其中所述體積具有擴(kuò)展使得在用于測定坐標(biāo)圖像的給定重復(fù)率和物件的假定最大速度的情況下，至少一個(gè)坐標(biāo)圖像顯示所述體積內(nèi)的物件的表面。因此，有利的是，以小于或等于最大速度移動(dòng)的每個(gè)物件由成像系統(tǒng)捕獲并使成像系統(tǒng)輸出觸發(fā)信號(hào)。優(yōu)選的是，預(yù)定下限值中的至少一個(gè)為負(fù)無窮大或預(yù)定上限值中的至少一個(gè)為正無窮大。在此情況下，僅需要一個(gè)不等式而非兩個(gè)不等式，其在計(jì)算上為簡單的，且由此步驟e)可在短時(shí)段內(nèi)進(jìn)行，且因此可實(shí)現(xiàn)用于重復(fù)步驟b)至e)的更高重復(fù)率。

成像系統(tǒng)優(yōu)選地包括界面，用戶可使用所述界面設(shè)定邏輯關(guān)系。其優(yōu)勢為，單個(gè)成像系統(tǒng)可以許多不同方式配置以使其適用于不同情況。所述界面可為遠(yuǎn)的，允許成像系統(tǒng)通過遠(yuǎn)離視野地點(diǎn)的用戶動(dòng)態(tài)地重新配置。優(yōu)選的是，光電元件也適于測量視野的相片。因此，僅需要為成像系統(tǒng)提供一個(gè)陣列，其中成像系統(tǒng)可用于檢測所述體積內(nèi)的物件的存在及拍攝物件的相片，其使得成像系統(tǒng)為有成本效益的。可從相片提取許多類型的信息，例如相片用于提取車號(hào)牌或相片可用于識(shí)別人類。光電元件還可適于拍攝多個(gè)后續(xù)相片以記錄視野的視頻序列。

優(yōu)選的是，在步驟e)中，每個(gè)坐標(biāo)圖像與時(shí)間戳一起存儲(chǔ)。使用時(shí)間戳，有利地可能測定物件何時(shí)位于所述體積內(nèi)。元件優(yōu)選地為光電元件。

優(yōu)選的是，在步驟b)中，成像系統(tǒng)在持續(xù)時(shí)間T_p使用光脈沖照明所述視野，且所述光電元件在具有集成起始時(shí)間點(diǎn)T_1b和集成結(jié)束時(shí)間點(diǎn)T_1e的第一時(shí)間積分柵期間以及在具有集成起始時(shí)間點(diǎn)T_2b和集成結(jié)束時(shí)間點(diǎn)T_2e的第二時(shí)間積分柵期間捕獲從所述視野反射回的光，其中所述積分柵具有至所述光脈沖的發(fā)射起始時(shí)間點(diǎn)的預(yù)定延遲以使得T₀或T₀+T_p中任一者在T_1b與T_1e之間以測定信號(hào)值U，所述信號(hào)值U取決于在第一積分柵期間到達(dá)所述光電元件的所述光脈沖(48)的強(qiáng)度I_p和所述持續(xù)時(shí)間，且T₀及T₀+T_p在T_2b與T_2e之間以測定到達(dá)所述光電元件的光脈沖的強(qiáng)度I_p，其中T₀為當(dāng)所述光脈沖到達(dá)光電元件時(shí)的第一時(shí)間點(diǎn)，其中所述成像系統(tǒng)通過使用U和I_p來計(jì)算每一光電元件的距離。為了設(shè)置關(guān)于發(fā)射起始時(shí)間點(diǎn)的積分柵，預(yù)定可定位物件的距離范圍。自距離范圍T_p可選擇T_1b和T_1e，以使得針對(duì)距離范圍的所有可能距離，T₀或T₀+T_p中任一者在T_1b與T_1e之間。可隨后選擇T_2b和T₂，以使得針對(duì)距離范圍的所有可能距離，T₀和T₀+T_p在T_2b與T_2e之間。

或者，優(yōu)選的是，在步驟b)中，成像系統(tǒng)使用在時(shí)間點(diǎn)T_c處將其強(qiáng)度從強(qiáng)度I_out,h切換為小于I_out,h的強(qiáng)度I_out,l且在時(shí)間點(diǎn)T_c+T_p處回到I_out,h的光來照明所述視野，且所述光電元件在具有集成起始時(shí)間點(diǎn)T_1b和集成結(jié)束時(shí)間點(diǎn)T_1e的第一時(shí)間積分柵期間以及在具有集成起始時(shí)間點(diǎn)T_2b和集成結(jié)束時(shí)間點(diǎn)T_2e的第二時(shí)間積分柵期間捕獲從所述視野反射回的光，其中所述積分柵具有至T_c的預(yù)定延遲以使得T₀或T₀+T_p中任一者在T_1b與T_1e之間以測定信號(hào)值U，所述信號(hào)值U取決于在第一積分柵期間到達(dá)光電元件的光的量，且T_2e早于T₀或T_2b遲于T₀+T_p或T₀和T₀+T_p在T_2b與T_2e之間以測定到達(dá)光電元件對(duì)應(yīng)于較高強(qiáng)度I_0ut,h的光的強(qiáng)度I_in,h＝I_p，其中T₀為在具有對(duì)應(yīng)于較低強(qiáng)度I_out,l的強(qiáng)度I_in,l的光到達(dá)光電元件時(shí)的所述第一時(shí)間點(diǎn)，其中所述成像系統(tǒng)通過使用U及I_in,h＝I_p來計(jì)算每一光電元件的距離。為了設(shè)置關(guān)于T_c的積分柵，預(yù)定可定位物件的距離范圍。自距離范圍T_p可選擇T_1b和T_1e以使得針對(duì)距離范圍的所有可能距離，T₀或T₀+T_p中任一者在T_1b與T_1e之間?？呻S后選擇T_2b和T_2e，以使得針對(duì)所述距離范圍的所有可能距離，T_2e早于T₀或T_2b遲于T₀+T_p。

通過以此方式測定所述距離，測定在從物件反射回后從發(fā)射至到達(dá)光電元件的光脈沖的飛行時(shí)間。通過測定光脈沖的飛行時(shí)間，有利地，可明確地測定所述距離，如果所述距離為例如通過定期調(diào)制從另一裝置發(fā)射的光強(qiáng)度及通過測量到達(dá)裝置的檢測器上的發(fā)射光與背向反射光之間的相位差來測定則并非如此。

優(yōu)選的是，在步驟a)中，選擇預(yù)定下限值和預(yù)定上限值以使得邏輯關(guān)系描述視野內(nèi)的體積，其中所述體積具有擴(kuò)展使得在用于測定坐標(biāo)圖像的給定重復(fù)率和物件的假定最大速度的情況下，至少一個(gè)坐標(biāo)圖像顯示所述體積內(nèi)的物件的表面。優(yōu)選的是，在步驟a)中，預(yù)定下限值中的至少一個(gè)為負(fù)無窮大或預(yù)定上限值中的至少一個(gè)為正無窮大。

優(yōu)選的是，在步驟f)中，重復(fù)所述步驟b)至e)直到滿足相鄰元件的多個(gè)邏輯關(guān)系，且在步驟g)中，在滿足多個(gè)邏輯關(guān)系的情況下輸出所述觸發(fā)信號(hào)。因此，有利地實(shí)現(xiàn)為，僅超過某一大小的物件導(dǎo)致輸出觸發(fā)信號(hào)?？衫邕x擇多個(gè)邏輯關(guān)系以使得飛過所述體積的鳥不會(huì)導(dǎo)致輸出觸發(fā)信號(hào)而機(jī)動(dòng)車的確導(dǎo)致輸出觸發(fā)信號(hào)。

每一距離矢量優(yōu)選地包括作為至少一個(gè)分量的距離，具體來說，每一距離矢量由所述距離或球面坐標(biāo)(r、θ、Φ)構(gòu)成，其中r為距離，θ為作為第二分量的極角，且Φ為作為第三分量的方位角。僅使用距離r作為唯一分量為最簡單的計(jì)算方法。如果設(shè)立關(guān)于成像系統(tǒng)的坐標(biāo)系，那么球面坐標(biāo)為尤其適宜的。球面坐標(biāo)系的頂點(diǎn)可通過成像系統(tǒng)的光軸定義，且球面坐標(biāo)系的原點(diǎn)可通過陣列定義，由此通過一對(duì)角θ和Φ定義單個(gè)像素的視線，其為視野的數(shù)學(xué)上簡單描述且因此通過處理單元進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理較快。

或者，優(yōu)選的是，每一距離矢量由笛卡爾坐標(biāo)(x、y、z)構(gòu)成，其中x為第一分量，y為第二分量且z為第三分量，其由自(r、θ、Φ)至(x、y、z)的坐標(biāo)變換測定，其中r為所述距離，且所述方法包括以下步驟：a1)針對(duì)每一光電元件提供球面坐標(biāo)系的一對(duì)角θ、Φ，其中所述對(duì)描述光電元件的視線。如果設(shè)立獨(dú)立于成像系統(tǒng)的位置和定向的坐標(biāo)系，那么笛卡爾坐標(biāo)為尤其便利的。軸x、y和z中的一個(gè)可例如在街道上的交通流向上定向。

優(yōu)選的是，所述方法包括以下步驟：h)在輸出觸發(fā)信號(hào)的情況下捕獲具有陣列的至少一個(gè)相片。所述方法優(yōu)選地包括以下步驟：i)通過使用所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)序列及通過重復(fù)步驟b)至d)來獲取一系列坐標(biāo)圖像，其中每一坐標(biāo)圖像具有時(shí)間戳。使用坐標(biāo)圖像的序列及時(shí)間戳，有利地可能測定物件的速度、方向、速度及在所述序列包括至少三個(gè)坐標(biāo)圖像時(shí)的加速度。在步驟i)中，優(yōu)選地在所述距離矢量回到與光電元件的視線中的物件不存在相關(guān)的距離矢量時(shí)結(jié)束所述序列。或者，優(yōu)選的是，提供邏輯關(guān)系的第二集合，且其中在滿足所述第二集合的邏輯關(guān)系中的至少一者的情況下所述處理單元輸出第二觸發(fā)信號(hào)，且其中在步驟i)中，在輸出第二觸發(fā)信號(hào)的情況下終止所述序列。邏輯關(guān)系的第二集合定義視野中的第二體積，且當(dāng)其表面位于第二體積內(nèi)時(shí)，所述物件使得序列終止。優(yōu)選的是，所述方法包括以下步驟：j)通過使用第一觸發(fā)信號(hào)與第二觸發(fā)信號(hào)之間的時(shí)間差來測定物件的速度。此提供用于僅使用所述時(shí)間差和第一體積與第二體積之間的距離來測定物件的速度的簡單計(jì)算方法。

優(yōu)選的是，所述物件為機(jī)動(dòng)車，且所述方法包括以下步驟：k)通過識(shí)別測定到達(dá)所述陣列的光脈沖的最高強(qiáng)度I_p的光電元件來識(shí)別機(jī)動(dòng)車的車號(hào)牌位置。車號(hào)牌包括逆反射材料，所述逆反射材料包括其表面上的大量方塊和/或棱鏡以反射光。使用光脈沖的車號(hào)牌的照明產(chǎn)生極強(qiáng)反射，其可借助于第二積分柵檢測。因此，可能使用所述方法通過使用信號(hào)值U和借助于陣列測定的強(qiáng)度I_p的相同數(shù)據(jù)集同時(shí)測定物件的坐標(biāo)圖像及識(shí)別車號(hào)牌的位置。由于可使用相同陣列拍攝視野的相片，因此進(jìn)一步地，可能使用在步驟k)中識(shí)別的車號(hào)牌的位置來定位相片中的車號(hào)牌。

所述方法優(yōu)選地包括以下步驟：l)通過使用所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)所述序列來獲取一系列坐標(biāo)圖像，通過重復(fù)步驟b)至d)，其中每一坐標(biāo)圖像具有時(shí)間戳，及通過使用每一坐標(biāo)圖像中的車號(hào)牌的位置來測定機(jī)動(dòng)車的速度。通過使用車號(hào)牌，有利地確保，在每一坐標(biāo)圖像中，機(jī)動(dòng)車的相同部分用于測定速度，其使得速度的精度高。

優(yōu)選的是，所述方法包括以下步驟：m)在提供觸發(fā)信號(hào)的情況下拍攝視野的細(xì)節(jié)的相片，其中關(guān)于車號(hào)牌的位置定位所述細(xì)節(jié)的位置。在此步驟中，使用車號(hào)牌的位置以放大所述細(xì)節(jié)，其中所述細(xì)節(jié)可例如為車號(hào)牌本身或機(jī)動(dòng)車的駕駛員。

優(yōu)選的是，所述方法包括以下步驟：n)針對(duì)至少一個(gè)光電元件產(chǎn)生包括所述距離矢量相對(duì)于時(shí)間的曲線的標(biāo)記及針對(duì)所述物件的分類使用所述標(biāo)記。所述分類包括不同物件之間(例如小汽車、卡車或摩托車之間)的區(qū)別。可通過將邏輯關(guān)系應(yīng)用于曲線或通過測定參考物件的參考標(biāo)記及將所述標(biāo)記與參考標(biāo)記進(jìn)行比較來進(jìn)行分類，其中兩種方法均為用于對(duì)物件自動(dòng)分類的簡單計(jì)算方法。

附圖說明

在下文中，將根據(jù)示意圖來解釋本發(fā)明。

圖1展示具有其視野的成像系統(tǒng)，

圖2展示具有其視野的細(xì)節(jié)的成像系統(tǒng)，

圖3展示在不同時(shí)間點(diǎn)處的第一場景以及由成像系統(tǒng)提供的場景的相應(yīng)圖像，

圖4展示包括距離r的曲線的標(biāo)記，

圖5展示包括分量x、y、z的曲線的標(biāo)記，

圖6、圖7、圖8及圖9分別展示光電元件的陣列的第一視圖、第二視圖、第三視圖及第四視圖，

圖10展示第二場景，

圖11展示具有強(qiáng)度及不同積分柵的時(shí)間分布圖，

圖12、圖13及圖14分別展示根據(jù)本發(fā)明的方法的不同實(shí)施例的第一流程圖、第二流程圖及第三流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1中可見，成像系統(tǒng)1包括光電元件44的二維陣列3及將視野2投射于陣列3上的鏡頭6。成像系統(tǒng)1進(jìn)一步包括適于使用光脈沖照明視野2的光源(未圖示)，尤其具有在納秒或皮秒范圍的持續(xù)時(shí)間且尤其具有矩形時(shí)間分布。光脈沖可在可見和/或在紅外頻譜區(qū)域中。成像系統(tǒng)1適于測定在光脈沖已從位于視野2中的物件4的表面反射回之后從自光源的發(fā)射至到達(dá)對(duì)應(yīng)的光電元件44的每一光電元件44的光脈沖的飛行時(shí)間，其中所述表面面向鏡頭6。成像系統(tǒng)1進(jìn)一步適于從飛行時(shí)間和光速計(jì)算光電元件44與物件4表面之間的距離。

成像系統(tǒng)1適于自每一距離測定距離矢量，其中每一距離矢量包括至少一個(gè)分量。所有光電元件44的距離矢量形成坐標(biāo)圖像。在距離矢量的第一實(shí)施例中，每一距離矢量由作為唯一分量的距離r構(gòu)成。在距離矢量的第二實(shí)施例中，每一距離矢量由作為第一分量的距離r、作為第二分量的極角θ和作為第三分量的方位角Φ構(gòu)成，其中r、θ、Φ為球面坐標(biāo)系的分量。球面坐標(biāo)系的頂點(diǎn)可通過鏡頭6的光軸定義，且球面坐標(biāo)系的原點(diǎn)可通過陣列3的中心定義。在距離矢量的第三實(shí)施例中，每一距離矢量由作為第一分量的x、作為第二分量的y和作為第三分量的z構(gòu)成，其中x、y和z為笛卡爾坐標(biāo)系5的坐標(biāo)。第三實(shí)施例中的距離矢量可通過自(r、θ、Φ)至(x、y、z)的坐標(biāo)變換來計(jì)算。

成像系統(tǒng)1進(jìn)一步包括適于存儲(chǔ)坐標(biāo)圖像或適于存儲(chǔ)多個(gè)坐標(biāo)圖像的第一存儲(chǔ)器單元7，以使得可使用坐標(biāo)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。成像系統(tǒng)1包括第二存儲(chǔ)器單元8，第二存儲(chǔ)器單元8針對(duì)光電元件44中的至少一個(gè)存儲(chǔ)邏輯關(guān)系，所述邏輯關(guān)系針對(duì)距離矢量的分量中的至少一個(gè)為v_l,i≤component_i≤v_u,i的形式，其中針對(duì)距離矢量的i-th component_i，v_l,i為預(yù)定下限值且v_u,i為預(yù)定上限值。選擇下限值v_l,i和上限值v_u,i以及針對(duì)距離矢量的坐標(biāo)系的配置，以使得邏輯關(guān)系描述視野2內(nèi)的體積12。

已制定邏輯關(guān)系的針對(duì)每個(gè)圖片元件44的等式component_i＝v_u,i描述第一二維分布49，且已制定邏輯關(guān)系的針對(duì)每個(gè)圖片元件44的等式component_i＝v_l,i描述第二二維分布50，其中通過第一二維分布49和第二二維分布50限制所述體積12。圖2展示成像系統(tǒng)1以及視野2，其中展示了單個(gè)光電元件44的視線11。所有光電元件44的視線11形成視野2。進(jìn)一步展示于圖2中為單個(gè)光電元件的體積12，其中體積12通過遠(yuǎn)離鏡頭6的第一二維分布49及通過面向鏡頭6的第二二維分布50限制。使用圖2中顯示的笛卡爾坐標(biāo)系5，單個(gè)光電元件44的邏輯關(guān)系為v_l≤z≤v_u，其中z＝v_u描述第一二維分布49，且z＝v_l描述第二二維分布50。還可設(shè)想設(shè)定v_l＝-∞，由此體積12通過第一二維分布49在第一側(cè)上且通過視野2在與第一側(cè)相反設(shè)置的第二側(cè)上限制。還可設(shè)想制定多個(gè)光電元件的邏輯關(guān)系。多個(gè)光電元件的第一二維分布49和第二二維分布50可在視野2中具有任意形狀，例如其可具有矩形形狀或其可為弓形。

成像系統(tǒng)1包括適于針對(duì)每一光電元件44詢問距離矢量是否滿足邏輯關(guān)系的處理單元9。如果物件4的表面(其中所述表面面向鏡頭6)位于體積12內(nèi)，情況也如此。處理單元9進(jìn)一步適于在滿足邏輯關(guān)系中的至少一者的情況下輸出觸發(fā)信號(hào)。處理單元9還可適于在滿足相鄰光電元件44的多個(gè)邏輯關(guān)系的情況下輸出觸發(fā)信號(hào)。使用多種邏輯關(guān)系，僅超過閾值大小的物件4使得處理單元9輸出觸發(fā)信號(hào)。

二維分布具有物件的形狀為可能的。如果必須滿足多種邏輯關(guān)系(尤其是針對(duì)相鄰光電元件的行和/或列的邏輯關(guān)系)，那么僅在具有二維分布的形狀的物件位于體積內(nèi)時(shí)輸出觸發(fā)信號(hào)為可能的。舉例來說，二維分布可成形為使得特定類型的小汽車可引起觸發(fā)信號(hào)的輸出。

可選擇預(yù)定上限值vu,i和預(yù)定下限值vl,i以使得體積12具有擴(kuò)展使得在用于測定坐標(biāo)圖像的給定重復(fù)率和物件4的假定最大速度的情況下，至少一個(gè)坐標(biāo)圖像顯示體積12內(nèi)的物件4的表面。舉例來說，如果成像系統(tǒng)1可使用1kHz的重復(fù)率記錄坐標(biāo)圖像并假定物件4的300km/h的最大速度，那么在物件4的移動(dòng)方向上體積12需要具有至少300km/h*10^-3s＝8,33cm的長度以確保至少一個(gè)坐標(biāo)圖像使得處理單元9輸出觸發(fā)信號(hào)。

成像系統(tǒng)1進(jìn)一步包括界面10，用戶可使用界面10設(shè)定邏輯關(guān)系。界面10與成像系統(tǒng)1的其它部件之間的連接可例如為LAN或W-LAN連接，且邏輯關(guān)系通過軟件更新寫在第二存儲(chǔ)器單元8上。還可設(shè)想第二存儲(chǔ)器單元8為僅可通過制造商更新的EPROM。

圖3展示包括街道14上的機(jī)動(dòng)車13的第一場景，其中成像系統(tǒng)1位于機(jī)動(dòng)車13上方且對(duì)角地朝下定向以使得其視野2包括街道14的部分。進(jìn)一步定向成像系統(tǒng)1以使得在街道14上行駛的機(jī)動(dòng)車13在某一時(shí)間點(diǎn)處行駛通過視野。第一場景展示于四個(gè)不同時(shí)間點(diǎn)處，且成像系統(tǒng)1測定在每一時(shí)間點(diǎn)處的坐標(biāo)圖像。在第一、第二、第三及第四時(shí)間點(diǎn)處，機(jī)動(dòng)車13分別位于第一位置15、第二位置16、第三位置17和第四位置18中。為了測定坐標(biāo)圖像，成像系統(tǒng)1將視野2成像至光電元件44的其陣列3上。每一時(shí)間點(diǎn)的視野2的對(duì)應(yīng)的圖像也展示于圖4中。

圖6、圖7、圖8及圖9分別展示陣列3的第一視圖31、第二視圖32、第三視圖33及第四視圖34。如圖6中可見，每一光電元件44由一對(duì)編號(hào)(l,c)表示，其中分別地1為陣列中的行且c為列。圖4展示光電元件(2,2)的視線11。圖7及圖8展示如成像系統(tǒng)1測定的每一光電元件44的距離矢量，其中機(jī)動(dòng)車13分別處于第一時(shí)間點(diǎn)和處于第二時(shí)間點(diǎn)。選擇距離矢量的第一實(shí)施例，其意味著每一距離矢量由距離r構(gòu)成。如圖3和圖7中可見，機(jī)動(dòng)車13在第一時(shí)間點(diǎn)處位于視野2中并使得距離矢量針對(duì)光電元件(1,2)和(1,3)回到值r<10，而針對(duì)其它光電元件，距離矢量為r>10。在第二時(shí)間點(diǎn)處，其它光電元件(2,2)、(2,3)、(3,2)及(3,3)回到值r<10，而針對(duì)剩余光電元件，距離矢量為r>10。

圖9中有陰影的光電元件35表示設(shè)定邏輯關(guān)系的光電元件35，其光電元件(2,2)、(2,3)、(3,2)及(3,3)的情況。光電元件35中的每一個(gè)的邏輯關(guān)系為r≤10，但還可設(shè)想設(shè)定光電元件35中的每一個(gè)的不同邏輯關(guān)系。通過針對(duì)光電元件35中的每一者詢問第一時(shí)間點(diǎn)處的距離矢量是否滿足邏輯關(guān)系，得出邏輯關(guān)系當(dāng)中沒有一個(gè)不滿足，而通過針對(duì)光電元件35中的每一者詢問第二時(shí)間點(diǎn)處的距離矢量是否滿足邏輯關(guān)系，得出針對(duì)所有光電元件35滿足邏輯關(guān)系。

圖4展示借助于光電元件(2,2)記錄的機(jī)動(dòng)車13的第一軌跡，其中通過距離r 19與時(shí)間20的曲線描述第一軌跡。曲線中還展示了在所述距離等于或低于上限值v_u時(shí)滿足的邏輯關(guān)系51。在機(jī)動(dòng)車13位于第一位置15中的第一時(shí)間點(diǎn)處，成像系統(tǒng)1針對(duì)光電元件(2,2)測定與光電元件(2,2)的視線11中的物件不存在相關(guān)的距離r₀。所述距離r₀為在視線11的方向上光電元件(2,2)與街道14之間的距離。在下文中，機(jī)動(dòng)車13在視線11內(nèi)行駛，使得在起始時(shí)間點(diǎn)22處距離r降至r<r₀。在機(jī)動(dòng)車13位于第二位置16中的第二時(shí)間點(diǎn)處，測定機(jī)動(dòng)車13的前端與光電元件(2,2)之間的距離r。在機(jī)動(dòng)車13位于第三位置17中的第三時(shí)間點(diǎn)處，測定機(jī)動(dòng)車13的頂部與光電元件(2,2)之間的距離r。當(dāng)機(jī)動(dòng)車13在視線11外行駛時(shí)，距離r在結(jié)束時(shí)間點(diǎn)23處降至r₀，其在圖3中發(fā)生于機(jī)動(dòng)車13位于第四位置18中的第四時(shí)間點(diǎn)處。起始時(shí)間點(diǎn)22與結(jié)束時(shí)間點(diǎn)23之間的曲線為機(jī)動(dòng)車13的標(biāo)記21，其中標(biāo)記21可用于機(jī)動(dòng)車的分類。所述分類可通過將標(biāo)記21與參考標(biāo)記進(jìn)行比較來進(jìn)行。由于針對(duì)標(biāo)記21使用距離矢量的第一實(shí)施例，其中距離r為唯一分量，因此必須應(yīng)用用于產(chǎn)生標(biāo)記21和用于產(chǎn)生參考標(biāo)記的關(guān)于機(jī)動(dòng)車13的移動(dòng)方向的視野2的相同定向以實(shí)現(xiàn)將標(biāo)記21與參考標(biāo)記進(jìn)行比較。

圖5展示借助于光電元件44記錄的另一物件4、13的第二軌跡，其中使用距離矢量的第三實(shí)施例。通過分量24x、y、z與時(shí)間25的對(duì)應(yīng)曲線將第二軌跡描述于笛卡爾坐標(biāo)系5中。曲線中還展示如果x≤v₁且z≥V₃滿足的邏輯關(guān)系29，其中v₁為分量x的上限值，且v₃為分量z的下限值。當(dāng)滿足邏輯關(guān)系29時(shí)的第一時(shí)間點(diǎn)為觸發(fā)時(shí)間點(diǎn)30。如圖5中可見，在更早時(shí)間25處，分量24x、y、z為常量且與視線11中的物件不存在相關(guān)。在起始時(shí)間點(diǎn)27處，物件4、13進(jìn)入視線11，導(dǎo)致分量24x、y、z變化，且在結(jié)束時(shí)間點(diǎn)28處，物件4、13離開視線11，導(dǎo)致分量24x、y、z回到與物件不存在相關(guān)的值。分量x、y、z的起始時(shí)間點(diǎn)27與結(jié)束時(shí)間點(diǎn)28之間的曲線為物件4、13的標(biāo)記26。如果關(guān)于物件的移動(dòng)方向定向坐標(biāo)系5，例如其中第一分量在物件的移動(dòng)方向上定向且其它兩個(gè)分量垂直于第一分量定向，尤其是其中其它兩個(gè)分量中的一個(gè)垂直于地面或街道，那么在標(biāo)記26與參考標(biāo)記之間進(jìn)行比較是可能的，而不需要關(guān)于物件4、13的移動(dòng)方向的視線11的定向?yàn)橄嗤囊詼y定標(biāo)記26和參考標(biāo)記。使用笛卡爾坐標(biāo)系的此定向，也可能測定機(jī)動(dòng)車13在街道14的車道及橫向于街道14的方向上的速度分量。

圖10展示包括街道14上的機(jī)動(dòng)車13的第二場景，其中成像系統(tǒng)1位于機(jī)動(dòng)車13上方，且對(duì)角地向下定向以使得其視野2包括街道14的第二部分，且在街道14上行駛的機(jī)動(dòng)車13在某一時(shí)間點(diǎn)行駛通過視野2。第一觸發(fā)地點(diǎn)37和第二觸發(fā)地點(diǎn)38位于視野2中，其中觸發(fā)地點(diǎn)37、38設(shè)置為使得機(jī)動(dòng)車13首先進(jìn)入第一觸發(fā)地點(diǎn)37然而進(jìn)入第二觸發(fā)地點(diǎn)38。第一觸發(fā)地點(diǎn)37由第一體積構(gòu)成且第二觸發(fā)地點(diǎn)38由第二體積構(gòu)成。第一和第二體積通過邏輯關(guān)系的對(duì)應(yīng)集合描述。在圖10中針對(duì)每一觸發(fā)地點(diǎn)37、38展示限制每一體積的一側(cè)的對(duì)應(yīng)二維分布。體積為使得其從對(duì)應(yīng)二維分布在機(jī)動(dòng)車13的移動(dòng)方向上延伸?？稍O(shè)想體積延伸至視野2的末端，或其延伸至對(duì)應(yīng)的第二二維分布。

當(dāng)機(jī)動(dòng)車13進(jìn)入屬于第一觸發(fā)地點(diǎn)37的第一體積時(shí)，處理單元9輸出第一觸發(fā)信號(hào)。隨后將第一觸發(fā)信號(hào)用于起始成像系統(tǒng)1的另一動(dòng)作。舉例來說，觸發(fā)信號(hào)可使得成像系統(tǒng)1獲得一系列連續(xù)獲得的坐標(biāo)圖像，其中每一坐標(biāo)圖像具有時(shí)間戳。可設(shè)想引起觸發(fā)信號(hào)的坐標(biāo)圖像為序列的第一坐標(biāo)圖像或在引起觸發(fā)信號(hào)的坐標(biāo)圖像后開始所述序列。由于可能將多個(gè)坐標(biāo)圖像存儲(chǔ)于第一存儲(chǔ)器單元7中，在引起觸發(fā)信號(hào)的坐標(biāo)圖像之后獲得的坐標(biāo)圖像為所述序列的一部分也是可能的。

當(dāng)機(jī)動(dòng)車13進(jìn)入屬于第二觸發(fā)地點(diǎn)38的第二體積時(shí)，處理單元9輸出第二觸發(fā)信號(hào)。第二觸發(fā)信號(hào)可用于結(jié)束所述序列。或者，在距離矢量回到與光電元件44的視線中的物件不存在相關(guān)的距離矢量時(shí)結(jié)束所述序列為可能的?；氐脚c物件不存在相關(guān)的距離矢量例如針對(duì)圖4和圖5描述。機(jī)動(dòng)車13的速度可通過使用第一觸發(fā)信號(hào)與第二觸發(fā)信號(hào)之間的時(shí)間差以及在與移動(dòng)方向相反的側(cè)面上限制第一和第二體積的兩個(gè)二維分布之間的距離來測定。機(jī)動(dòng)車13的速度可通過使用坐標(biāo)圖像的序列來測定。

光電元件44的陣列3也適于拍攝視野的相片。相片包括光電元件44中的每一個(gè)的強(qiáng)度信息，且可僅通過使用環(huán)境光或通過使用閃光燈照明視野2來拍攝。由于相同陣列3用于測定距離矢量和強(qiáng)度，因此成像系統(tǒng)1通過強(qiáng)度和距離信息的光電元件對(duì)應(yīng)來提供光電元件。通過處理單元9輸出觸發(fā)信號(hào)可起始相片或一系列相片以記錄視野2的視頻序列。還可設(shè)想所述序列包括使用相片交替的坐標(biāo)圖像，以使得可得到視野的兩個(gè)補(bǔ)充描述。還可設(shè)想將時(shí)間戳嵌于相片內(nèi)，以使得在拍攝相片后不可能操作時(shí)間戳。

圖11展示光脈沖和光電元件44的時(shí)間積分柵的時(shí)間分布圖以解釋成像系統(tǒng)1如何測定距離及如何拍攝相片。其繪制為強(qiáng)度39與時(shí)間40。成像系統(tǒng)1使用具有矩形時(shí)間分布和持續(xù)時(shí)間T_p的光脈沖47照明視野2。光電元件44在具有積分起始時(shí)間點(diǎn)T_1b和積分結(jié)束時(shí)間點(diǎn)T_1e的第一時(shí)間積分柵41期間以及在具有積分起始時(shí)間點(diǎn)T_2b和積分結(jié)束時(shí)間點(diǎn)T_2e的第二時(shí)間積分柵42期間在其自視野2反射回后捕獲光脈沖48。積分柵41、42具有至光脈沖47的發(fā)射起始時(shí)間點(diǎn)45的預(yù)定延遲以使得T₀在T_1b與T_1e之間以測定信號(hào)值U，所述信號(hào)值U取決于在第一積分柵41期間到達(dá)光電元件44的所述光脈沖(48)的強(qiáng)度I_p和所述持續(xù)時(shí)間，其中T₀為當(dāng)光脈沖到達(dá)光電元件時(shí)的第一時(shí)間點(diǎn)。針對(duì)第二積分柵42，T₀和T₀+T_p在T_2b與T_2e之間以測定到達(dá)光電元件上的光脈沖48的強(qiáng)度I_p?？赏ㄟ^使用彼此相鄰設(shè)置的兩個(gè)光電元件44或通過使用兩個(gè)陣列3及借助于光束分光器分解入射光及將每一分解光引導(dǎo)于對(duì)應(yīng)的陣列3上來同時(shí)應(yīng)用第一積分柵41和第二積分柵42。還可能通過使用一個(gè)光電元件44連續(xù)地應(yīng)用兩個(gè)積分柵41、42。

圖11中的陰影區(qū)域與信號(hào)值U成比例，且陰影區(qū)域的垂直延伸部分與強(qiáng)度I_p成比例。強(qiáng)度I_p可通過光脈沖的已知持續(xù)時(shí)間T_p和如借助于第二積分柵42測定的信號(hào)值U₂通過I_p＝U₂/T_p來測定。從圖11可推導(dǎo)出等式T₀+T_p＝T_1b+U/I_p，從而T₀＝T_1b-T_p+U/I_p。距離r可隨后通過r＝0.5*c*T₀計(jì)算，其中c為視野2位于其中的介質(zhì)中的光的速度。

在圖11中，成像系統(tǒng)1測定距離r直至相應(yīng)距離矢量滿足邏輯關(guān)系，其使用積分柵46產(chǎn)生。處理單元9輸出使得成像系統(tǒng)1借助于第三積分柵43拍攝相片的觸發(fā)信號(hào)，其在未使用光脈沖照明視野的情況下應(yīng)用且為長的以使得拍攝相片的足量光到達(dá)陣列3上。

可能通過識(shí)別測定最高強(qiáng)度I_p的光電元件44來測定機(jī)動(dòng)車13的車號(hào)牌36的地點(diǎn)。所述地點(diǎn)可用于將成像系統(tǒng)1放大至車號(hào)牌的地點(diǎn)和/或至相對(duì)于車號(hào)牌地點(diǎn)的另一地點(diǎn)，且隨后通過高倍放大拍攝車號(hào)牌36和/或另一地點(diǎn)的相片。所述放大可通過移動(dòng)鏡頭6、通過從相片提取地點(diǎn)的像素和/或通過軟件放大來執(zhí)行。界面10可配置為使得提供具有全視野2的圖像及同時(shí)具有放大地點(diǎn)的圖像。放大地點(diǎn)的邊界還可標(biāo)記在視野2的圖像內(nèi)。陣列3包括足夠大數(shù)目的光電元件44以使得可實(shí)現(xiàn)放大圖像的高分辨率。坐標(biāo)圖像的序列中的車號(hào)牌36的地點(diǎn)還可用于測定機(jī)動(dòng)車13的速度。

圖12展示描述用于配置成像系統(tǒng)的優(yōu)選方法的第一流程圖。在步驟a中，界面10為開放的，隨后在步驟b中，捕獲在不存在物件情況下的視野2的坐標(biāo)圖像。在步驟c中，具有對(duì)應(yīng)體積12的至少一個(gè)觸發(fā)地點(diǎn)定義于坐標(biāo)圖像中。成像系統(tǒng)1應(yīng)執(zhí)行的動(dòng)作或動(dòng)作序列針對(duì)每一觸發(fā)地點(diǎn)定義于步驟d中。在步驟e中，觸發(fā)地點(diǎn)和動(dòng)作存儲(chǔ)于成像系統(tǒng)中，且然后，在步驟f中，開始坐標(biāo)圖像的連續(xù)獲取。

圖13展示描述用于監(jiān)看視野2的優(yōu)選方法的第二流程圖。在步驟g中，坐標(biāo)圖像通過成像系統(tǒng)1測定，且隨后在步驟h中與時(shí)間戳一起存儲(chǔ)于環(huán)形緩沖器中。在環(huán)形緩沖器中，多個(gè)坐標(biāo)圖像與對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳一起存儲(chǔ)，且當(dāng)新的坐標(biāo)圖像待存儲(chǔ)于環(huán)形緩沖器時(shí)，具有最老時(shí)間戳的坐標(biāo)圖像通過新的坐標(biāo)圖像覆寫。在步驟j中，處理單元9針對(duì)已具備邏輯關(guān)系的每一光電元件詢問距離矢量是否滿足邏輯關(guān)系。如果是，那么所述方法繼續(xù)進(jìn)行步驟k，否則進(jìn)行步驟g。如果在步驟c中已定義多個(gè)觸發(fā)地點(diǎn)，那么針對(duì)觸發(fā)地點(diǎn)中的每一個(gè)詢問是否已滿足邏輯關(guān)系。在步驟k中，查看動(dòng)作序列，其中針對(duì)每一觸發(fā)地點(diǎn)37、38，動(dòng)作序列可為不同的。在步驟1中，序列運(yùn)行，且在步驟m中，查看是否完成所述序列。如果完成所述序列，那么執(zhí)行步驟g；如果未完成所述序列，那么執(zhí)行步驟n。在可選步驟n中，查看是否輸出對(duì)應(yīng)于第二觸發(fā)地點(diǎn)38的第二觸發(fā)信號(hào)。如果是，那么執(zhí)行步驟g，否則執(zhí)行步驟1。

圖14展示描述動(dòng)作序列的實(shí)例的第三流程圖。步驟o指示導(dǎo)致輸出觸發(fā)信號(hào)的坐標(biāo)圖像的測定。在步驟p中，所述陣列捕獲視野的相片，且在步驟q中，車號(hào)牌36的地點(diǎn)借助于如針對(duì)坐標(biāo)圖像測定的強(qiáng)度I_p來識(shí)別。所述地點(diǎn)隨后用于從相片提取車號(hào)牌36，且存儲(chǔ)所提取的車號(hào)牌36。在步驟r中測定第二坐標(biāo)圖像，且在步驟s中等待預(yù)定時(shí)段后，在步驟t中測定第三坐標(biāo)圖像。在步驟u中，通過使用第二和第三坐標(biāo)圖像以及預(yù)定時(shí)段來測定機(jī)動(dòng)車的速度和方向。