CN104205005A - 用于过程控制的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于借助至少一个控制命令而对过程、特别是铁路运行过程进行控制的方法，以及相关的系统。为了在没有手动操作的操作元件，诸如键盘和开关的情况下实现高的操作安全性，规定：如果图像识别装置(2)识别到操作者(6)的与控制命令相对应的手势运动并且借助操作者方面的RFID发送器(5)由过程方面的RFID接收器(3)验证了操作者(6)，则产生控制命令。

Description

用于过程控制的方法和系统
技术领域
本发明涉及一种用于借助至少一个控制命令而对过程、特别是铁路运行过程进行控制的方法，以及用于控制铁路运行装置的系统。
以下的描述基本上涉及铁路运行过程的控制，但是本发明不限于该特殊的应用。而是可以考虑在不同种类的过程中的应用，例如在工业领域或用于具有任何交通工具的交通控制。
背景技术
待控制的铁路运行装置在此包括不同的装置，从车辆至控制中心。
控制命令主要借助键盘、鼠标点击或触摸屏被手动输入到操作设备中。通过位于轨道车辆的驾驶室的操作者控制的轨道车辆，必须操作为了控制而设置的例如以按钮、操作杆和开关形式的操作元件。此外，特别是从个人短途交通领域中公知的是，自动地控制轨道车辆。此外存在这样的轨道车辆，例如德国铁路的调车机车(Rangierlok)V6，其经过无线电由不是处于驾驶室而处于车辆附近的线路上或线路旁的操作人员借助操作台远程控制。
这些公知的输入方法的缺陷特别是部分极大的开销，用于确保控制命令的正确性和操作者的验证。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种用于过程控制的方法和系统，其允许高度可靠并且同时人类工程学地输入控制命令。
按照本方法，该技术问题通过如下解决，即，如果图像识别装置识别到操作者的与控制命令相对应的手势运动并且借助操作者方面的RFID发送器由过程方面的RFID接收器验证了操作者，则产生控制命令。
为了控制特别是安全相关的铁路运行装置，为了解决上述技术问题，设置以下部件：
-采集操作者的图像识别装置，
-操作者方面的RFID发送器和铁路运行装置方面的RFID接收器，以及
-与图像识别装置和RFID接收器相连的评估装置，如果图像识别装置识别到操作者的与控制命令相对应的手势运动并且RFID接收器确定操作者的验证，则其产生控制命令。
按照本发明的控制系统的一个主要优点在于，不需要操作元件，诸如必须麻烦地接线的操作杆、开关或键盘。控制中心、轨道车辆或另外的铁路运行装置可以在人体工程学上有利和简单地借助手臂运动和/或手运动被控制。附加地或替换地还可以相应地放置辅助部件，诸如具有控制命令特定的符号或条形码的指示牌。图像识别装置指向执行运动的操作者并且根据运动的方式产生特殊的输出信号，所述输出信号直接干预到待控制的过程中。由此例如可以产生用于控制轨道车辆的控制命令，而车辆司机不必位于驾驶室。从外部的控制特别是在处于停滞或故障的轨道车辆情况下是有利的。不需要车辆司机上车，所述车辆司机通常要求采取事先的安全措施，例如确保轨道车辆不溜车和关掉电源，这些措施可能是非常麻烦的。特别有利的是与该手势控制方法相关的时间益处。
为了提高控制信息的安全性，可以互相似真校验来自于不同的源的图像。图像识别装置例如可以包括摄像机，其在可见光和/或红外线和/或超声波范围中工作。
具有操作者方面的RFID发送器和过程方面的RFID接收器的RFID无线电系统同时负责防止由未经验证的操作者的滥用控制。为此操作者携带的RFID发送器发送一个标识，该标识由待控制的铁路运行装置评估并且导致通过操作者的手势运动触发的控制命令的实现或拒绝。操作者的RFID发送器例如可以以证件的形式包括在领子或在安全背心中或与移动设备例如PDA组合地被携带。
以这种方式得到对于安全性相关的铁路运行装置的简单的操作方法，其可以信号技术安全地实现，其中只有在过程方面的RFID接收器和待控制的铁路运行装置之间的接口必须信号技术安全地构造，而通过冗余的实现确保所有其他部件。
根据权利要求3，RFID接收器确定RFID发送器的位置数据，所述位置数据经过评估装置被传输到图像识别装置，以用于跟踪操作者。所述位置数据例如可以以距离和空间角度的形式被确定。由此可以利用图像识别装置采集验证后的操作者和跟踪其位置变化，即使例如多个操作者在驾驶室中或附近或在控制台停留时。此外，评估装置例如可以根据Microsoft公司的游戏主机“XboxKinect”的方式从操作者的运动中导出用于图像识别装置、例如摄像机的跟踪的控制信号。特别有利的是，通过RFID技术可以补偿视频技术的弱点，特别是关于距离确定或多人情形中的跟踪。
此外按照权利要求4，RFID发送器可以向RFID接收器发送操作者的传感器确定的数据，特别是健康数据，并且由此传输到评估装置。以这种方式例如可以实现所谓的死人功能(Totmann-Funktion)，这通过对脉搏频率、心率或类似的偶尔地、规则地或连续地传感测量和经过RFID无线电系统向待控制的过程进一步传输来实现。附加地或替换地，例如可以借助加速度传感器，必要时与视频评估结合地识别，操作者例如是否跌跤并躺在地上。然后如同在技术故障的情况下(例如连接中断)，在过程方面进行紧急断开或将铁路运行过程转换到安全状态。
按照权利要求5，RFID发送器具有急停功能，用于将铁路运行装置转换到信号技术安全的状态。由此操作者也可以自己例如在紧急情况中通过精确定义的安全状态的强制来导入控制过程的结束。为此，如果通过操作者对加速度传感器的撞击引起的强的加速度导致不平常的输出信号，则RFID发送器例如可以将加速度传感器的信号进一步传输，由此可以产生紧急断开。
附图说明
以下结合图中示出的实施例详细描述本发明。其中：
图1以轨道车辆控制为例示出了铁路运行装置的按照本发明的控制。
具体实施方式
示出了轨道车辆1，其构造为具有用于控制的技术装置。该装置包括图像识别装置2和RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)接收器3，其输出信号被传输到评估装置4。RFID接收器3与由操作者6携带的RFID发送器5一起工作。操作者6在实施例中位于轨道车辆1外部。轨道车辆1通过操作者6将以手势运动形式的控制命令经过图像识别装置2传输到评估装置4而被控制。替代操作元件，诸如键盘、操作杆或开关，评估装置4直接干预到轨道车辆1的控制过程中，例如通过作用于速度控制装置或制动装置。在实施例中操作者6已经将其双臂展开，由此图像识别装置2这样控制评估装置4，使得轨道车辆1被制动。
为了只有经授权的人才能够作为操作者6工作，操作者方面的RFID发送器5将特殊的信号经过轨道车辆方面的RFID接收器3传输到评估装置4。此外RFID无线电连接3/5还用于在轨道车辆1和操作者6之间的距离和方向识别，从而图像识别装置2指向操作者6并且在操作者6改变位置的情况下能够跟踪。在此也可以识别危险区域和/或由图像识别装置2不能照到的区域并且例如借助警报音向操作者6通知。RFID无线电连接为此可以双向地构造，即，RFID接收器3和RFID发送器5也可以作为RFID发送器/接收器构造。
除了操作者6的验证监视和图像识别装置2的跟踪之外，RFID无线电连接还可以为了传输传感地确定的操作者相关的数据，例如健康数据，以及为了实现急停功能而被使用。急停功能在此例如可以通过在危险情况中对与RFID发送器5相连的加速度传感器的撞击而被触发，由此评估装置强制信号技术安全的状态。
作为控制命令设置的操作者6的手势和运动由图像识别装置2记录并且与存储的图像比较，从而产生输出信号，所述输出信号相应于期望的控制命令并且被传输到评估装置2。
通过图像识别装置2和RFID无线电系统3/5的共同作用，以简单的方式实现控制链的信号技术安全的构造。此外通过RFID无线电系统3/5特别是关于距离和方向测量补偿了图像识别装置的缺陷。此外有利的是，不一定必须是轨道车辆1而是例如也可以是位置固定的控制中心的、待控制的铁路运行装置借助通过操作者6的手势运动产生的控制命令可以无键盘等操作元件地被控制。在按照实施例的轨道车辆1的情况下操作者6例如也可以在轨道车辆1内部打手势，其中图像识别装置2于是指向内部。

Claims (5)

1.一种用于借助至少一个控制命令而对过程、特别是铁路运行过程进行控制的方法，
其特征在于，
-如果图像识别装置(2)识别到操作者(6)的与控制命令相对应的手势运动，并且
-借助操作者方面的RFID发送器(5)由过程方面的RFID接收器(3)验证了该操作者(6)，
则产生控制命令。
2.一种用于借助至少一个控制命令而对特别是安全相关的铁路运行装置进行控制的系统，
其特征在于，具有
-采集操作者(6)的图像识别装置(2)，
-操作者方面的RFID发送器(5)和铁路运行装置方面的RFID接收器(3)以及
-与所述图像识别装置(2)和所述RFID接收器(3)相连的评估装置(4)，如果所述图像识别装置(2)识别到操作者(6)的与控制命令相对应的手势运动并且所述RFID接收器(3)确定该操作者(6)的验证，则其产生控制命令。
3.根据权利要求2所述的系统，
其特征在于，
所述RFID接收器(3)确定所述RFID发送器(5)的位置数据，所述位置数据经过所述评估装置(4)被传输到所述图像识别装置(2)，以用于跟踪操作者(6)。
4.根据权利要求2或3所述的系统，
其特征在于，
所述RFID发送器(5)能够向所述RFID接收器(3)发送操作者(6)的、传感地确定的数据，特别是健康数据。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统，
其特征在于，
所述RFID发送器(5)具有急停功能，用于将铁路运行装置转换到信号技术安全的状态。
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