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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs, auf ein Verfahren zur Geschwindigkeitssteuerung für ein Schienenfahrzeug auf entsprechende Vorrichtungen sowie auf ein entsprechendes Computerprogramm.
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Assistenzsysteme zur Unterstützung des Fahrers befinden sich im Automobilbereich seit einigen Jahren in Serie. Verschiedene Systemausprägungen sind bereits bekannt. Angefangen von Nachtsichtsystemen oder Rückfahrkameras, die ein Bild einfach nur darstellen bis hin zu SurroundView-Systemen, die das komplette 360° Umfeld des Fahrzeugs darstellen.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2008 029 112 A1 beschreibt eine Geschwindigkeitssteuerung für ein Fahrzeug.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs, ein verbessertes Verfahren zur Geschwindigkeitssteuerung für ein Schienenfahrzeug, weiterhin je eine Vorrichtung, die je eines dieser Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Assistenzsysteme können die Sicherheit von Schienenfahrzeugen erhöhen. Dabei gibt es für jeden von dem Schienenfahrzeug zu befahrenden Streckenabschnitt eine Maximalgeschwindigkeit, die sich aus der Beschaffenheit des Schienenweges oder Regularien, die beispielsweise durch entsprechende Streckensignale angezeigt werden, bestimmen lässt.
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Es wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs vorgestellt, das zumindest einen Umfeldsensor aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Einlesen einer von dem Umfeldsensor bereitgestellten Umfeldinformation;
Ermitteln einer Streckeninformation eines von dem Schienenfahrzeug zu befahrenden Streckenabschnitts unter Verwendung der Umfeldinformation; und
Bereitstellen eines die Maximalgeschwindigkeit für den Streckenabschnitt repräsentierenden Signals unter Verwendung der Streckeninformation.
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Unter einem Schienenfahrzeug kann eine Lokomotive, ein Triebzug, ein Triebwagen, ein Schienentraktor, ein Bahndienstfahrzeug wie ein Schienenbaufahrzeug, ein Zweiwegefahrzeug oder ein Schienenreinigungsfahrzeug verstanden werden. Dabei kann es sich bei einem Triebzug oder einem Triebwagen beispielsweise auch um eine Stadtbahn, eine Straßenbahn oder eine U-Bahn handeln. So kann es sich bei dem Schienenfahrzeug insbesondere um eine Straßenbahn handeln. Das Schienenfahrzeug kann auf einem Gleis aus paarweise und parallel angeordneten (beispielsweise) stählernen Schienen fahren. Dabei kann ein Gleis auch als Streckengleis, Trasse oder Eisenbahnstrecke bezeichnet werden. Ein Gleisabschnitt in Fahrtrichtung vor dem Schienenfahrzeug kann als Streckenabschnitt oder als ein von dem Schienenfahrzeug zu befahrender Streckenabschnitt bezeichnet werden. Unter der Maximalgeschwindigkeit kann eine maximal zulässige Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs oder die in einem Bogen zulässige Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs verstanden werden, bezogen auf den zu befahrenden Streckenabschnitt. Der in Fahrtrichtung vor dem Schienenfahrzeug liegende und zu befahrende Streckenabschnitt kann in eine Mehrzahl von Teilabschnitten unterteilt werden und die Schritte des Verfahrens können für je einen der Mehrzahl von Teilabschnitten durchgeführt werden. So kann die Streckeninformation, beispielsweise ein sich ändernder Parameter wie beispielsweise der Kurvenradius, in einem Teilabschnitt näherungsweise konstant sein. Beispielsweise kann der Kurvenradius oder eine andere Streckeninformation innerhalb eines Toleranzbereichs von 10% konstant in einem Teilabschnitt oder dem Streckenabschnitt sein. Die Umfeldinformation kann als ein, insbesondere digitales, Signal eingelesen werden, welches die Umfeldinformation repräsentiert oder umfasst. Vorteilhaft kann durch das die Maximalgeschwindigkeit für den Streckenabschnitt repräsentierende Signal die Sicherheit für das Schienenfahrzeug erhöht werden.
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Im Schritt des Ermittelns kann als Streckeninformation ein Kurvenradius des Streckenabschnitts und gleichzeitig oder alternativ eine Überhöhung im Bereich einer Kurve des Streckenabschnitts ermittelt werden. Unter einem Kurvenradius kann ein Bogenhalbmesser oder Kurvenhalbmesser verstanden werden. Unter dem Kurvenradius kann ein Radius eines Gleisbogens oder ein Radius der Kurve verstanden werden. Die Überhöhung ist ausgebildet, um eine ausreichende Schräglage und Haftreibung des Schienenfahrzeugs sicherzustellen. Unter einer Überhöhung kann beispielsweise ein Höhenunterschied beider Schienen eines Gleises verstanden werden, die zu einer Querneigung des Streckenabschnitts in einer Kurve zum Kurveninneren hin führt. Einer Position eines Gleises oder einem Streckenabschnitt können ein Kurvenradius und eine Überhöhung zugeordnet werden. Vorteilhaft kann ein Kurvenradius und/oder eine Überhöhung von Schienen beispielsweise unter Verwendung einer Kamera erfasst werden und daraus eine Maximalgeschwindigkeit für das Schienenfahrzeug abgeleitet werden.
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Die im Schritt des Einlesens eingelesene Umfeldinformation kann als Information eingelesen werden, die von einer monokularen Videokamera und ergänzend oder alternativ einer Stereo-Videokamera und ergänzend oder alternativ einer Radarsensorik und ergänzend oder alternativ einer Ultraschallsensorik bereitgestellt wurde. So kann die Umfeldinformation ein Kamerabild repräsentieren oder durch ein Kamerabild bereitgestellt werden. Dabei kann die Umfeldinformation ein aufbereitetes oder vorverarbeitetes Kamerabild umfassen.
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Ferner kann im Schritt des Einlesens als Umfeldinformation ein Streckensignal eingelesen werden. Dabei kann das Streckensignal eine maximal zulässige Geschwindigkeit optisch repräsentieren. Das Streckensignal kann zusätzlich oder alternativ zu dem Kurvenradius des Streckenabschnitts oder der Überhöhung im Bereich der Kurve des Streckenabschnitts als Streckeninformation ermittelt werden. Unter einem Streckensignal kann ein Verkehrszeichen verstanden werden, an dem eine Information optisch und/oder elektronisch erfassbar aufgezeichnet ist. Unter einem Streckensignal kann ein Eisenbahnsignal verstanden werden. Die maximale Geschwindigkeit auf dem von dem Schienenfahrzeug zu befahrenden Streckenabschnitt kann über ein Streckensignal angezeigt werden. Bei dem Streckensignal kann es sich beispielsweise um ein G-Signal oder ein W-Signal handeln, insbesondere, wenn es sich bei dem Schienenfahrzeug um eine Straßenbahn handelt. Ein Streckensignal kann als optisches, akustisches oder elektronisches Signal Informationen beispielsweise in Form von Signalbegriffen oder Signalcodes bereitstellen. Ein Streckensignal kann eine zulässige Höchstgeschwindigkeit oder Maximalgeschwindigkeit signalisieren.
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Im Schritt des Bereitstellens kann als Maximalgeschwindigkeit unter Verwendung der Streckeninformation ein Minimum einer Mehrzahl von Geschwindigkeiten bestimmt werden. So können im Schritt des Ermittelns als Streckeninformation zumindest ein Kurvenradius und ein Streckensignal ermittelt werden. Im Schritt des Bereitstellens kann eine erste Höchstgeschwindigkeit unter Verwendung der den Kurvenradius repräsentierenden Streckeninformation und eine zweite Höchstgeschwindigkeit unter Verwendung des Streckensignals bestimmt werden und als Maximalgeschwindigkeit ein Minimum der ersten Höchstgeschwindigkeit und der zweiten Höchstgeschwindigkeit bereitgestellt werden. So kann eine erste Höchstgeschwindigkeit unter Verwendung des Kurvenradius oder unter Verwendung des Kurvenradius und der Überhöhung bestimmt werden. Eine zweite Höchstgeschwindigkeit kann beispielsweise unter Verwendung des Streckensignals oder der durch das Streckensignal repräsentierten Maximalgeschwindigkeit bestimmt werden. Im Schritt des Bereitstellens kann als Maximalgeschwindigkeit ein kleinerer Wert von erster Höchstgeschwindigkeit und zweiter Höchstgeschwindigkeit bereitgestellt werden. Vorteilhaft kann die Maximalgeschwindigkeit über zumindest zwei Wege ermittelt werden und aus Sicherheitsgründen ein derjenige Wert als bestimmter Maximalgeschwindigkeit gewählt werden, welcher eine niedrigere Maximalgeschwindigkeit repräsentiert.
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Ferner kann im Schritt Ermittelns als Streckeninformation ein Kurvenradius eines von dem Schienenfahrzeug zu befahrenden Streckenabschnitts und eine Überhöhung im Bereich einer Kurve des Streckenabschnitts ermittelt werden. Im Schritt des Bereitstellens kann die Maximalgeschwindigkeit unter Verwendung der Formel
bestimmt werden. Dabei repräsentiert V
max die Maximalgeschwindigkeit in Kilometern pro Stunde [km/h], R den Kurvenradius in Metern [m] und ü die Überhöhung in Millimetern [mm], wobei die verwendeten Variablen dimensionslos in der Formel verwendet werden. Dabei kann die mathematische Formel an gesetzliche Vorgaben wie beispielsweise eine entsprechend gültige Bahnbetriebsordnung in einem bestimmten Staat, angepasst werden.
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Es wird ein Verfahren zur Geschwindigkeitssteuerung für ein Schienenfahrzeug vorgestellt, das zumindest einen Umfeldsensor aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Ausführen der Schritte einer Ausführungsform eines hier beschriebenen Verfahrens zum Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit für ein Schienenfahrzeug;
Einlesen eines eine aktuelle Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs repräsentierenden Geschwindigkeitssignals; und
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Bereitstellen eines Geschwindigkeitssteuersignals unter Verwendung des Geschwindigkeitssignals und des die Maximalgeschwindigkeit für den vorausliegenden Streckenabschnitt repräsentierenden Signals um die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zur steuern.
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So kann eine Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs durch die bestimmte Maximalgeschwindigkeit begrenzt werden. Alternativ kann mit einem Tempomat oder einer Geschwindigkeitsregelanlage die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs an die Maximalgeschwindigkeit angepasst werden.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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4 Geschwindigkeitssignale für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 100 zum Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit Vmax eines Schienenfahrzeugs 102 ist in dem Schienenfahrzeug 102 angeordnet. Das Schienenfahrzeug 102 weist neben der Vorrichtung 100 einen Umfeldsensor 104 und eine Vorrichtung 106 zur Geschwindigkeitssteuerung für ein Schienenfahrzeug 102 auf. Bei dem Schienenfahrzeug 102 kann es sich in einem Ausführungsbeispiel um eine Straßenbahn handeln.
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Der Umfeldsensor 104 ist ausgebildet, eine Umfeldinformation 108 bereitzustellen. Die Vorrichtung 100 ist ausgebildet, die Umfeldinformation 108 einzulesen, eine Streckeninformation 110 zu ermitteln und ein die Maximalgeschwindigkeit Vmax repräsentierendes Signal 112 bereitzustellen. Die Vorrichtung 100 weist eine Schnittstelle 114 zum Einlesen der von dem Umfeldsensor 104 bereitgestellten Umfeldinformation 108, eine Einrichtung 116 zum Ermitteln der Streckeninformation 110 eines von dem Schienenfahrzeug 102 zu befahrenden Streckenabschnitts 118 sowie eine Schnittstelle 120 zum Bereitstellen des die Maximalgeschwindigkeit Vmax für den Streckenabschnitt 118 repräsentierenden Signals 112. Die Schnittstelle 114 ist auf der einen Seite mit dem Umfeldsensor 104 verbunden, auf der anderen Seite mit der Einrichtung 116 zum Ermitteln der Streckeninformation 110. Die Streckeninformation 110 wird von der Einrichtung 116 zum Ermitteln an die Schnittstelle 120 zum Bereitstellen bereitgestellt. Dabei ist die Einrichtung 116 zum Ermitteln ausgebildet, die Streckeninformation 110 unter Verwendung der Umfeldinformation 108 zu ermitteln. Die Schnittstelle 120 zum Bereitstellen ist ausgebildet, das die Maximalgeschwindigkeit Vmax repräsentierende Signal 112 unter Verwendung der Streckeninformation 110 zu bestimmen und bereitzustellen.
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In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung 100 zum Bestimmen der Maximalgeschwindigkeit Vmax ein Teil der Vorrichtung 106 zur Geschwindigkeitssteuerung für das Schienenfahrzeug 102. Die Vorrichtung 106 weist weiterhin eine Schnittstelle 122 zum Einlesen eines eine aktuelle Geschwindigkeit Vakt des Schienenfahrzeugs 102 repräsentierenden Geschwindigkeitssignals 124 sowie eine Einrichtung 126 zum Bereitstellen eines Geschwindigkeitssteuersignals 128 auf. Die Einrichtung 126 zum Bereitstellen ist ausgebildet, das Geschwindigkeitssignal 124 und das die Maximalgeschwindigkeit Vmax repräsentierende Signal 112 einzulesen und ist mit den entsprechenden Schnittstellen 120, 124 verbunden. Dabei ist die Einrichtung 126 zum Bereitstellen des Geschwindigkeitssteuersignals 128 ausgebildet, das Geschwindigkeitssteuersignal 128 unter Verwendung des Geschwindigkeitssignals 124 und des die Maximalgeschwindigkeit Vmax für den vorausliegenden Streckenabschnitt 118 repräsentierenden Signals 112 zu bestimmen und bereitzustellen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Schienenfahrzeug 102 ein Steuergerät 130 auf, welches das Geschwindigkeitssignal 124 bereitstellt und das Geschwindigkeitssteuersignal 128 einliest und verarbeitet. Das Steuergerät 130 ist mit einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung des Schienenfahrzeugs 102 verbunden und stellt der Antriebseinrichtung das Geschwindigkeitssteuersignal 128 oder ein ansprechend auf das Geschwindigkeitssteuersignal 128 bestimmtes Steuersignal bereit.
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Der Umfeldsensor 104 ist ausgebildet, den von dem Schienenfahrzeug 102 zu befahrenden Streckenabschnitt 118 zu erfassen und als Umfeldinformation 108 bereitzustellen. Je nach Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Umfeldsensor 104 um eine monokulare Videokamera, eine Stereo-Videokamera, eine Radarsensorik oder einer Ultraschallsensorik. Wenn es sich bei dem Umfeldsensor 104 um eine Videokamera handelt, kann diese entweder ein mono-chromatisches Bild oder ein farbiges Bild als Abbild des Streckenabschnitts 118 bzw. als Umfeldinformation 108 bereitstellen. So schafft die Vorrichtung 100 in diesem Fall eine videobasierte automatische Geschwindigkeitsbeschränkung für Schienenfahrzeuge 102. Je nach befahrenem Streckenabschnitt 118 umfasst die Umfeldinformation 108 ein Abbild eines Gleises 132 mit geraden Abschnitten 133 und gleichzeitig oder alternativ mit gebogenen Abschnitten 134 des Gleises 132 und gleichzeitig oder alternativ ein Abbild eines Streckensignals 136 oder Verkehrszeichens 136. Bei einem gebogenen Abschnitt 134 kann es sich um einen Abschnitt mit einem konstanten Radius R oder um einen Übergangsbogen handeln. Bei einem gebogenen Abschnitt 134 kann es sich um einen Teilabschnitt mit einem konstanten Radius R und einen weiteren Teilabschnitt als Übergangsbogen handeln. Ein Übergangsbogen verbindet beispielsweise einen geraden Abschnitt 133 mit einem gebogenen Abschnitt 134 mit einem konstanten Radius R in Form einer Klothoide. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Gleiskörper 132 im Bereich des gebogenen Abschnitts 134 mit dem Radius R eine Überhöhung ü auf. Die Überhöhung ü bezeichnet hierbei einen Höhenunterschied zwischen den parallel angeordneten Schienen.
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Das in 1 dargestellte Streckensignal 136 steht repräsentativ für ein Eisenbahnsignal. Insbesondere signalisiert das hier repräsentativ dargestellte Streckensignal 136 eine Fahrerlaubnis oder eine zulässige Höchstgeschwindigkeit beispielsweise in Form eines Geschwindigkeitsanzeigers oder eines Langsamfahrsignals. Dabei kann es sich bei dem Streckensignal 136 um ein nicht-schaltbares, schaltbares oder beliebig programmierbares Streckensignal 136 handeln, welches eine maximal zulässige Geschwindigkeit optisch repräsentiert.
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Die Einrichtung 116 zum Ermitteln ist ausgebildet, die Streckeninformation 110 zu ermitteln. Hierzu wird die Umfeldinformation 108 ausgewertet. Aus einem Abbild des Gleises 132 wird ein gebogener Abschnitt 134 bestimmt und ein Kurvenradius R für den gebogenen Abschnitt 134 ermittelt und als Streckeninformation 110 bereitgestellt. In einem optionalen Ausführungsbeispiel wird eine dem gebogenen Abschnitt 134 zugeordnete Überhöhung ü ermittelt und zusätzlich zu dem Kurvenradius R als Streckeninformation 110 bereitgestellt. Aus einem Abbild des Streckensignals 136 wird in einem Ausführungsbeispiel eine durch das Streckensignal 136 bestimmte Höchstgeschwindigkeit ermittelt und zusätzlich als Streckeninformation bereitgestellt.
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In einem, nicht explizit dargestellten, besonderen Ausführungsbeispiel werden für einen ersten gebogenen Abschnitt 134 ein erster Kurvenradius R und eine erste Überhöhung ü sowie für einen zweiten gebogenen Abschnitt 134 ein zweiter Kurvenradius R und eine zweite Überhöhung ü bestimmt. In dem besonderen Ausführungsbeispiel werden in der Einrichtung 120 zum Bereitstellen sowohl für den ersten gebogenen Abschnitt 134 eine erste Höchstgeschwindigkeit als auch für den zweiten gebogenen Abschnitt 134 eine zweite Höchstgeschwindigkeit bestimmt und als Maximalgeschwindigkeit Vmax ein Minimum aus erster Höchstgeschwindigkeit und zweiter Höchstgeschwindigkeiten bereitgestellt. Optional wird dies erweitert durch eine durch das Streckensignal 136 bestimmte dritte Höchstgeschwindigkeit, wobei als Maximalgeschwindigkeit Vmax ein Minimum aus erster Höchstgeschwindigkeit, zweiter Höchstgeschwindigkeit und dritter Höchstgeschwindigkeit oder alternativ aus erster Höchstgeschwindigkeit und zweiter Höchstgeschwindigkeit bestimmt wird.
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Ein Aspekt der Vorrichtung 100 besteht darin, mit einem Sensorsystem 104, beispielsweise bestehend aus mindestens einer Kamera, die geschwindigkeitsbegrenzenden Signale 136 zu klassifizieren und mithilfe einer Schienendetektion den Kurvenradius R zu bestimmen und hieraus eine Maximalgeschwindigkeit Vmax abzuleiten. Fährt das Schienenfahrzeug 102 (beispielsweise eine Straßenbahn) schneller als erlaubt, wird die Geschwindigkeit Vakt auf Maximalgeschwindigkeit Vmax reduziert, beziehungsweise beim unerlaubten Beschleunigen gedrosselt.
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Vorteilhaft kann ein Fehlverhalten wegen einer überhöhten Geschwindigkeit und daraus resultierender Unfälle mit teilweise schweren Folgeschäden wegen überhöhter Geschwindigkeit durch die Vorrichtung 100 vermieden oder abgeschwächt werden. Die Vorrichtung 106 kann aufgrund von Schildern im Vorfeld oder in der Kurve aufgrund des erkannten Kurvenradius R die Geschwindigkeit Vakt regeln beziehungsweise ein entsprechendes Regelsignal bereitstellen und somit einen Unfall vermeiden oder abschwächen.
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In dem in
1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Front des Schienenfahrzeuges
102 mindestens eine Kamera
104 als Umfeldsensor
104 angebracht, mit der Signale
136 und Schienen
132 erkannt werden können. Für die Erkennung der Signale
136 wird im Videobild eine Klassifikation durchgeführt. Diese Klassifikation kann mit Algorithmen aus der Mustererkennung durchgeführt werden, wie sie beispielsweise aus der Automotiv-Verkehrszeichenerkennung oder Gesichtserkennungs-Software bekannt sind. Beispiele hierfür sind neuronale Netze oder Viola-Jones-Verfahren. Hierbei wird bestimmt, um welches Signal
136 es sich handelt und ob es die Geschwindigkeit begrenzt. Begrenzt das Signal
136 die Geschwindigkeit, so wird diese Maximalgeschwindigkeit V
max an nachfolgende Schritte beziehungsweise Einrichtungen weitergeleitet. Die Kamera
104 kann auch für eine Schienenerkennung verwendet werden. Hierbei werden, beispielsweise mit Methoden der Bildverarbeitung, wie einer Kantendetektion die Schienen
132 erkannt und geometrisch vermessen. Durch die Vermessung kann jetzt der Kurvenradius R bestimmt werden. Der Kurvenradius R bestimmt die Maximalgeschwindigkeit V
max entsprechend der in der Online-Enzyklopädie Wikipedia dargestellten Formel für die Maximalgeschwindigkeit V
max in Abhängigkeit des Kurvenradius R:
mit Geschwindigkeit V
max in km/h, Bogenhalbmesser R in m und Überhöhung ü in mm. Es wird jetzt das Minimum aus der unter Verwendung des Kurvenradius R bestimmten Maximalgeschwindigkeit und der unter Verwendung der Signalerkennung bestimmten Maximalgeschwindigkeit ermittelt und als Maximalgeschwindigkeit für das System festgelegt. So wird unter Verwendung des Kurvenradius R als Streckeninformation
110 eine Höchstgeschwindigkeit ermittelt und unter Verwendung des Streckensignals als Streckeninformation
110 eine weitere Höchstgeschwindigkeit ermittelt und ein Minimum der unter Verwendung des Kurvenradius R ermittelten Höchstgeschwindigkeit und der unter Verwendung des Streckensignals
136 ermittelten weiteren Höchstgeschwindigkeit bestimmt und das so bestimmte Minimum der Höchstgeschwindigkeiten als Maximalgeschwindigkeit V
max bereitgestellt. Die Festlegung einer Maximalgeschwindigkeit V
max passiert kontinuierlich. Werden keine begrenzenden Faktoren erkannt, so wird die Maximalgeschwindigkeit V
max aus der Umgebung des Schienenfahrzeugs
102 abgeleitet, wie beispielsweise Maximalgeschwindigkeit für U-Bahnen im Tunnel oder im Straßenverkehr. Die so ermittelte Maximalgeschwindigkeit V
max wird jetzt mit der aktuellen Geschwindigkeit V
akt verglichen. Fährt das Schienenfahrzeug
102 langsamer und will beschleunigen, so wird eine Beschleunigung schneller als die Maximalgeschwindigkeit V
max unterbunden. Ist das Schienenfahrzeug
102 schneller als der Maximalwert V
max, so wird auf den Maximalwert V
max abgebremst oder der Fahrer auf die Situation aufmerksam gemacht.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 250 zum Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Schienenfahrzeug kann es sich um ein Ausführungsbeispiel eines in 1 gezeigten Schienenfahrzeugs 102 handeln. Das Verfahren 250 umfasst einen Schritt 252 des Einlesens einer von einem Umfeldsensor bereitgestellten Umfeldinformation, einen Schritt 254 des Ermittelns einer Streckeninformation eines von dem Schienenfahrzeug befahrenen Streckenabschnitts unter Verwendung der Umfeldinformation sowie einen Schritt 256 des Bereitstellens eines die Maximalgeschwindigkeit für den Streckenabschnitt repräsentierenden Signals unter Verwendung der Streckeninformation. Eine Variante der Schritte des Verfahrens 250 kann auf der in 1 beschriebenen Vorrichtung 100 zum Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit für ein Schienenfahrzeug und den Einrichtungen der Vorrichtung 100 ausgeführt werden.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 360 zur Geschwindigkeitssteuerung für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Schienenfahrzeug kann es sich um ein Ausführungsbeispiel eines in 1 gezeigten Schienenfahrzeugs 102 handeln. Das Verfahren 360 umfasst einen Schritt 362 des Ausführens der Schritte eines Verfahrens zum Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit für das Schienenfahrzeug, einen Schritt 364 des Einlesens eines eine aktuelle Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs repräsentierenden Geschwindigkeitssignals sowie einen Schritt 366 des Bereitstellens eines Geschwindigkeitssteuersignals. Bei dem Verfahren zum Bestimmen einer Maximalgeschwindigkeit für das Schienenfahrzeug kann es sich um das in 2 beschriebenen Verfahren 250 handeln. So weist das Verfahren 250 einen Schritt des Einlesens einer Umfeldinformation, einen Schritt des Ermittelns einer Streckeninformation sowie einen Schritt des Bereitstellens eines die Maximalgeschwindigkeit für den Streckenabschnitt repräsentierenden Signals auf. Im Schritt 366 des Bereitstellens des Geschwindigkeitssteuersignals kann das Geschwindigkeitssteuersignal unter Verwendung des Geschwindigkeitssignals und des die Maximalgeschwindigkeit für den von dem Schienenfahrzeug zu befahrenden Streckenabschnitt repräsentierenden Signals bestimmt und bereitgestellt werden.
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4 zeigt Geschwindigkeitssignale 470, 472, 474, 476, 478, 480 für ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Schienenfahrzeug kann es sich um ein Ausführungsbeispiel eines in 1 gezeigten Schienenfahrzeugs 102 handeln. Insbesondere kann es sich bei dem Schienenfahrzeug um eine Straßenbahn handeln. Bei den Geschwindigkeitssignalen 470, 472, 474, 476, 478, 480 handelt es sich um Ausführungsbeispiele von Streckensignalen, insbesondere um Streckensignale für eine Straßenbahn. Somit handelt es sich bei den in 4 dargestellten Geschwindigkeitssignalen 470, 472, 474, 476, 478, 480 um Ausführungsbeispiele eines in 1 dargestellten Streckensignals 136. Die dargestellten Geschwindigkeitssignale 470, 472, 474, 476, 478, 480 sind dabei einzeln zu betrachten und sind hier nur der Übersichtlichkeit halber in zwei Zeilen zu je drei Symbolen angeordnet. Ein erstes Geschwindigkeitssignal 470 repräsentiert eine Ankündigung einer Geschwindigkeitsbegrenzung. Das erste Geschwindigkeitssignal 470 stellt ein auf dem Kopf stehendes gelbes Dreieck mit weißem Rand dar, auf welchem eine Ziffer drei in schwarzer Schrift dargestellt ist. Die Zahl ist mit dem Wert zehn zu multiplizieren, um eine Geschwindigkeit in Stundenkilometern zu bekommen. So repräsentiert das erste Geschwindigkeitssignal 470 eine Ankündigung einer Geschwindigkeitsbegrenzung auf 30 km/h. Das zweite Geschwindigkeitssignal 472 zeigt ein gelbes Rechteck mit einem weißen Rand mit einer schwarzen Zahl und repräsentiert einen Beginn einer Geschwindigkeitsbegrenzung, in diesem Fall einer Geschwindigkeitsbegrenzung auf 20 km/h. Das dritte Geschwindigkeitssignal 474 repräsentiert ein Ende einer Geschwindigkeitsbegrenzung. Das dritte Geschwindigkeitssignal 474 zeigt ein schwarzes E auf weißem Untergrund. Die in einer zweiten Zeile dargestellten Geschwindigkeitssignale 476, 478, 480 zeigen Geschwindigkeitssignale im Zusammenhang mit einer Weiche. So zeigt das vierte Geschwindigkeitssignal 476 einen nach oben weisenden roten Pfeil auf schwarzem Hintergrund, der eine Weiche ankündigt, die für eine Fahrt geradeaus mit höchstens 15 km/h freigegeben ist. Das fünfte Geschwindigkeitssignal 478 zeigt einen nach rechts weisenden weißen Pfeil auf schwarzem Hintergrund, welcher auf eine Weiche hinweist, die für eine Fahrt nach rechts mit höchstens 15 km/h eingestellt ist. Das sechste Geschwindigkeitssignal 480 zeigt einen nach links weisenden weißen Pfeil auf schwarzem Hintergrund, welcher auf eine Weiche hinweist, die für eine Fahrt nach links mit höchstens 15 km/h eingestellt ist. Bei den in 4 gezeigten Streckensignalen handelt es sich um Ausführungsbeispiele von in Deutschland üblichen Straßenbahnsignalen entsprechend der Straßenbahn-Bau- und Betriebsordnung (BOStrab).
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden.
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Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008029112 A1 [0003]
