Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Belegung eines Parkraumes mit mindestens einer Zu- und Ausfahrt, insbesondere zur Bestimmung der Belegung eines Parkraumes mit markierten Stellplätzen für Kraftfahrzeuge an Fernverkehrsstraßen und Autobahnen.

Ein Parkraum ist eine abgegrenzte Fläche zum zeitlich begrenzten Abstellen von Kraftfahrzeugen mit mindestens einer Zu- und Ausfahrt. Bevorzugt weist die den Parkraum definierende Fläche markierte Stellplätze für die abzustellenden Kraftfahrzeuge auf. Die Bestimmung der Belegung eines Parkraumes ist ein inhärentes Bedürfnis für die Bewirtschaftung von Parkräumen. Die Parkraumnot auf öffentlichen Parkräumen, insbesondere für LKW-Stellplätze an und auf Autobahnen und Raststätten, ist groß. Eine unzulässige Parksituation, welche durch Überbelegung des Parkraumes entsteht, berührt insbesondere Sicherheitsaspekte. Eine gezielte Parkraumbewirtschaftung führt zur besseren Auslastung des Parkraumes, vermeidet Unfälle und führt zur Kostenreduktion bei der Bereitstellung von Parkraum.

Öffentliche Parkräume, insbesondere an Fernverkehrsstraßen, erlauben bauartbedingt üblicherweise kein schrankenbasiertes Zufahrtskontrollsystem. Dieser Umstand ist sowohl der hohen Frequentierung als auch der kostenlosen Parkmöglichkeit geschuldet. Seitens des Parkraumbetreibers besteht jedoch ein hohes Interesse an einer hinreichend zuverlässigen Information über den aktuellen Belegungszustand des Parkraumes. Anhand der Kenntnis des Belegungszustandes von Parkräumen über längere Zeiträume können Planungen für zusätzlichen Parkraum effektiver, zielgerichteter und damit kostengünstiger erfolgen. Weiterhin besteht ein berechtigtes Interesse von Fahrzeugführern über die Belegung von an ihrer Fahrtroute liegenden Parkräumen. Dies betrifft insbesondere jene Kraftwagenfahrer, welche zur Einhaltung von gesetzlich vorgeschriebenen Lenk- und Ruhezeiten garantierten Parkraum benötigen.

Privat bewirtschafteter Parkraum wird bekanntermaßen, wie auch in DE 60 203 689 T2 beschrieben, über ein Zugangskontrollsystem, bestehend aus mindestens einer Schranke und häufig einem Überwachungssystem in Form einer Kamera zur Zufahrtskontrolle und einem Abrechnungssystem, häufig einem Ticket-System, betrieben. Dies kann bei hohem Verkehrsaufkommen zu längeren Wartezeiten bei der Zu- oder Ausfahrt führen. Nachteilig an diesen Systemen ist weiterhin, dass die eindeutige Kenntnis über die Anzahl der Kraftfahrzeuge innerhalb des Parkraumes, nicht jedoch über die belegte Fläche der individuellen Kraftfahrzeuge bekannt ist.

Aus der DE 37 15 314 A1 ist ein computergesteuertes Abfertigungssystem für Parkhäuser oder Parkplätze bekannt, bei dem eine Zugangskontrolle durch Erfassen des polizeilichen Kennzeichens und Speichen des polizeilichen Kennzeichens mit zugeordneter Einfahrtszeit in einem Computer erfolgt. Vom Kassenautomat wird zum Abrechnungszeitraum durch einen Vergleich des Zeitpunktes des Einfahrens mit dem Abrechnungszeitpunkt die zu zahlende Parkgebühr berechnet. Nach Zahlung der Parkgebühr wird ein Code ausgegeben, mit dessen Hilfe eine Schranke an der Ausfahrt während eines vorbestimmten Zeitraumes geöffnet werden kann. Eine Erfassung des belegten Parkraumes erfolgt jedoch nicht. Fehlerhaft oder nicht erfasste polizeiliche Kennzeichen bedürfen einer manuellen Interaktion. Hinzu kommt, dass die systematische Erfassung und Speicherung polizeilicher Kennzeichen aus Gründen des Datenschutzes problematisch ist. Aus der DE 10 2005 034 372 A1 , der DE 10 2008 029 413 A1 oder Wolfgang Damm (Institut für Verkehrstelematik Universität Dresden,„Projektstand LKW- Parkleitsystem Dresden", 07.12.2010, http://www.fh-erfurt.de/fhe/index.phpelD =tx_nawsecuredl&u=0&file=fileadmin/Material/lnstitut A erkehr_Raum/Downloa d/Projekte/2010/2010.12.07_Damm_Lkw-Parkleitsystem_Dresden.p df&t=1323 354531&hash=d5c7b8e56a9060eb31d812df32a7683c) ist eine weitere Lösung zur Bestimmung der Belegung der Stellplätze innerhalb eines Parkraumes auf Basis von aktiven und/oder passiven Sensoren für jeden einzelnen oder eine Gruppe von Stellplätzen bekannt. Als aktive Sensoren werden Laserscanner und als passive Sensoren unterschiedliche Arten von Bildsensoren am Rand und/oder über den Stellplätzen eingesetzt. Als aktive Sensoren können nach Martin Pozybill (Ministerium für Umwelt, Naturschutz und Verkehr Baden- Württemberg,„A 8 LKW-Parkstandsanzeige" 07.12.2010, http://www.fh-erfurt. de/fhe/index.php?elD=tx_nawsecuredl&u=0&file=fileadm in/Material/lnstitut/Ver kehr_Raum/Download/Projekte/2010/2010.12.07_Pozybill_A8_Lkw- Parkstands anzeige.pdf&t=1323354531 &hash=eed248f6cc9c8c0ebfc42731 ab18036d) Magnetsensoren unter der Fahrbahnebene und/oder Ultraschallsensoren, wie beispielsweise in der DE 10 2008 012 991 A1 beschrieben, verwendet werden. Vorteilhaft an dieser Lösung ist, dass die Belegung des Parkraumes jederzeit direkt bestimmbar ist. Insbesondere kann die Bestimmung der Belegung des Parkraumes bei einem Neustart des Systemes verzögerungslos erfolgen.

Als nachteilig an diesen Systemen stellt sich die hohe wirtschaftliche Investition für die Sensorik und hohe Fehleranfälligkeit aufgrund der Vielzahl der Sensoren dar.

Ein weiterer Ansatz basiert auf der„virtuellen Schranke" an allen Zu- und Ausfahrten des Parkraumes (vgl. Martin Pozybill oder DE 11 2006 003 370 T5). Hierbei werden an den Zu- und Ausfahrten die Anzahl einfahrender bzw. ausfahrender Kraftfahrzeuge bestimmt. Durch Zählen der zufahrenden und ausfahrenden Kraftfahrzeuge kann die momentane Anzahl der Kraftfahrzeuge auf dem Parkplatz ermittelt werden, nicht jedoch die verwendete Parkraumfläche. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass bei einem Neustart des Systems die Anzahl der bereits auf dem Parkraum vorhandenen Kraftfahrzeuge bekannt sein und dem System zur Verfügung stehen muss. Weiterhin führen Fehler in der Erfassung der Zu- oder Ausfahrten oder bei verkehrswidrigem Verhalten und damit zur Nichterfassung der Kraftfahrzeuge zu sich über die Zeit akkumulierenden Fehlern in der Belegungsbestimmung. Daher ist der Belegungsfehler in regelmäßigen Zeiträumen durch eine Inventur zu ermitteln und das System zu korrigieren. Dies ist mit erheblichem personellen und logistischem Aufwand verbunden.

Schließlich offenbart die DE 10 2008 056 786 A1 eine Lösung mit einer in jedem Kraftfahrzeug zu installierenden Telematikeinheit. Über eine Kommunikationsschnittstelle der Telematikeinheit wird das Kraftfahrzeug im Parkbereich kontinuierlich oder bei der Zu- und Ausfahrt in bzw. aus dem Parkraum partiell überwacht. Nachteilig ist bei dieser Lösung, das zum einen ein Ausrüsten einer Vielzahl von Kraftfahrzeuge mit einer entsprechenden Telematikeinheit notwendig ist und zum anderen nicht teilnehmende oder nicht mit einer Telematikeinheit ausgerüstete Kraftfahrzeuge die Bestimmung der Parkraumbelegung nachhaltig verfälschen.

Mit den derzeit bekannten Verfahren ergibt sich der überwiegende Aufwand durch unverhältnismäßig hohe Investitionen in Sensorsysteme, unverhäinismäßig hoher Aufwand beim Neustart des Systems und/oder system relevanter Fehler in der Belegungsbestimmung durch nicht erfasste Kraftfahrzeuge. Derzeit ist kein umfassend einsetzbares System bekannt, das wirtschaftlich betrieben werden kann und die notwendigen Anforderungen in qualitativer, wirtschaftlicher und nutzungsorientierter Sicht erfüllt.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, das mit geringen Investitionskosten, hoher Zuverlässigkeit und ausreichender Genauigkeit die Belegung eines Parkraumes mit mindestens einer Zu- und Ausfahrt bestimmt. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Dazu werden durch eine Sensoreinheit Bilddaten von einem in den Parkraum fahrenden Fahrzeug erfasst, wobei die Bilddaten die äußere Erscheinung des Fahrzeuges wiedergeben. Aus den gewonnenen Bilddaten werden charakteristische Merkmale des zufahrenden Fahrzeuges durch Merkmalsextraktion bestimmt und mit dem Zeitpunkt des Befahrens des Parkraumes in einem Speicher abgelegt. Für ein aus dem Parkraum ausfahrendes Fahrzeug werden durch eine Sensoreinheit ebenfalls Bilddaten erfasst und charakteristische Merkmale extrahiert. Durch Vergleich der charakteristischen Merkmale des ausfahrenden Fahrzeuges mit den charakteristischen Merkmalen aller im Speicher verfügbaren Fahrzeuge erfolgt eine Identifizierung des ausfahrenden Fahrzeuges. Bei Übereinstimmung, d.h. eindeutiger Identifizierung des Fahrzeuges, wird das Fahrzeug aus dem Speicher entfernt. Kann ein ausfahrendes Fahrzeug nicht eindeutig identifiziert werden, wird es nicht weiter berücksichtigt. Weiterhin werden laufend die Parkzeiten jedes im Speicher befindlichen Fahrzeuges errechnet. Liegt die errechnete Parkzeit eines Fahrzeuges über einer vorbestimmten Parkzeit, wird dieses Fahrzeug aus dem Speicher entfernt. Die Belegung des Parkraumes wird durch Summierung der in der Speichereinheit gespeicherten Fahrzeuge errechnet.

Wesentlich im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass die zuvor genannten Verfahrensschritte in Ihrer Gesamtheit bewirken, dass sich das Verfahren nach einer hinreichenden Betriebszeit ohne Störung selbstregelnd und fehlerkorrigierend verhält.

Das Verfahren kann gestartet werden, ohne dass eine Anfangsbelegung des Parkraumes bestimmt werden muss. Nach einer hinreichenden Zeit, die länger als eine vorbestimmte Parkzeit ist, ist die mit dem Verfahren bestimmte Belegung des Parkraumes hinreichend genau, wobei sich die Genauigkeit mit fortschreitender Betriebszeit noch weiter erhöht. Ebenso werden mit dem Verfahren Störungen bei der Erfassung der in den Parkraum bzw. aus dem Parkraum fahrenden Fahrzeuge nach einer hinreichenden Zeit, die länger als die vorbestimmte Parkzeit ist, korrigiert. Mittels des Verfahrens können damit mit hoher Zuverlässigkeit über lange Betriebszeiten hinreichend genaue Informationen über die Belegung eines Parkraumes bestimmt werden.

Das Verfahren korrigiert Belegungsfehler durch nicht erfasste Fahrzeuge aufgrund von systemwidriger Zufahrt, unzureichender Bilddaten durch die Sensorik oder unzureichender Identifizierung aufgrund mangelnder charakteristischer Merkmale selbständig. Ein Neustart des Verfahrens mit definierten Anfangsbedingungen, d.h. einer vorbestimmten Anfangsbelegung des Parkraumes, ist grundsätzlich nicht erforderlich.

Bevorzugt besteht die Sensoreinheit aus mindestens einer monokularen Kamera, einer Stereo-/Multistereo-Kamera, flächenhaftem Distanzsensor basierend auf moduliertem oder strukturiertem Licht, Lichtfeldkamera und/oder Laserscanner. In einer vorteilhaften Ausführung erhöht die gleichzeitige Verwendung komplementärer Sensoren die Zuverlässigkeit der Lösung. Eine vorteilhafte Ausführung der charakteristischen Merkmale sind Punkte, Linien und/oder Flächen und deren Lage. Eine weitere vorteilhafte Ausführung besteht in der Extraktion des KFZ-Kennzeichens.

Zusätzlich können charakteristische Merkmale wie Breite, Länge und/oder Höhe extrahiert werden, welche die Bestimmung der benötigten Stellfläche eines Fahrzeuges rechnerisch ermöglicht.

Bei einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird neben der Berechnung der Belegung des Parkraumes durch Summierung der in der Speichereinheit gespeicherten Fahrzeuge eine Flächenbelegung des Parkraumes aus den benötigten Stellflächen der gespeicherten Fahrzeuge berechnet. Dazu werden die Merkmale Länge und Breite jedes Fahrzeuges aus den Bilddaten extrahiert und mit den übrigen charakteristischen Merkmalen sowie dem Zeitpunkt des Befahrens des Parkraumes gespeichert. Aus den Merkmalen Länge und Breite wird die benötigte Stellfläche eines Fahrzeuges errechnet. Die Summierung der Stellflächen aller gespeicherten Fahrzeuge zuzüglich einer statistisch ermittelten Fläche für Zwischenräume zwischen den Fahrzeugen und Zufahrtsflächen bzw. anderer nicht zum Parken eines Fahrzeuges geeigneter Flächen eines Parkraumes ergibt die Flächenbelegung des Parkraumes. Diese Flächenbelegung ist insbesondere bei der Bestimmung der Belegung von Parkraum ohne gekennzeichnete Stellplätze vorteilhaft.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Verfahrens werden aufgrund der erfassten Bilddaten die Fahrzeuge nach Fahrzeugklassen, wie zum Beispiel LKW, LKW-Sattelauflieger, LKW mit Anhänger, BUS, Wohnmobile, PKW mit Anhänger, PKW und/oder Kraftrad, klassifiziert und entsprechend im Speicher abgelegt. Aufgrund der Klassifikation kann sowohl eine fahrzeugklassenspezifische Belegung des Parkraumes jeweils durch Summierung aller gespeicherten Fahrzeuge einer Fahrzeugklasse als Belegung als auch eine fahrzeugklassenspezifische Flächenbelegung unter Zuhilfenahme der jeweilig benötigten Stellfläche erfolgen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung des Verfahrens sind die jeweiligen Sensoreinheiten mit einer Kommunikationsschnittstelle und einer Rechen- und Speichereinheit versehen. Mittels der Kommunikationseinheit können die ermittelten Daten an eine zentrale und/oder dezentrale Erfassungsstelle und/oder an die Nutzer des Systems direkt übermittelt und zum Zweck der Bereitstellung aktueller Belegungsdaten, der Statistikerhebung der sowohl allgemeinen als auch fahrzeugklassenspezifischen Frequentierung, Flächenbelegung und Parkdauer sowie zum Zweck von Belegungsprognosen verwendet werden. Zusammenfassend zeichnet sich das Verfahren gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren durch folgende wesentliche Vorteile aus:

■ Die Anforderungen an die Sensorik sind klein und damit preiswert. Es sind keine hohen Investitionskosten erforderlich.

■ Das System verhält sich selbstregelnd und fehlerkorrigierend.

■ Es ist grundsätzlich kein Neustart des Verfahrens mit Vorgabe definierter Anfangswerte, wie einer Anfangsbelegung, nach einer Störung erforderlich.

^■ Es ist keine in regelmäßigen Abständen durchzuführende Inventur des Parkraumes erforderlich.

^■ Das Verfahren erlaubt die Parkraumbewirtschaftung von Parkräumen mit beliebiger Anzahl von Zu- und Ausfahrten als Stellplatz- und Flächenbelegung auch getrennt nach Fahrzeugklassen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1: den Parkraum an einer Fernverkehrsstraße mit einer Zu- und einer

Ausfahrt und markierten Stellplätzen,

Fig. 2: die Ausführungsform einer Erfassungseinheit,

Fig. 3: den Parkraum an einer Fernverkehrsstraße mit einer Zu- und einer

Ausfahrt sowie einer kombinierten Zu- und Ausfahrt und markierten

Stellplätzen und

Fig. 4: den Parkraum mit einer kombinierten Zu- und Ausfahrt ohne markierte Stellplätze.

Die Fig. 1 zeigt einen Parkraum an einer Fernverkehrsstraße 9 mit jeweils einer Erfassungseinheit 10 an einer Zufahrt 11 und einer Ausfahrt 12 mit markierten Stellplätzen für PKWs 13 und markierten Stellplätzen für LKWs 14. Die Fig. 2 zeigt eine Erfassungseinheit 10 bezüglich einer Fahrbahnebene 1 mit einem Mast 3 auf einem Fundament 2, aufweisend eine Videokamera 4 mit einer Halterung 5, einem Laserscanner 6 mit einer Halterung 5, eine Rechnereinheit 8 mit Speicher und eine Kommunikationseinheit 7.

Passiert ein Fahrzeug die Zufahrt 11 zu einem Parkraum werden durch die Videokamera 4 und dem Laserscanner 6 Bilddaten von der äußeren Erscheinung des Fahrzeuges generiert. Die Bilddaten werden der Rechnereinheit 8 zugeleitet. Aus den Bilddaten werden mittels der Rechnereinheit 8 charakteristische Merkmale des Fahrzeuges extrahiert. Anhand der charakteristischen Merkmale erfolgt eine Klassifizierung des Fahrzeuges. Die charakteristischen Merkmale, die Klassifizierung und der Zeitpunkt der Erfassung, also der Zeitpunkt zu dem das Fahrzeug die Zufahrt 11 passiert hat, werden korrespondierend gespeichert und mittels der Kommunikationseinheit 7 an alle Rechnereinheiten 8 an den Zu- und Ausfahrten 11 , 12 des Parkraumes sowie an eine zentrale nicht dargestellte Kommunikations- und Rechnereinheit übertragen. Die Speicherinhalte aller einem Parkraum zugehörenden Rechnereinheiten 8 sowie der zentralen Kommunikations- und Rechnereinheit werden laufend synchronisiert. Das Fahrzeug wird einen der markierten Stellplätze 13, 14 einnehmen und zunächst auf diesem verbleiben. Nach einem Zeitraum t wird das Fahrzeug den Parkraum über die Ausfahrt 12 verlassen. Dabei werden erneut Bilddaten von der äußeren Erscheinung des Fahrzeuges mittels der Videokamera 4 und dem Laserscanner 6 generiert und charakteristische Merkmale mittels der Rechnereinheit 8 extrahiert. Die beim Passieren der Ausfahrt 12 generierten charakteristischen Merkmale werden mit allen gespeicherten charakteristischen Merkmalen verglichen. Kann anhand des Vergleiches der charakteristischen Merkmale eindeutig ein Fahrzeug identifiziert werden, das die Zufahrt 11 zum Parkraum passiert hat, wird dieses Fahrzeug aus dem Speicher der Rechnereinheit 8 entfernt. Die Parkzeiten aller im Speicher der Rechnereinheit 8 gespeicherten Fahrzeuge werden laufend ermittelt. Bei einer Überschreitung einer vorbestimmten Parkzeit wird das Fahrzeug aus dem Speicher der Rechnereinheit 8 entfernt. Jedes Entfernen eines Fahrzeuges aus dem Speicher einer Rechnereinheit 8 wird über die Kommunikationseinheit 7 mit allen übrigen Rechnereinheiten 8 und der zentralen Kommunikations- und Rechnereinheit synchronisiert. Die Belegung des Parkraumes wird durch Summierung der im Speicher der Rechnereinheit 8 gespeicherten Fahrzeuge bestimmt.

Die Fig. 3 zeigt einen Parkraum an einer Fernverkehrsstraße 9 mit jeweils einer Erfassungseinheit 10 an einer Zufahrt 11 und einer Ausfahrt 12 und einer kombinierten Zu- und Ausfahrt 15 mit markierten Stellplätzen für PKWs 13 und markierten Stellplätzen für LKWs 14. Für diesen Parkraum wird das Verfahren äquivalent zum Parkraum gemäß Fig. 1 angewendet. Die Erfassungseinheit 10 an der kombinierten Zu- und Ausfahrt 15 ermittelt eindeutig, ob ein Fahrzeug den Parkraum verlässt oder in diesen einfährt.

Die Fig. 4 zeigt einen Parkraum ohne markierte Stellplätze mit einer kombinierten Zu- und Ausfahrt 15 mit jeweils für die Zu- und Ausfahrt 11 , 12 ausgeführten Erfassungseinheiten 10 mit PKW- Fahrzeugen 16 und der jeweiligen benötigten Stellfläche 18 sowie LKW/BUS Fahrzeugen 16 und benötigten Stellfläche 19 sowie zum Parken nicht zur Verfügung stehender Fläche 20. Passiert ein Fahrzeug die Zufahrt 11 zum Parkraum, werden durch die Videokamera 4 und dem Laserscanner 6 Bilddaten von der äußeren Erscheinung des Fahrzeuges generiert. Die Bilddaten werden der Rechnereinheit 8 zugeleitet. Aus den Bilddaten werden mittels der Rechnereinheit 8 charakteristische Merkmale des Fahrzeuges extrahiert, wobei zu den extrahierten charakteristischen Merkmalen die Länge und die Breite des Fahrzeuges gehören. Anhand der charakteristischen Merkmale erfolgt eine Klassifizierung des Fahrzeuges. Aus den charakteristischen Merkmalen Länge und Breite wird die vom Fahrzeug benötigte Stellfläche errechnet. Die charakteristischen Merkmale, die Klassifizierung, die benötigte Stellfläche und der Zeitpunkt der Erfassung, also der Zeitpunkt zu dem das Fahrzeug die Zufahrt 11 passiert hat, werden korrespondierend gespeichert und mittels der Kommunikationseinheit 7 an alle Rechnereinheiten 8 an den Zu- und Ausfahrten 11 , 12 des Parkraumes sowie an eine zentrale nicht dargestellte Kommunikations- und Rechnereinheit übertragen. Die Speicherinhalte der Rechnereinheiten 8 und der zentralen Kommunikations- und Rechnereinheit werden laufend synchronisiert. Passiert ein Fahrzeug die Ausfahrt 12, wird, wie bereits zu Fig. 1 beschrieben, verfahren. Die Belegung des Parkraumes wird als Flächenbelegung errechnet, indem eine Summierung der benötigten Stellflächen 18 und 19 aller im Speicher der Rechnereinheit 8 gespeicherten Fahrzeuge zuzüglich der zum Parken nicht zur Verfügung stehenden Fläche 20 erfolgt.

LISTE DER BEZUGSZEICHEN

1 Fahrbahnebene

2 Fundament

3 Mast bzw. Durchfahrtstor

4 Videokamera

5 Halterung

6 Laserscanner

7 Kommunikationseinheit

8 Rechnereinheit

9 Fernverkehrsstraße

10 Erfassungseinheit

11 Zufahrt

12 Ausfahrt

13 markierte PKW-Stellplätze

14 markierte LKW-Stellplätze

15 Kombinierte Zu- und Ausfahrt

16 Fahrzeug Bus/LKW

17 Fahrzeug PKW

18 benötigte Stellfläche Fahrzeug PKW

19 benötigte Stellfläche Fahrzeug Bus/LKW

20 Fläche

t Zeitraum