RAUMBEREICHS IN EINER PERSONENSCHLEUSE

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Überwachung ei- nes Raumbereichs in einer Personenschleuse, insbesondere zur Personenvereinze lungsüberwachung bezüglich des Raumbereichs, sowie eine mit einem solchen Sys tem ausgerüstete Personenschleuse und ein zur Ausführung des Verfahrens konfigu riertes Computerprogramm.

Personenschleusen werden insbesondere dazu eingesetzt, Zugangskontrollen zu zu- gangsbeschränkten Räumen oder Flächen zu implementieren, beispielsweise im Rahmen von Zugangskontrollen für ticketpflichtige Bereiche, wie etwa Veranstaltungs gelände oder Bahnsteige, oder für Sicherheitsbereiche von Flughäfen, Industrie- oder Kraftwerksanlagen oder Forschungslabors. Ein wesentlicher Aspekt vieler Personen schleusen, insbesondere von automatisierten Durchgangsschleusen, ist die Vereinze- lung, d.h. die Überwachung und Sicherstellung dahingehend, dass nur jeweils eine Person gleichzeitig in der Schleuse abgefertigt wird und sich nicht eine oder mehrere weitere Personen unberechtigt zusammen mit der ersten Person Durchgang durch die Personenschleuse verschafft bzw. verschaffen (Personenvereinzelungsüberwachung). In vielen Fällen weisen Personenschleusen einen abschließbaren Raumbereich auf, in dem die Abfertigung, insbesondere Authentifizierung, einer durchzuschleusenden Per son erfolgt. Der Raumbereich kann insbesondere mittels einer oder mehreren, insbe sondere mittels zwei Türen Türenpaaren abschließbar sein, wobei in der Regel eine Tür bzw. ein Türenpaar als abschließbarer Zugang und eine weitere Tür bzw. ein wei teres Türenpaar als abschließbarer Ausgang aus dem Raumbereich vorgesehen ist. Des Weiteren besteht eine im Zusammenhang mit einer solchen Personenvereinze lungsüberwachung zu lösende Herausforderung insbesondere darin, auch dann eine zuverlässige Unterscheidung zwischen einer einzelnen Person im Raumbereich und einer Mehrzahl von Personen im Raumbereich treffen zu können, wenn sich neben der einen bzw. den mehreren Personen weitere Objekte, beispielsweise Reisegepäck oder mitgeführte Ausrüstungsgegenstände, im Raumbereich der Personenschleuse befin den.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst zuverlässige und zugleich effiziente Lösung zur Überwachung eines Raumbereichs in einer Perso nenschleuse, insbesondere zum Zweck der Personenvereinzelungsüberwachung, an- zugeben. Die Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Lehre der unabhängigen Ansprüche er reicht. Verschiedene Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind Ge genstand der Unteransprüche.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren, insbesondere ein computerim plementiertes Verfahren, zur Überwachung eines Raumbereichs in einer Personen schleuse, insbesondere zur Personenvereinzelungsüberwachung bezüglich des Raumbereichs. Das Verfahren weist auf: (i) Empfangen von Bilddaten, die eine Mehr zahl von simultan und von unterschiedlichen Positionen im Bereich der Personen schleuse aus jeweils mittels eines zugehörigen an der entsprechenden Position ange ordneten 3D-Bildsensors erfasste Tiefenbilder des Raumbereichs repräsentieren, wo bei jedes der Tiefenbilder für jeden seiner Bildpunkte anhand eines diesem zugeordne ten Bildpunktwerts eine räumliche Entfernung des darauf abgebildeten Objektes (Per son oder Gegenstand) oder Objektabschnitts vom zugehörigen 3D-Bildsensor angibt; (ii) Berechnen, für jedes der Tiefenbilder, eines dem jeweiligen Tiefenbild zugeordne ten charakteristischen Tiefenbildwerts auf Basis sämtlicher Bildpunktwerte oder einer Untermenge der einzelnen Bildpunktwerte des jeweiligen Tiefenbildes, insbesondere durch Anwendung eines Mittelungsverfahrens; (iii) Berechnen eines Gesamtbildwerts durch Kombinieren der charakteristischen Tiefenbildwerte der verschiedenen Tiefen bilder gemäß einer vorbestimmten monotonen Kombinationsvorschrift, die insbesonde re eine Summenbildung sein oder aufweisen kann; und (iv) Bestimmen eines Schät zergebnisses für die Wahrscheinlichkeit, dass sich mehr als eine Person in dem Raumbereich befindet, in Abhängigkeit vom Ergebnis eines Vergleichs des Gesamt bildwerts mit zumindest einem vorbestimmten Referenzgesamtbildwert.

Unter einem„3D-Bildsensor“ im Sinne der Erfindung ist ein Bildsensor, insbesondere eine Kameravorrichtung, zu verstehen, die eingerichtet ist, einen Raumbereich in drei räumlichen Dimensionen abzubilden und entsprechende Bilddaten zu liefern. Auch Bildsensoren, die anstelle einer gesamten räumlichen dreidimensionalen Bilddarstel lung nur ein zweidimensionales Bild mit zusätzlicher Tiefeninformation liefern (oft als 2,5D-Sensoren bezeichnet), sind„3D-Bildsensoren“ im Sinne der Erfindung. Insbeson dere gehören Stereokameras oder Time-of-Flight (TOF)-Kameras bzw. PMD-Kameras dazu.

Unter einem„Tiefenbild“ im Sinne der Erfindung ist Bild in zwei räumlichen Dimensio nen zu verstehen, dessen Bildpunkten jeweils ein Wert (Bildpunktwert) zugeordnet ist, der ein Maß für eine räumliche Entfernung des auf den Bildpunkt abgebildeten Objek tes (Person oder Gegenstand) oder Objektabschnitts vom dem zur Erzeugung des Tiefenbilds dienenden 3D-Bildsensor entlang einer dritten räumlichen Dimension an gibt. Ein Tiefenbild kann insbesondere ein Grauwertbild oder Farbwertbild sein, bei dem die Bildpunktwerte zu Grauwerten oder Farbwerten gemäß einer Grauwert- oder Farbwertskala korrespondieren, so dass der Grauwert bzw. Farbwert eines Bildpunktes ein Maß für die genannte räumliche Entfernung liefert.

Unter einem „charakteristischen Tiefenbildwert“ ist ein dem betrachteten Tiefenbild zugeordneter Wert, der insbesondere ein Zahlenwert sein kann, zu verstehen, der aus Bildpunktwerten von Bildpunkten des Tiefenbilds, insbesondere von sämtlichen Bild punktwerten oder von einer bestimmten Untermenge davon, abgeleitet ist und das Tie fenbild als Ganzes so charakterisiert, dass er grundsätzlich geeignet ist, verschiedene Tiefenbilder voneinander zu unterscheiden.„Grundsätzlich“ bedeutet hier, dass in der überwiegenden Anzahl der Fälle, insbesondere in den allermeisten Fällen, eine solche Unterscheidung möglich ist, wenngleich eine echte Kollisionsresistenz in dem Sinne, dass es faktisch ausgeschlossen oder äußert unwahrscheinlich ist, dass zwei ver schiedene Tiefenbilder dennoch zum gleichen Tiefenbildwert führen, nicht zwingend gefordert werden muss, aber kann.

Ein charakteristischer Tiefenbildwert kann insbesondere unter Verwendung eines„Mit telungsverfahrens“ bzw. durch„Mitteln“ erzeugt werden. Unter einem solchen Mitte lungsverfahren ist vorliegend ein Verfahren zur Berechnung eines Mittelwerts (kurz auch nur„Mittel“) zu verstehen. Ein Mittelwert ist dabei eine nach einer bestimmten Rechenvorschrift aus gegebenen Zahlen ermittelte weitere Zahl, die einen Kennwert für die zentrale Tendenz der Verteilung der gegebenen Zahlen repräsentiert. Insbe sondere sind das Berechnen des arithmetischen Mittels, des geometrischen Mittels, des quadratischen Mittels, des kubischen Mittels, des harmonischen Mittels, des Mo dus und des Medians jeweils Mittelungsverfahren im Sinne der Erfindung.

Unter einer„monotonen Kombinationsvorschrift“ im Sinne der Erfindung ist eine Kom binationsvorschrift zur Bestimmung eines Ergebniswerts aus einer Mehrzahl von Ein gangswerten, vorliegend speziell Tiefenbildwerten, zu verstehen, die in dem Sinne eine Monotonieeigenschaft aufweist, dass der Ergebniswert entweder (i) stets größer oder gleich jedem der Eingangswerte oder alternativ (ii) stets kleiner oder gleich jedem der Eingangswerte ist. Die Kombinationsvorschrift kann insbesondere eine mathematische Rechenvorschrift sein. Insbesondere stellen die Summation von Zahlen gleichen Vor zeichens sowie die Multiplikation von Zahlen gleichen Vorzeichens und mit einem Be trag von zumindest Eins jeweils monotone Kombinationsvorschriften im Sinne der Er findung dar. Entscheidend für die Abgrenzung des Begriffs ist, dass alle Eingangswerte den Ergebniswert in„dieselbe Richtung“ beeinflussen oder im Falle eines bezüglich der Kombinationsvorschrift neutralen Werts (z.B. Null) für den jeweiligen Eingangswert unverändert lassen und somit ein gegenseitiger Verstärkungseffekt eintritt. Wenn bei spielsweise ein erstes Tiefenbild eines ersten 3D-Bildsensors im Wesentlichen (d.h. bis auf als„Nicht-Personen“ erkannte weitere Objekte, wie etwa Reisegepäck) nur eine erste Person in der Schleuse abbildet und ein zweites Tiefenbild eines zweiten, dem ersten gegenüberliegenden 3D-Bildsensors im Wesentlichen nur eine unmittelbar aus Sicht des ersten 3D-Bildsensors hinter und aus Sicht des zweiten 3D-Bildsensors vor der ersten Person stehende zweite Person im überwachten Raumbereich der Schleuse abbildet, dann muss der aus den Tiefenbildwerten der beiden Tiefenbilder mittels der Kombinationsvorschrift gebildete Ergebniswert grundsätzlich eine Differenzierung die ser Situation in der Personenschleuse von einer Situation, in der nur eine Person im überwachten Raumbereich der Personenschleuse anwesend ist, erlauben, was durch die Monotonieforderung erreicht wird.

Unter einem„Vergleich“ mehrerer Werte, vorliegend des Gesamtbildwerts und zumin dest eines vorbestimmten Referenzgesamtbildwerts, ist im Sinne der Erfindung eine Vorschrift zu verstehen, die insbesondere eine mathematische Rechenvorschrift sein kann, und (i) bei der das Ergebnis der Anwendung der Vorschrift eine Aussage dafür liefert, ob sich die Werte voneinander unterscheiden, und (ii) die ein Maß dafür liefert, wie stark sich die verglichenen Werte im Falle ihrer Ungleichheit voneinander unter scheiden. Gemäß einem einfachen Beispiel kann der Vergleich zweier Zahlen mittels Berechnung der arithmetischen Differenz beider Zahlen erfolgen. Der Quotient der Zahlen stellt ein anderes einfaches Beispiel für eine Vergleichsvorschrift dar.

Das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung liefert eine einfache und den noch robuste Abschätzung und Differenzierung der Anwesenheit von einer oder aber eine Mehrzahl von Personen im überwachten Raumbereich einer Personenschleuse. Vor allem sind die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Schritte, insbeson dere die Schritte zur Bestimmung des Schätzergebnisses aus den empfangenen Tie fenbildern, mit geringem Verarbeitungsaufwand, insbesondere Rechenaufwand, ver bunden. Somit können hier, etwa im Unterschied zu im Rahmen der Personenerken nung häufig eingesetzten komplexen und somit rechenintensiven Bildverarbeitungs und Modellierungsverfahren, auch Verarbeitungseinrichtungen, insbesondere Rech nersysteme wie etwa Mikrocontroller, mit relativ geringer Verarbeitungsleistung einge setzt werden. Dies ist insbesondere im Hinblick auf eine besonders effiziente und kos tengünstige Lösung von Bedeutung. Des Weiteren können an sich bekannte und somit gut und kostengünstig verfügbare 3D-Bildsensoren, wie etwa Stereokameras oder TOF-Kameras, zur Erzeugung der im Rahmen des Verfahrens verarbeiteten Tiefenbil der genutzt werden.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird oder technisch unmöglich ist, beliebig miteinander sowie mit den weiteren beschriebenen anderen Aspekten der Erfindung kombiniert werden können und sich insbesondere ebenso auf diese im wei teren beschriebenen anderen Aspekte der Erfindung beziehen.

Gemäß einigen Ausführungsformen weist das Verfahren des Weiteren das Auslösen einer Funktionalität der Personenschleuse in Abhängigkeit von dem Schätzergebnis auf. Auf diese Weise kann das gewonnene Schätzergebnis auf automatisierte Weise zur weiteren Steuerung der Personenschleuse genutzt werden, was insbesondere im Hinblick auf eine weitgehende oder vollständige Automatisierung der Personenschleu se vorteilhaft sein kann. Die auszulösende Funktionalität kann insbesondere eine Sig nalisierung betreffen, wie etwa eine optische oder akustische Signalisierung oder eine Ausgabe einer Information an einer Benutzerschnittstelle, oder sie kann das Öffnen oder Schließen von Passierbeschränkungen zur Personenschleuse, insbesondere ei ner oder mehreren Türen, oder das Aktivieren eines Authentifizierungsvorgangs zur Authentifizierung einer in der Personenschleuse befindlichen Person betreffen. Wenn beispielsweise gemäß dem Schätzergebnis festgestellt wurde, dass sich nur eine ein- zige Person in der Personenschleuse befindet, so könnte die genannte Authentifizie rung ausgelöst werden, während andernfalls, wenn eine Mehrzahl von Personen in der Schleuse festgestellt wurde, eine entsprechende Signalisierung im Sinne einer Alar mierung sowie eine Ausgabe einer Information oder Benutzerschnittstelle, etwa dass die Personen die Personenschleuse zu verlassen hätten, unter gleichzeitiger Öffnung einer Zugangstür bzw. eines Zugangstürenpaars zur Personenschleuse ausgelöst werden.

Gemäß einigen Ausführungsformen ist die Personenschleuse als bidirektionale Durch gangsschleuse betreibbar und das Verfahren wird für jede der beiden Durchgangsrich tungen angewandt. Somit kann die Personenschleuse insbesondere auch dann einge- setzt werden, wenn ein bidirektionaler Betrieb erforderlich ist, etwa dann, wenn sowohl eine Zugangsüberprüfung als auch eine Ausgangsüberprüfung von Personen bezüg lich eines durch die Personenschleuse abgesicherten räumlichen Bereichs, insbeson dere zur Personenvereinzelungsüberwachung, erforderlich ist. Mit Hilfe einer solchen bidirektionalen Personenschleuse lässt sich ein bidirektionaler Betrieb auf besonders platzsparende Weise realisieren. Insbesondere kann so ein paralleler Betrieb von meh- reren Personenschleusen für unterschiedliche Durchgangsrichtungen unter Wahrung der genannten Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung vermieden werden oder jeden falls die Anzahl von parallel betriebenen Personenschleusen bei gleichem Schleu sungsvolumen (Anzahl zu abzufertigender Personen pro Zeiteinheit) verringert werden.

Gemäß einigen Ausführungsformen ist der Raumbereich der Personenschleuse zu mindest an einer Seite mittels einer beweglichen Passierbeschränkung, beispielsweise einer oder mehreren Türen, oder einer Schranke, abschließbar und das Verfahren weist des Weiteren auf: (i) Bestimmen des Abstands eines in dem Raumbereich be findlichen Objekts anhand zumindest eines der Tiefenbilder und (ii) Auslösen einer Öffnung oder Schließung der Passierbeschränkung in Abhängigkeit von dem bestimm ten Abstand. Auf diese Weise ist es möglich, dass Öffnen und/oder Schließen der Pas sierbeschränkung in Abhängigkeit davon auszulösen, wo sich ein oder mehrere in der Personenschleuse befindliche Objekte, insbesondere Personen, gegebenenfalls ein schließlich mitgeführter Gegenstände, innerhalb der Personenschleuse befinden. Dies kann insbesondere dazu genutzt werden, zu verhindern, dass die Bewegung zum Öff nen oder Schließen der Passierbeschränkung zu einem Zeitpunkt erfolgt, in dem die Gefahr einer unerwünschten Wechselwirkung zwischen der bewegten Passierbe schränkung und dem Objekt besteht. Auch ist es denkbar, den Zeitpunkt oder die Zeit spanne zur Erfassung der verfahrensgemäß zum Zwecke der Bestimmung des Schät zergebnisses zu verarbeitenden Tiefenbilder in Abhängigkeit von dem bestimmten Ab stand festzulegen. So kann insbesondere ein Aufnahmezeitpunkt gewählt werden, bei dem sich das Objekt an einer zur Aufnahme der Tiefenbilder optimalen Position im überwachten Raumbereich bezüglich der 3D-Bildsensoren befindet.

Gemäß einigen Ausführungsformen weist das Verfahren des Weiteren auf: Durchfüh ren einer Bildtransformation bezüglich zumindest einem, insbesondere sämtlichen, der Tiefenbilder vor Berechnung seines jeweiligen charakteristischen Tiefenbildwerts, wo bei das jeweilige Tiefenbild im Rahmen der Bildtransformation mit einem Referenztie fenbild gemäß einer vorbestimmten Transformationsvorschrift kombiniert wird, durch die Bildbereiche, bezüglich derer das jeweilige Tiefenbild und das Referenzbild im Hin blick auf ihre jeweiligen zueinander korrespondierenden Bildpunktwerte übereinstim men, gegenüber anderen Bildbereichen, bei denen keine solche Übereinstimmung vorliegt, im jeweiligen Tiefenbild durch vorbestimmte Veränderung ihrer zugehörigen Bildwerte abgehoben werden. Diese Veränderung kann insbesondere beinhalten, dass die Bildpunktwerte in dem übereinstimmenden Bildbereichen jeweils auf einen Ext remwert, insbesondere den kleinsten oder den größten definierten Bildpunktwert, ge setzt und somit von den anderen Bildwerten abgehoben werden. Beispielsweise könn- te dieser extremale Bildwert der Bildfarbe„schwarz“ entsprechen, so dass das trans formierte Tiefenbild nur dort Bildpunkte mit einem von Schwarz verschiedenen Bild punktwert aufweist, wo die zueinander korrespondierenden Bildpunktwerte des ur sprünglichen Tiefenbilds (vor der Transformation) und des Referenzbilds nicht überein stimmen. Diese Ausführungsformen haben den Vorteil, dass das zumindest eine zu überwachende Objekt im transformierten Tiefenbild immer segmentiert vor einem ab gehobenen Bildhintergrund erscheint, was dazu beitragen kann, die Effizienz und Ro bustheit der sich anschließenden weiteren Bildverarbeitung weiter zu verbessern.

Gemäß einigen Ausführungsformen wird beim Berechnen der charakteristischen Tie fenbildwerte, etwa in Form entsprechender gemittelter Bildwerte, der Tiefenbildwert zumindest eines der Tiefenbilder auf Basis einer Untermenge der einzelnen Bildpunkt werte dieses Tiefenbildes berechnet, wobei die Bildpunkte der Untermengen auf Basis ihres jeweiligen Bildpunktwertes so ausgewählt werden, dass alle diese Bildpunkte jeweils einen Punktwert jenseits einer vorbestimmten Bildpunktwertschwelle oder in nerhalb eines vorbestimmten Bildpunktwertbereichs aufweisen. Beispielsweise könn ten die Bildpunktwerte durch Grauwerte repräsentiert werden, wobei ein dunkler Grau wert eine große Entfernung und ein heller Grauwert eine kurze Entfernung zwischen dem das jeweilige Tiefenbild erzeugenden 3D-Bildsensor und dem aufgenommenen Objekt entsprechen. Die Bildpunktwertschwelle könnte dann so gelegt sein, dass nur Bildpunkte, deren Grauwert oberhalb der Bildpunktwertschwelle liegt (optional: oder ihr entspricht), zur Bestimmung des charakteristischen Tiefenbildwerts herangezogen werden. Eine solche Segmentierung des Tiefenbilds kann insbesondere zur Identifika tion etwaiger unterschiedlicher Schwerpunkte beziehungsweise Cluster im Tiefenbild herangezogen werden, was insbesondere als zusätzliche Information zur Bestimmung des Schätzergebnisses genutzt werden kann. Des Weiteren kann die Segmentierung auch zur Erhöhung der Robustheit des Verfahrens genutzt werden, da nun nur die für das erfasste Objekt besonders repräsentativen Bildanteile für die nachfolgende Be stimmung des Schätzwertes herangezogen werden.

Gemäß einigen Ausführungsformen hierzu wird die zumindest eine Untermenge zu sätzlich in Abhängigkeit von der jeweiligen räumlichen Lage der Bildpunkte im zugehö rigen Tiefenbild bestimmt. So könnten insbesondere, beispielsweise zur Vermeidung von Fehlbewertungen aufgrund von Randeffekten am Randbereich eines erfassten Tiefenbildes, nur solche Bildpunkte in die zumindest eine Untermenge einbezogen werden, die einen Mindestabstand vom Rand des Tiefenbilds aufweisen. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Überwachungssystem zur Überwachung eines Raumbereichs in einer Personenschleuse, insbesondere zur Personenvereinze lungsüberwachung, wobei das System eingerichtet ist, bezüglich der Personenschleu se das Verfahren gemäß dem vorgenannten ersten Aspekt der Erfindung, wahlweise insbesondere gemäß einer oder mehreren der hierin beschriebenen Ausführungsfor men dazu, auszuführen.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Computerprogram, das Anweisungen auf weist, die bei ihrer Ausführung auf einem oder mehreren Prozessoren des Überwa chungssystems nach dem zweiten Aspekt der Erfindung, dieses veranlassen, das Ver- fahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wahlweise insbesondere gemäß einer oder mehreren der hierin beschriebenen Ausführungsformen dazu, auszuführen.

Das Computerprogramm kann insbesondere auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespeichert sein. Bevorzugt ist dies ein Datenträger in Form eines optischen Datenträ gers oder eines Flashspeichermoduls. Dies kann vorteilhaft sein, wenn das Computer- programm als solches unabhängig von einer Prozessorplattform gehandelt werden soll, auf der das ein bzw. die mehreren Programme auszuführen sind. In einer anderen Implementierung kann das Computerprogramm als eine Datei oder Gruppe von Datei en auf einer oder mehreren Datenverarbeitungseinheiten, insbesondere auf einem Server vorliegen, und über eine Datenverbindung, beispielsweise das Internet oder eine dedizierte Datenverbindung, wie etwa ein proprietäres oder lokales Netzwerk, herunterladbar sein. Zudem kann das Computerprogramm eine Mehrzahl von zusam menwirkenden einzelnen Programmodulen aufweisen.

Das Überwachungssystem nach dem zweiten Aspekt der Erfindung kann entspre chend einen Programmspeicher aufweisen, in dem das Computerprogramm abgelegt ist. Alternativ kann das Überwachungssystem auch eingerichtet sein, über eine Kom munikationsverbindung auf ein extern, beispielsweise auf einem oder mehreren Ser vern oder anderen Datenverarbeitungseinheiten verfügbares Computerprogramm zu zugreifen, insbesondere um mit diesem Daten auszutauschen, die während des Ab laufs des Verfahrens bzw. Computerprogramms Verwendung finden oder Ausgaben des Computerprogramms darstellen.

Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft eine Personenschleuse, aufweisend: (i) ein Überwachungssystem gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung, wahlweise insbe sondere gemäß einer oder mehreren der hierin beschriebenen Ausführungsformen dazu, zur Überwachung eines Raumbereichs der Personenschleuse, insbesondere zur Personenvereinzelungsüberwachung; und (ii) eine Mehrzahl von 3D-Bildsensoren die an unterschiedlichen Positionen im Bereich der Personenschleuse angeordnet sind, wobei die 3D-Bildsensoren jeweils eingerichtet sind, ein zugehöriges Tiefenbild des Raumbereichs zu erzeugen und an das Überwachungssystem zu liefern, wobei das jeweilige Tiefenbild für jeden seiner Bildpunkte anhand eines diesem zugeordne ten Bildpunktwerts die Entfernung des darauf abgebildeten Objektes oder Objektab schnitts vom zugehörigen 3D-Bildsensor angibt.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Personenschleuse beschrie ben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird oder technisch unmöglich ist, beliebig miteinander sowie mit den weiteren hierein beschriebenen an deren Aspekten der Erfindung kombiniert werden können.

Gemäß einigen Ausführungsformen sind zwei der 3D-Bildsensoren zur Anordnung an einander gegenüberliegenden Seiten des Raumbereichs angeordnet, um diesen aus, zumindest im Wesentlichen, entgegengesetzt zueinander verlaufenden zentrale Erfas sungsrichtungen bildsensorisch zu erfassen. Jeder der 3D-Bildsensoren ist eingerichtet ein ganzes sich in lateraler Richtung erstreckendes zweidimensionales Sichtfeld zu erfassen und für dieses Sichtfeld zusätzlich eine dritte Dimension (Tiefenkomponente des erfassten Bildes zu erfassen).

Unter der„zentralen Erfassungsrichtung“ eines 3D-Bildsensors ist hier eine vom Zent rum oder geometrischen Schwerpunkt dieses Sichtfelds ausgehende senkrecht dazu verlaufende Richtung zu verstehen, die somit eine zentrale virtuelle Linie im Sichtfeld des 3D-Bildsensors definiert (entspricht der Sichtachse bzw. im Falle eines rotations symmetrischen optischen Systems dessen optischer Achse im Sinne der Optik).

„Zumindest im Wesentlichen“ soll hier bedeuten, dass die zentrale Erfassungsrichtun gen der zwei 3D-Bildsensoren einen Winkel im Bereich von 135 bis 225 Grad ein schließen (180 Grad entspricht genau entgegengesetzt zueinander verlaufenden zent ralen Erfassungsrichtungen).

Auf diese Weise kann die Zuverlässigkeit der Personenschleuse im Hinblick auf die Vereinzelungsüberwachung weiter gesteigert werden, da ein Objekt oder eine Gruppe aus mehreren, insbesondere nah beieinander befindlichen Objekten somit von zwei signifikant verschiedenen zentrale Erfassungsrichtungen aus bildsensorisch erfasst werden kann. Dies ermöglicht bei der Erkennung einer etwaigen Mehrzahl solcher Ob jekte deutliche Robustheitsvorteile des Erkennungsverfahrens gegenüber einer Erfas- sung aus nur geringfügig unterschiedlichen zentralen Erfassungsrichtungen. Insbeson dere ist somit eine simultane Erfassung von Vorderseite und Hinterseite des Objekts bzw. der Objektgruppe möglich.

Gemäß einigen Ausführungsformen sind die zwei einander gegenüberliegenden 3D- Bildsensoren so bezüglich des Raumbereichs angeordnet, dass die Projektion ihrer zentralen Erfassungsrichtungen auf eine definierte und bezüglich der Personenschleu se horizontal verlaufenden virtuelle Ebene eine auf dieselbe Ebene projizierte, durch die Geometrie der Personenschleuse festgelegten Durchgangsrichtung in einem von Null verschiedenen Winkel schneidet, sodass die zentralen Erfassungsrichtungen der zwei 3D-Bildsensoren jeweils schräg zur Durchgangsrichtung verlaufen. Auf diese Weise ist es insbesondere möglich, die 3D-Bildsensoren außerhalb eines durch die Durchgangsrichtung definierten Durchgangskorridors anzuordnen, beispielsweise in einer Ecke des Raumbereichs innerhalb der Personenschleuse. So wird zum einen vermieden, dass die 3D-Bildsensoren einen Durchgang durch die Schleuse behindern, und zum anderen, dass eine Anordnung an einer, ansonsten nicht erforderlichen, De ckenkonstruktion der Schleuse oder an einer Passierbeschränkung der Personen schleuse, wie etwa einer oder mehreren Türen, erfolgen muss.

Gemäß einigen Ausführungsformen sind die zwei einander gegenüberliegenden 3D- Bildsensoren an einer eingangsseitigen bzw. ausgangsseitigen Passierbeschänkung, insbesondere Türe oder Türenpaar, der Personenschleuse angeordnet oder baulich in darin integriert.Gemäß einigen Ausführungsformen weist die Personenschleuse des Weiteren eine nur über den Raumbereich zugängliche Authentifizierungsvorrichtung zur Authentifizierung einer in der Personenschleuse anwesenden Person auf. Zudem weist die Authentifizierungsvorrichtung eine Benutzerschnittstelle mit einer ausge zeichneten Hauptinteraktionsrichtung für die Interaktion zwischen der Benutzerschnitt stelle und einem Benutzer derselben auf. Dabei ist die Benutzerschnittstelle so bezüg lich des Raumbereichs angeordnet, das ihre auf die horizontale virtuelle Ebene proji zierte Hauptinteraktionsrichtung in einem von Null verschiedenen Winkel zur jeweiligen Projektion der zentralen Erfassungsrichtung der zwei einander gegenüberliegenden 3D-Bildsensoren verläuft. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass eine zumindest un gefähre Ausrichtung der zentralen Erfassungsrichtung von einem der 3D-Bildsensoren an der Hauptinteraktionsrichtung der Authentifizierungsvorrichtung vorliegt, und somit eine Person insbesondere auch während der Vornahme einer Authentifizierung mittels des 3D-Bildsensors optimal, insbesondere von vorne oder von hinten, bildsensorisch überwacht werden kann. Unter einer„Hauptinteraktionsrichtung“ der Benutzerschnittstelle ist eine Richtung im Raum zu verstehen, bezüglich der die Benutzerschnittstelle in dem Sinne gerichtet ist, dass sie konfiguriert ist, nur in einem um diese Hauptinteraktionsrichtung definierten begrenzten Raumwinkel (beliebiger Form) mit dem Benutzer zur Eingabe und/oder Ausgabe von Benutzerschnittstelleninformationen in Kontakt zu treten. So stellen ins besondere ein Bildschirm, eine Kamera, ein Sensor für biometrische Merkmale (Fin gerprintsensor, Gesichtsabtastungssensor, Irisscanner, usw.), eine Tastatur oder ein eingebautes Mikrophon, dass im Wesentlichen nur aus einem begrenzten Raumwinkel vor der Benutzerschnittstelle aus Schallwellen empfangen kann, jeweils Benutzer schnittstellen oder Elemente davon dar, die jeweils eine zugehörige Hauptinteraktions richtung aufweisen.

Gemäß einigen Ausführungsformen ist die Anordnung der zumindest einen Authentifi- zierungsvorrichtung bezüglich des Raumbereichs im Hinblick auf ihre Lage oder Orien tierung oder beide rekonfigurierbar ausgestaltet. Dies erlaubt insbesondere eine an wendungsspezifische Anpassung der Personenschleuse, beispielsweise in Abhängig keit davon, ob sie als unidirektionale oder als bidirektionale Schleuse genutzt werden soll. So könnte die Authentifizierungsvorrichtung insbesondere im bidirektionalen Fall in einem Winkel zum Durchgangsbereich so konfiguriert werden, dass ihre Bedien oberfläche stets einer in die Personenschleuse eintretenden Person zugewandt wird, unabhängig von deren Eintrittsrichtung in die Personenschleuse. Alternativ könnten auch für jede der Durchgangsrichtungen eine eigene Authentifizierungsvorrichtung vorgesehen sein, die so angeordnet und orientiert wird, dass wiederum ihre jeweilige Bedienoberfläche stets einer entlang der entsprechenden Durchgangsrichtung in die Personenschleuse eintretenden Person zugewandt ist. Dabei könnten die Authentifizie- rungsvorrichtungen jeweils auf den Durchgangsbereich bzw. Raumbereich der Perso nenschleuse bezogen dezentral angeordnet werden, sodass die Authentifizierungsvor- richtungen in deutlichem Abstand voneinander platziert sind. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die im Weiteren beschriebene Ausführungsform vorteilhaft, bei der detek- tiert wird, ob eine Person eine Mitte des Raumbereichs erreicht oder überschritten hat.

Gemäß einigen Ausführungsformen ist die Authentifizierungsvorrichtung bzw. zumin dest eine der Authentifizierungsvorrichtungen unmittelbar oder mittelbar an einer Fuß bodenleiste im Raumbereich der Personenschleuse angebracht. Das kann insbeson dere dahingehend vorteilhaft sein, dass eine solche bereits aus anderen Gründen vor handene Fußbodenleiste im Sinne einer Mehrfachverwendung („Dual-use“) zugleich eine Halte-und Führungsstruktur, insbesondere Schiene, darstellt, entlang der die je weilige Authentifizierungsvorrichtung zum Zwecke ihrer variablen Anordnung ver- schiebbar angebracht ist. So lässt sich eine besonders effiziente Implementierung er reichen.

Gemäß einigen Ausführungsformen ist die Authentifizierungsvorrichtung bzw. zumin dest eine der Authentifizierungsvorrichtungen bezüglich des Verlaufs der zugehörigen Durchgangsrichtung durch die Personenschleuse jenseits der Mitte des Raumbereichs angeordnet. So kann erreicht werden, dass eine in Durchgangsrichtung in die Perso nenschleuse eintretende Person eine über die Mitte der Personenschleuse hinausrei chende Mindestdistanz zurücklegen muss, bevor sie sich Authentifizieren kann, sodass sichergestellt wird, dass ausreichend Zeit für eine Überwachung zur Verfügung steht, und/oder ein für die bildsensorische Erfassung besonders geeigneter Abschnitt des Raumbereichs durchschritten werden muss, bevor die Authentifizierung möglich ist. Insbesondere kann ein solcher Abschnitt in der Mitte des Raumbereichs vorgesehen.

Gemäß einigen Ausführungsformen sind die 3D-Bildsensoren jeweils an einer zuge ordneten seitlich im Umfeld des Raumbereichs vorgesehenen Stützstruktur der Perso- nenschleuse angeordnet. Eine solche Stützstruktur kann entweder eine von den seitli chen räumlichen Begrenzungsstrukturen der Personenschleuse, insbesondere von deren gegebenenfalls vorhandenen Seitenwänden oder Türen, separat ausgebildete Struktur sein, oder aber mit zumindest einer dieser Begrenzungsstrukturen zusammen fallen. Der Vorteil der Verwendung einer solchen seitlichen Stützstruktur liegt wiederum darin, dass auf eine insbesondere auch zu diesem Zweck vorgesehene Deckenkon struktion für die Personenschleuse verzichtet werden kann.

Die in Bezug auf den ersten Aspekt der Erfindung erläuterten Merkmale und Vorteile gelten entsprechend auch für die weiteren Aspekte der Erfindung.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.

Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch eine bekannte Art einer Personenschleuse, insbesondere für den unidirektionalen Betrieb; Fig. 2 schematisch verschiedene beispielhafte Szenarien bzgl. der Anwesenheit von einer oder mehreren Personen, in einer Personenschleuse, wobei die Szenarien be züglich der Anzahl der anwesenden Personen zu unterscheiden sind;

Fig. 3 schematisch eine unidirektional oder bidirektional ersetzbare Personenschleu se gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 zwei beispielhafte Tiefenbilder, jeweils in der Form eines Grauwertbildes; und

Fig. 5A und 5B ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung einer bevorzugten Ausfüh rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In den Figuren werden durchgängig dieselben Bezugszeichen für dieselben oder ei nander entsprechende Elemente der Erfindung verwendet.

Die in Fig. 1 in einer Aufsicht von oben illustrierte Personenschleuse 1 ist als ein ab schließbarer Kanal mit im Wesentlichen rechteckiger Grundfläche ausgebildet, dessen seitliche Begrenzungen durch zwei Seitenwände 3a und 3b, ein Paar von bezüglich einer Durchgangsrichtung 6 der Personenschleuse eingangsseitigen Schwenktüren 4 sowie einem weiteren Paar von bezüglich der Durchgangsrichtung 6 ausgangsseitigen Schwenktüren 5 gebildet werden. Der durch diese seitlichen Begrenzungen eingefass te Innenraum, jedenfalls der überwiegende zentrale Teil davon, stellt einen von einem zugehörigen Überwachungssystem überwachten Raumbereich 2 dar (schraffiert dar gestellt). Bei herkömmlichen Personenschleusen, wie der in Fig. 1 dargestellten, ist dieses Überwachungssystem typischerweise in einer Decke (nicht dargestellt) der Per sonenschleuse angeordnet, so dass die Überwachung des Raumbereichs, insbeson dere zum Zwecke der Vereinzelungsüberwachung dementsprechend von oben her stattfindet. Wenn eine Person P die Personenschleuse 1 passieren will, betritt sie, ge gebenenfalls nach einer vorherigen Identifizierung (etwa mittels eines Ausweislesers am Zugang), den Raumbereich 2 der Personenschleuse 1 durch das dann geöffnete Türenpaar 4 (Fig. 1 (a)), und durchquert diesen bis zu einer in diesem vorgesehenen Authentifizierungsvorrichtung 7 der Personenschleuse 1 , um sich dort zu authentifizie ren (Fig. 1 (b)).

Unmittelbar nach dem Eintritt der Person P in den Raumbereich 2 wird das eingangsei tige Türenpaar geschlossen, um den Eintritt einer weiteren Person vor dem Abschluss des Schleusungsvorgangs zu vermeiden oder jedenfalls zu erschweren. Die Authentifi- zierung kann insbesondere anhand zumindest eines sensorisch von der Authentifizie- rungsvorrichtung 7 erfassten biometrischen Merkmals der Person P, etwa mittels Iriserkennung, Fingerabdruckerkennung oder Gesichtsvermessung auf bekannte Weise erfolgen. Während des gesamten Zeitraums vom Eintritt der Person P in die Personenschleuse bis zu ihrer erfolgreichen Authentifizierung durch die Authentifizierungs- vorrichtung 7 bleibt das ausgangsseitige Türenpaar 5 geschlossen. Im Falle einer erfolgreichen Authentifizierung öffnet es sich, um der Person P den Ausgang aus der Personenschleuse zu ermöglichen. Andernfalls bleibt es geschlossen und der Durchgang wird somit verweigert.

In Fig. 2 sind in den Teilfiguren 2 (a) bis (c) schematisch drei verschiedene beispielhafte Szenarien bzgl. der Anwesenheit von einer oder mehreren Personen in einer Personenschleuse 1 am Beispiel der Personenschleuse 1 aus Fig. 1 illustriert. Die Personenschleuse kann insbesondere einen Zugang zu einem zugangsbeschränkten Bereich, insbesondere Sicherheitsbereich sichern, wie etwa einen Fahrgast- oder Fluggastabfertigungsbereich. Im Szenario nach Fig. 2(a) befindet sich genau eine Person P, welche einen Handkoffer K trägt, in der Personenschleuse 1. Im Szenario nach Fig. 2(b) befindet sich wiederum genau eine Person P in der Personenschleuse 1 , diesmal trägt sie jedoch keinen Koffer, sondern zieht einen Trolley T (ziehbaren Rollkoffer) hinter sich her. Im Szenario nach Fig. 2(c) befinden sich dagegen zwei eng aufeinanderfolgende Personen P1 und P2 in der Personenschleuse 1. Zum Zwecke der Vereinzelungsüberwachung muss ein geeignetes Überwachungssystem also in der Lage sein, die verschiedenen Szenarios zu unterscheiden, d.h. insbesondere die beiden Szenarios aus Fig. 2 (a) und (b) als zulässig und das Szenario aus Fig. 2 (c) als unzulässig zu erkennen.

In Fig. 3 ist eine Personenschleuse 1 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einerseits in einer Aufsicht von oben (Fig. 3 (a)) und andererseits (ohne Überwachungssystem) in einer perspektivischen Teilansicht von schräg oben dargestellt (Fig. 3 (b), die zugleich auf der rechten unteren Bildseite ausschnittsweise auch eine unmittelbar benachbarte weitere Personenschleuse zeigt).

Auch bei dieser Personenschleuse 1 ist in ihrem durch Seitenwände 3a und 3b sowie zwei Türenpaare 4 und 5 eingeschlossenen Innenraum ein überwachter Raumbereich 2 vorgesehen, der bevorzugt, zumindest im Wesentlichen, den gesamten Innenraum abdeckt. Die Personenschleuse ist als bidirektionale Durchgangsschleuse ausgelegt, was insbesondere dann Anwendung finden kann, wenn sowohl das Eintreten als auch das Austreten in einen zugangsbeschränkten Bereich durch dieselbe Personenschleuse 11 überwacht werden soll und jeweils eine Authentisierung erforderlich ist. Zur Überwachung, insbesondere Vereinzelungsüberwachung, bezüglich des Raumbe reichs 2 verfügt die Personenschleuse 1 über zwei an entgegengesetzten Ecken und somit auch Seiten des eine im Wesentlichen rechteckige Grundfläche aufweisenden Raumbereichs 2 angeordnete Überwachungssysteme 8a und 8b. Diese sind jeweils als 3D-Bildsensor ausgebildet, beispielsweise als Stereokamera oder TOF-Kamera oder Paar von Einzelkameras, deren individuellen Ausgangssingale so kombiniert wer den, dass die Kombination wie eine integrale Stereokamera ein 3D-Bild liefert. Die 3D- Bildsensoren sind jeweils insbesondere eingerichtet, den Raumbereich 2 aus, zumin dest im Wesentlichen, entgegengesetzt zueinander verlaufenden zentralen Erfas- sungsrichtungen bildsensorisch zumindest teilweise zu erfassen und entsprechend ein den Raumbereich 2 jedenfalls größtenteils abdeckendes Tiefenbild zu erzeugen und an ein Überwachungssystem 13 zu liefern. Dabei gibt das jeweilige Tiefenbild für jeden seiner Bildpunkte anhand eines diesem zugeordneten Bildpunktwerts die Entfernung des darauf abgebildeten Objektes oder Objektabschnitts vom zugehörigen 3D- Bildsensor 8a bzw. 8b an.

Zwei verschiedene Beispiele für ein solches Tiefenbild in Form eines Grauwertbilds sind in Fig. 4 (a) bzw. (b) dargestellt, wobei die Bildbereiche mit einem hellen (großen) Grauwert eine kurze Objektentfernung vom 3D-Bildsensor anzeigen und entsprechend die Bildbereiche mit einem dunklen (kleinen) Grauwert eine weite Objektentfernung vom 3D-Bildsensor anzeigen. Deutlich hebt sich dabei jeweils die in der Personen schleuse 1 detektierte Person P vom dunklen Hintergrund des Tiefenbilds ab.

Wiederum Bezug nehmend auf Fig. 3, sind die zwei einander gegenüberliegenden 3D- Bildsensoren aufgrund ihrer Ecklage so bezüglich des Raumbereichs 2 angeordnet, dass die Projektion 9a bzw. 9b ihrer jeweils diagonal von der jeweiligen zugehörigen Ecke des Raumbereichs 2 ausgehenden zentrale Erfassungsrichtungen auf eine defi nierte und bezüglich der Personenschleuse horizontal verlaufenden virtuelle Ebene, die beispielsweise mit der durch die Bodenfläche des Raumbereichs 2 definierte Ebe ne zusammenfallen kann, eine auf dieselbe Ebene projizierte, durch die Geometrie der Personenschleuse 1 jeweils festgelegten Durchgangsrichtung 6a bzw. 6b in einem von Null verschiedenen Winkel schneidet. Die Projektionen 9a, 9b der zentralen Erfas sungsrichtungen der zwei 3D-Bildsensoren 8a, 8b verlaufen somit jeweils schräg zur jeweiligen zugehörigen Durchgangsrichtung 6a bzw. 6b.

Zur Authentifizierung einer Person P weist die Personenschleuse 1 in ihrem Raumbe reich 2 zwei Authentifizierungsvorrichtungen 7a und 7b auf, eine je Durchgangsrich- tung 6a bzw. 6b. Jede der Authentifizierungsvorrichtungen 7a und 7b weist wiederum eine zugehörige Benutzerschnittstelle mit einer ausgezeichneten Hauptinteraktionsrich tung 10a bzw. 10b für die Interaktion zwischen dieser Benutzerschnittstelle und einem Benutzer derselben auf (hierbei wird ggf. nicht zwischen Eingabe- und Ausgaberich tung unterschieden, sondern diese werden zusammenfassend, wie durch den jeweili gen Doppelpfeil in Fig. 3(a) dargestellt, als„Hauptinteraktionsrichtung“ bezeichnet). Jede der Authentifizierungsvorrichtungen 7a und 7b ist dabei so orientiert vorgesehen, dass ihre zugehörige Benutzerschnittstelle so bezüglich des Raumbereichs 2 angeord net ist, dass ihre auf die horizontale virtuelle Ebene projizierte Hauptinteraktionsrich tung 10a bzw. 10b in einem von Null verschiedenen jeweiligen Winkel a1 bzw. a2, der vorzugsweise zwischen 45 Grad und 135 Grad beträgt, zur jeweiligen Projektion der zentralen Erfassungsrichtung 9a bzw. 9b der zwei einander gegenüberliegenden 3D- Bildsensoren verläuft. Bevorzugt ist die jeweilige Authentifizierungsvorrichtung so an geordnet, dass ihre Hauptinteraktionsrichtung in einem Winkel im Bereich von 30 Grad bis 60 Grad mit der zugehörigen Seitenwand 3a bzw. 3b steht, insbesondere in Fällen, bei denen die 3D-Bildsensoren nicht in Ecken des Raumbereichs, sondern andernorts, insbesondere stirnseitig, etwa in oder an den Passierbeschränkungen vorgesehen sind.

Wenn somit ein Benutzer von einer Position 11a bzw. 11b aus mit der jeweiligen Be nutzerschnittstelle entlang ihrer Hauptinteraktionsrichtung 10a bzw. 10b interagiert, kann er von den 3D-Bildsensoren 8a und 8b jeweils von der Seite her entlang von de ren jeweiliger zentralen Erfassungsrichtung 9a bzw. 9b sensorisch erfasst werden, so dass sich eine zur Erkennung einer gegebenenfalls weiteren Person P2 in der Perso nenschleuse, insbesondere einer unmittelbar hinter der Person P bzw. P1 befindlichen weiteren Person P2, eine besonders günstige räumliche Konstellation ergibt, bei der aufgrund der seitlichen Sicht der 3D-Bildsensoren 8a bzw. 8b die Zuverlässigkeit der Erkennung einer solchen weiteren Person P2 erhöht ist.

Die Authentifizierungsvorrichtungen 7a und 7b sind jeweils unmittelbar oder mittelbar über eine entsprechende Stützstruktur (nicht dargestellt) an einer Fußbodenleiste 12a bzw. 12b am seitlichen Rand des Raumbereichs 2 angebracht. Optional können sie auch entlang der Fußbodenleiste verschiebbar angebracht sein. Bevorzugt sind die Authentifizierungsvorrichtungen 7a und/oder 7b bezüglich des Verlaufs der Durch gangsrichtung 6a bzw. 6b jenseits der Mitte des Raumbereichs 2 (vgl. vertikale gestri chelte Mittellinie in Fig. 3 (a)) angeordnet, wie in Fig. 3 dargestellt, sodass die zu au thentifizierende Person diese Mitte überschreiten muss, um zu der entsprechenden Durchgangsrichtung 6a bzw. 6b zugehörigen Authentifizierungsvorrichtung 7a bzw. 7b zu gelangen. Die Personenschleuse 1 kann dazu insbesondere so konfiguriert sein, dass das ent sprechende zum Zugang genutzte Türenpaar 4 bzw. 5 geschlossen wird, wenn die eingetretene Person diese Mitte passiert, was mittels der 3D-Bildsensoren 8a bzw. 8b erfasst werden kann.

Des Weiteren weist die Personenschleuse 1 ein Überwachungssystem 13 auf, welches insbesondere eine Prozessorplattform 13a mit einem oder mehreren Prozessoren so wie einen zugeordneten Speicher 13b aufweisen kann. Das Überwachungssystem 13 dient dazu, die Personenschleuse 1 zu steuern, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens zur Überwachung des Raumbereichs 2 der Personenschleuse 1 , wie etwa zur Personenvereinzelungsüberwachung bezüglich des Raumbereichs 2. Eine bei spielhafte Ausführungsform eines solchen erfindungsgemäßen Überwachungsverfah ren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. Das Verfahren kann ins besondere als computerlimitiertes Verfahren ausgebildet sein, wozu ein oder mehrere entsprechende zur Ausführung des Verfahrens auf der Prozessorplattform 13a konfigu rierte Computerprogramme im Speicher 13b des Überwachungssystems 13 abgelegt sein können, um durch die Prozessorplattform 13a zur Durchführung des Verfahrens verwendet zu werden.

Schließlich kann die Personenschleuse 1 auch noch für eine oder beide Durchgangs richtungen eine dem jeweiligen eingangsseitigen Türenpaar zugeordnete Identifizie rungsvorrichtung 14a bzw. 14b aufweisen. Sie dient dazu, dass sich eine Person P, welche die Personenschleuse durchqueren möchte, zunächst vor dem Eintritt in diese identifizieren muss, etwa mittels eines Ausweises. So kann erreicht werden, dass be reits der Raumbereich 2 nur dann durch Öffnung des jeweils eingangsseitigen Türen paars zugänglich wird, wenn eine solche Identifizierung erfolgreich verlaufen ist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass eine Identifikation der zu schleusenden Per son P selbst dann erfolgt, wenn der nachfolgende Authentifizierungsvorgang scheitert, oder aber im Falle der bereits scheiternden Identifikation, die Personenschleuse 1 erst gar nicht geöffnet wird.

Die Figuren 5A und 5B stellen zusammen ein über den Verbinder„V“ verknüpftes Flussdiagramm für ein beispielhaftes Verfahren 100 gemäß verschiedener hier mitei nander kombinierter Ausführungsformen der Erfindung dar. Das Verfahren kann insbe sondere durch das Überwachungssystem 13 der Personenschleuse 1 gemäß Fig. 3 ausgeführt werden und wird im Weiteren unter Bezugnahme auf diese beispielhafte Personenschleuse 1 erläutert. Das Verfahren geht von einem Ausgangszustand der Personenschleuse 1 aus, bei der dessen beide Türenpaare 4 und 5 geschlossen sind und sich keine Person im Raum bereich 2 der Personenschleuse 1 befindet. Zum Zwecke der Erläuterung wird im Fol genden angenommen, dass die Personenschleuse 1 in der Durchgangsrichtung 6a passiert werden soll. In der Gegenrichtung gelten die nachfolgenden Erläuterungen jedoch entsprechend.

Der Schleusungsvorgang kann dadurch beginnen, dass eine Person P, welche die Personenschleuse 1 passieren will, den Steuerungsvorgang durch eine entsprechende vorbestimmte Handlung, insbesondere im äußeren Umfeld des, auf die jeweilige Durchgangsrichtung 6a bzw. 6b bezogen, eingangsseitigen Türenpaars 4 auslöst. Bei spielsweise könnte dies dadurch geschehen, dass ein Schalter betätigt wird, oder die Person P so nah an das Türenpaar 4 von außerhalb der Personenschleuse 1 heran tritt, dass diese Annäherung durch einen Annäherungssensor der Personenschleuse 1 erkannt wird. Wenn dementsprechend das Auslösen des Schleusungsvorgangs durch die Personenschleuse 1 erkannt wird, wird dies an das Überwachungssystem 13 als entsprechende Anforderung gemeldet, die in einem Schritt 110 am Überwachungssys tem 13 empfangen wird.

In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die Personenschleuse 1 eine dem Raumbereich 2 und dem ihn begrenzenden Türenpaar 4 vorgelagerte Identifizie rungsstation 14a, beispielsweise ein Ausweisleser oder Eingabebedienfeld für eine PIN auf, an der sich die Person P zunächst, gemäß diesen Beispielen mittels eines autori sierten Ausweises oder einer PIN, identifizieren muss. Im Schritt 120 wird vom Über wachungssystem 13 diese Identifikation mittels Abgleichs der an der Identifizierungs station 14a erfassten Identifizierungsdaten mit einer Datenbank mit Autorisierungsda- ten vorgenommen. Diese können entweder konkret bestimmte Personen bzw. ihnen zugeordnete Identifizierungsdaten als „autorisiert“ oder„nicht autorisiert“ einstufen, oder allgemeiner nur bestimmte Anforderungen stellen, etwa an die Art des Ausweises (z.B. Reisepass oder Personalausweis autorisiert, Führerschein oder Schülerausweis dagegen nicht autorisiert).

Scheitert diese Identifikation (130 - nein), so wird durch das Überwachungssystem 13 im Schritt 140 der eingangsseitige Zugang durch das Türenpaar 4 verwehrt. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, dass eine entsprechende Ansteuerung zum Schlie ßen bzw. geschlossen lassen des Türenpaares 4 erfolgt, oder aber allein dadurch, dass eine entsprechende Ansteuerung Öffnung des Türenpaares 4 unterbleibt. An- dernfalls (130 - ja) wird in einem Schritt 150 der eingangsseitige Zugang zugelassen und zu diesem Zweck das Türenpaar 4 so angesteuert, dass es sich öffnet.

Nun werden in einem Schritt 160 von den 3D-Bildsensoren 8a und 8b erzeugte Sens ordaten, insbesondere Tiefenbilder, am Überwachungssystem 13 empfangen und dar- aus eine aktuelle Position der in den Raumbereich 2 der Personenschleuse 1 eingetre tenen Person P abgeleitet. Dies kann insbesondere dadurch erfolgen, dass ein maxi maler Grauwert in zumindest einen der Tiefenbilder identifiziert wird und in Abhängig keit davon eine Entfernung der Person P vom jeweiligen Bildsensor 8a bzw. 8b be stimmt wird. Mittels eines Vergleichs im Schritt 170 wird sodann festgestellt, ob die Person P ge mäß ihrer gemäß Schritt 160 bestimmten Position bereits die Mitte bzw. virtuelle Mittel linie des Raumbereichs 2 erreicht oder durchschritten hat. Ist dies nicht der Fall (170 - nein), wird zum Schritt 160 zurückgekehrt, um weiterhin anhand der Sensordaten die jeweils aktuelle Position der Person P zu verfolgen. Andernfalls (170 - ja) wird im Schritt 180 das Schließen des eingangsseitigen Türenpaars 4 durch eine entsprechen de Ansteuerung ausgelöst. Die Personenschleuse 1 ist somit nun allseitig geschlossen und die Vereinzelungsüberwachung beginnt.

Dazu werden im Schnitt 190 vom Überwachungssystem 13 Bilddaten empfangen, die von den beiden 3D-Bildsensoren 8a und 8b simultan in Form von als Grauwertbilder definierte Tiefenbilder erzeugt und geliefert werden. Vor der eigentlichen Auswertung dieser Tiefenbilder, werden sie jeweils im Schnitt 200 auf Basis eines Abgleichs mit einem jeweils dem entsprechenden 3D-Bildsensor 8a bzw. 8b zugeordneten gespei cherten Referenztiefenbild transformiert. Dieser Referenztiefenbilder wurden bei spielsweise zuvor während einer Initialisierung der Personenschleuse 1 , bei der sich kein Objekt, insbesondere keine Person, im Raumbereich 2 befand, durch den jeweili gen 3D-Bildsensor 8a bzw. 8b aufgenommen.

Im Rahmen des genannten Abgleichs können die Bildpunkte des entsprechenden Re ferenztiefenbilds R mit den entsprechenden Bildpunkten des im Schritt 190 empfange nen aktuellen Tiefenbildes B zum gleichen 3D-Bildsensor 8a bzw. 8b bezüglich ihres Bildpunktwertes (Grauwertes) verglichen werden. Insbesondere kann die Transforma tion so definiert sein, dass Bildpunkte mit den Bildpunktkoordinaten (i;j), bei denen der Bildpunktwert By des aktuellen Tiefenbilds mit dem entsprechenden Bildpunktwert Ry des entsprechenden Referenztiefenbilds zumindest innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs (erlaubte Grauwertdifferenz) übereinstimmt, im resultierenden Aus- wertetiefenbild A auf einen Extremwert, insbesondere minimalen Grauwert, z.B.„0“, gesetzt werden. Dies kann wie folgt ausgedrückt werden:

Ai _{j X} MAX (B _j , Ri _j ), wenn BKj _j > R _J J,

Ai _j = 0 sonst

Als Folge davon sind sodann die Bildbereiche im aktuellen Tiefenbild, welche ein oder mehrere im Raumbereich 2 vom entsprechenden 3D-Bildsensor 8a bzw. 8b erfasste Objekte, insbesondere eine oder mehrere Personen P bzw. P1 und P2, abbilden, ge genüber dem durch den Extremwert bestimmten Bildhintergrund abgehoben und somit anhand der entsprechenden Grauwertunterschiede besonders leicht identifizierbar, was die weitere Auswertung des Auswertetiefenbilds A erleichtert und die Auswertung insgesamt robuster macht (vgl. beispielhafte Grauwert-Tiefenbilder in Fig. 4)

Nun beginnt mit Schritt 210 die eigentliche Vereinzelungsüberwachung, bei der zu nächst für jedes der Auswertetiefenbilder A ein zugeordneter charakteristischer Tiefen- bildwert TW _a bzw. TW durch arithmetische Mittelwertbildung über sämtliche oder eine Auswahl der Bildpunktwerte (Grauwerte) des jeweiligen Tiefenbilds bestimmt wird. Op tional kann dazu eine Bildwertschwelle G _m m als zusätzlicher Filter eingesetzt werden, sodass in die Mittelwertbildung nur diejenigen Bildpunktwerte A, des Auswertebilds A einfließen, welche einen Bildpunktwert (Grauwert) A, > G _m m > 0 aufweisen. Auf diese Weise kann mittels der Bildwerkschwelle G _m m eingestellt werden, welche Bildpunkte in die weitere Auswertung einfließen. Insbesondere sind somit im vorliegenden Beispiel die dem Bildhintergrund zugeordneten Bildpunkte mit (A, = 0) von der Mittelwertbildung ausgeschlossen. Des Weiteren kann optional die zumindest eine Untermenge zusätz lich in Abhängigkeit von der jeweiligen räumlichen Lage der Bildpunkte im zugehörigen Tiefenbild bestimmt werden, so dass etwa Bildpunkte in der Nähe des Rands des Auswertebildes ausgeschlossen werden können.

Die Mittelwertbildung kann im einfachen Fall der Mittelung über sämtliche Bildpunkte wie folgt ausgedrückt werden, wobei W und H die Anzahl der Bildpunkte in den zwei lateralen Dimensionen (Breite, Länge) des jeweiligen Auswertetiefenbilds A repräsen- tieren:

Sodann werden im Schritt 220 die bestimmten Tiefenbildwert TW _a und TW zu einem Gesamtbildwert G gemäß einer vorbestimmten Kombinationsvorschrift kombiniert, die im vorliegenden Beispiel einer einfachen Addition G = TW _a + TW _b entspricht.

Auf Basis des so bestimmten Gesamtbildwerts G wird nun ein Schätzwert E für die Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich mehr als eine Person in der Personenschleuse befindet, mittels Vergleichen des Gesamtbildwerts die mit einem oder, wie im vorlie genden Beispiel, mehreren vorbestimmten Referenzgesamtbildwerten Gi, G ₂ be stimmt. Die Referenzgesamtbildwerte Gi, G ₂ können insbesondere so bestimmt sein, dass Gi eine minimale Wahrscheinlichkeit, insbesondere 0 %, und G ₂ eine maximale Wahrscheinlichkeit, insbesondere 100 %, angibt. Der Vergleich kann dann nach der folgenden Beziehung durchgeführt werden, um den Schätzwert E (in [%]) innerhalb eines Wahrscheinlichkeitsbereiches von 0 % bis 100 % zu bestimmen:

E = MIN(100, MAX(0, ((G-G ₁ )/(G ₂ - G^-100))

Dieser Schätzwert kann nun im Schritt 240 mit einem vorbestimmten Schwellwert S verglichen werden, um in Abhängigkeit vom Ergebnis dieses Vergleichs entweder fest zustellen (240 - nein), dass sich nur eine einzelne Person P in der Personenschleuse 1 befindet (250) oder aber (240 - ja), dass sich eine Mehrzahl von Personen P1 , P2 in der Personenschleuse 1 befindet (290). Im letztgenannten Fall 290 wird eine Alarmie rung, etwa an der Personenschleuse 1 zugeordnetes Wachpersonal, ausgelöst, um zu signalisieren, dass ein (verbotener) Versuch stattgefunden hat, die Personenschleuse gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Personen P1 , P2 zu passieren.

Im Fall 250 wird dagegen im Schritt 260 durch das Überwachungssystem 13 die Au- thentifizierung durch entsprechende Ansteuerung der zur Durchlassrichtung 6a gehö renden Authentifizierungsvorrichtung 8a aktiviert. Verläuft die sich anschließende Au- thentifizierung erfolgreich (270 - ja) wird der Steuerungsvorgang im Schritt 280 durch Öffnen des ausgangsseitigen Türenpaars 5 mittels einer entsprechenden Ansteuerung durch das Überwachungssystem 13 abgeschlossen.

Andernfalls (270 - nein) wird der Schritt 310 an der entsprechenden Authentifizie rungsvorrichtung 8a eine Benutzerkommunikation, insbesondere visuelle Anzeige und/oder akustische Signalisierung ausgegeben, welche die fehlgeschlagene Authenti- fizierung und somit die Verweigerung des durch die Personenschleuse 1 gesicherten Zugangs anzeigt. Zusätzlich kann eine weitere Signalisierung, etwa an Überwa chungspersonal, ausgegeben werden. Des Weiteren wird im Schritt 320 das eingangs- seitige Türenpaar 4 mittels einer entsprechenden Ansteuerung durch das Überwa chungssystem 13 geöffnet, um der Person P das Verlassen der Personenschleuse 1 zu ermöglichen.

Während vorausgehend wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde, ist zu bemerken, dass eine große Anzahl von Variationen dazu existiert. Es ist dabei auch zu beachten, dass die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen nur nichtlimitierende Beispiele darstellen, und es nicht beabsichtigt ist, dadurch den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der hier beschriebenen Vorrichtun gen und Verfahren zu beschränken. Vielmehr wird die vorausgehende Beschreibung dem Fachmann eine Anleitung zur Implementierung mindestens einer beispielhaften Ausführungsform liefern, wobei sich versteht, dass verschiedene Änderungen in der Funktionsweise und der Anordnung der in einer beispielhaften Ausführungsform be schriebenen Elemente vorgenommen werden können, ohne dass dabei von dem in den angehängten Ansprüchen jeweils festgelegten Gegenstand sowie seinen rechtli- chen Äquivalenten abgewichen wird.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Personenschleuse

2 überwachter Raumbereich innerhalb der Personenschleuse

3a, 3b Seitenwände der Personenschleuse

4 erstes, insbesondere eingangsseitiges Türenpaar

5 zweites, insbesondere ausgangsseitiges Türenpaar

6 Durchgangsrichtung im unidirektionalen Betrieb der Personenschleuse

6a, 6b Durchgangsrichtungen im bidirektionalen Betrieb der Personenschleuse 7, 7a, 7b Authentifizierungsvorrichtungen

8a, 8b 3D-Bildsensoren

9a, 9b zentrale Erfassungsrichtung des zugehörigen 3D-Bildsensors

10a, 10b Hauptinteraktionsrichtung der jeweils zugehörigen Authentifizierungsvor- richtung

11a, 11 b Position, insbesondere Standfläche, der Person P bei ihrer Authentifizie- rung

12a, 12b Fußbodenleisten

13 Überwachungssystem

13a Prozessorplattform

13b Speicher

14a, 14b Identifizierungsstationen

P, P1 , P2 Person in Personenschleuse

K Handkoffer

T Trolley, Ziehkoffer