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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Überwachung
eines Umgebungsbereiches eines Fahrzeuges, bei denen mit einer Kameraeinrichtung
Bilddaten erfasst und weiterverarbeitet werden, wobei eine Ausgabeeinrichtung
für den
Fahrer des Fahrzeuges vorgesehen ist. Die Vorrichtung und das Verfahren
sind insbesondere für Fahrzeuge
des öffentlichen
Personennahverkehrs geeignet, beispielsweise Omnibusse, Züge oder Straßenbahnen,
es bestehen jedoch auch Möglichkeiten
des Einsatzes bei privat betriebenen Bussen oder anderen Fahrzeugen,
bei denen Einstiegs- und Ausstiegsbereiche vorhanden sind. Grundsätzlich können sowohl
die Vorrichtung als auch das Verfahren auch bei anderen schienengebundenen
Fahrzeugen als bei Straßenbahnen
eingesetzt werden, beispielsweise bei Zügen.
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Aus
dem Stand der Technik sind Fahrzeugspiegel mit einem Gehäuse und
einem Spiegelkörper bekannt,
der sich über
eine Spiegelfläche
erstreckt. Solche Spiegel dienen dazu, dem Fahrer einen Blick in
solche Bereiche der Umgebung des Fahrzeuges zu gestatten, die ansonsten
nicht vollständig
einsehbar wären.
Weiterhin ist es bekannt, seitlich des Spiegelglases am Gehäuse z. B.
eines Außenrückspiegels
eine Kamera anzubringen, die ein Sichtfeld hat, das von dem Spiegel
nicht abgedeckt wird. Das Bild der Kamera kann auf ein Anzeigegerät übertragen werden,
so dass der Fahrer die Möglichkeit
hat, rückwärtige Geschehnisse
auf einem Monitor zu erfassen, ohne den Kopf drehen zu müssen.
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Insbesondere
bei Fahrzeugen, die zum Personentransport eingesetzt werden, ist
es schwierig, den gesamten Bereich seitlich neben dem Fahrzeug zu
beobachten und zu entscheiden, ob sich Personen in der unmittelbaren
Nähe des
Fahrzeuges befinden und gegebenenfalls ein- bzw. aussteigen wollen. Ebenfalls
können
Sichtbereiche einer am Rückspiegel
angebrachten Kamera durch Personen oder Gegenstände verdeckt sein, so dass
insbesondere bei langen Fahrzeugen nicht der gesamte seitliche Bereich überblickt
werden kann. Insbesondere beim Ein- und Aussteigen an Haltestellen,
beispielsweise Bus- oder Straßenbahnhaltestellen,
kann es aufgrund der Vielzahl der sich dort befindlichen Personen
zu Beurteilungsschwierigkeiten kommen.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren
bereitzustellen, mit dem die Aufgabe des Fahrzeugführers erleichtert und
die Sicherheit der Fahrzeugnutzer erhöht werden.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruches
und ein Verfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs
gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den jeweils
abhängigen
Unteransprüchen
aufgeführt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Überwachung
eines Umgebungsbereiches eines Fahrzeuges mit zumindest einer Kameraeinrichtung
sieht vor, dass die Kameraeinrichtung so ausgerichtet ist, dass
sie einen Ein- und/oder Ausstiegsbereich des Fahrzeuges erfasst
und mit einer Signalverarbeitungseinrichtung gekoppelt ist, in der
eine Objekterkennung auf der Grundlage der Kameradaten durchgeführt und
ein Warnsignal und/oder ein Sperrsignal ausgegeben wird, wenn sich
ein Objekt innerhalb eines festgelegten Bereiches des Kamerabildausschnittes
befindet.
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Bevorzugt
ist die Kamera als eine Digitalkamera ausgebildet, um eine leichte
Objekterkennung anhand der digital vorliegenden Kameradaten vornehmen
zu können.
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Sofern
ein Warnsignal ausgegeben wird, ist dieses bevorzugt akustisch und/oder optisch,
um dem Fahrzeugführer,
beispielsweise einem Straßenbahnschaffner,
anzuzeigen, dass sich noch Personen in einem Gefährdungsbereich in oder neben
dem Fahrzeug aufhalten.
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Das
Sperrsignal kann mit einer Schaltung gekoppelt sein, über die
ein Schließen
einer Fahrzeugtür
und/oder das Anfahren des Fahrzeuges verhindert werden. Werden Personen
oder Objekte innerhalb eines festgelegten Bereiches in oder neben dem
Fahrzeug detektiert, kann neben einer reinen Warnfunktion auch ein
automatisches Sperrsignal an eine Türschließeinrichtung oder an die Motorsteuerung
gesendet werden, wodurch verhindert wird, dass das Fahrzeug anfährt bzw.
die Türen
schließen.
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Der
Ein- und/oder Ausstiegsbereich kann neben dem Fahrzeug festgelegt
sein. Bevorzugt ist vorgesehen, dass der unmittelbare Nahbereich
neben dem Fahrzeug im Bereich der Einstiegstüren und Ausstiegstüren überwacht
wird. Grundsätzlich
ist jedoch auch möglich,
dass die Bereiche in unmittelbarer Nähe neben dem gesamten Fahrzeug
durch die Kameraeinrichtung erfasst werden. Gegebenenfalls ist es
notwendig, mehrere Kameraeinrichtungen entlang des Fahrzeuges anzuordnen,
um eine vollständige Überwachung
der jeweiligen Fahrzeuglängsseite
vornehmen zu können.
Grundsätzlich
ist es auch möglich,
im Front- und Heckbereich des Fahrzeuges eine entsprechende Vorrichtung
vorzusehen. Durch die Überwachung
des Außenbereiches
ist es auch möglich,
das Schließen
der Türen
zu verhindern Der Fahrer kann bei einem entsprechenden Warnsignal darauf
verzichten, die Türen
zu schließen
oder anzufahren, wenn eine Person gerade einsteigen möchte oder
sich in unmittelbarer Nähe
des Fahrzeuges, z. B. zwischen dem Fahrzeug und einer Sicherheitslinie an
einer Haltestelle, befindet.
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Die
Kameraeinrichtung oder die Kameraeinrichtungen können über Kabel oder eine Funkstrecke mit
der Signalverarbeitungseinrichtung verbunden sein, in der dann die
Bildauswertung erfolgt.
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Das
Kamerabild oder der Kamerabildausschnitt, das oder der in der Signalverarbeitungseinrichtung
ausgewertet wird, kann in mehrere Bereiche unterteilt sein, denen
ein unterschiedliches Ausgabesignal zugeordnet ist, wenn ein Objekt
innerhalb des jeweiligen Bereiches erkannt wird. Wird ein Objekt
in einem unmittelbaren Nahbereich des Fahrzeuges erkannt, kann ein
Warnsignal ausgegeben werden, bzw. ein Freigabesignal, wenn sich
kein Objekt in diesem Bereich befindet. Ist ein Objekt in einem
weiter entfernten Bereich erkannt, kann dies ein Anwesenheitssignal
auslösen,
eine Sperrung des Fahrzeuges oder ein Verhindern des Schließens der
Türen erfolgt jedoch
nicht.
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Eine
Ausgabeeinrichtung für
das Warn- und/oder Sperrsignal oder ein Freigabesignal kann vorgesehen
sein, um dem Fahrer des Fahrzeuges die Information über das
ausgewertete Kamerasignal zu übermitteln.
Gleichzeitig kann dem Fahrer angezeigt werden, ob er die Türen schließen und
anfahren kann oder ob er weiterhin warten muss. Die Ausgabeeinrichtung
kann als Bildschirm, akustischer Signalgeber, optischer Signalgeber
oder taktiler Signalgeber ausgebildet sein oder eine Kombination
davon darstellen. In der Ausgabeeinrichtung wird entweder ein ausgewertetes
Bild dargestellt oder lediglich ein Warnsignal oder Sperrsignal
abgegeben, das den Fahrzeugführer
darauf hinweist, dass sich noch eine Person oder ein Objekt im unmittelbaren
Nahbereich des Einstiegs und/oder des Ausstiegs befindet. Dadurch
wird der Fahrer wesentlich entlastet.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug zum Personentransport mit einer
vorstehend beschriebenen Vorrichtung, wobei das Fahrzeug als ein
schienengebundenes Fahrzeug oder als Bus ausgebildet sein kann.
Es können
mehrere Kameraeinrichtungen entlang des Fahrzeuges angeordnet sein,
um das gesamte Fahrzeug mit den Einstiegs- und Ausstiegsbereichen
erfassen zu können.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Überwachung
eines Umgebungsbereiches eines Fahrzeuges, bei dem Bilddaten mit
einer Kameraeinrichtung erfasst und weiterverarbeitet werden, sieht
vor, dass die Bilddaten einer Signalverarbeitungseinrichtung zugeführt werden,
in der eine Objekterkennung auf der Grundlage der aufgenommenen
Bilddaten durchgeführt
wird. Es wird zumindest ein Bereich des Kamerabildausschnittes festgelegt
und ein Warnsignal und/oder Sperrsignal ausgegeben, wenn ein Objekt
innerhalb des festgelegten Bereiches des Kamerabildausschnittes
erkannt wird. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Zügen, Straßenbahnen oder
Bussen ist es für
den Fahrer notwendig, in den Rückspiegel
zu schauen oder ein Kamerabild zu deuten, bevor er die Tür oder die
Türen schließt oder
anfährt.
Der Fahrer muss dabei durch Auswertung von Bildmaterial beurteilen,
ob Personen einsteigen, aussteigen oder sich in einen unmittelbaren
Gefährdungsbereich
neben dem Fahrzeug befinden. Erst wenn dies nicht der Fall ist,
sollten die Türen
geschlossen und das Fahrzeug angefahren werden. Bei sehr langen
Fahrzeugen, z. B. Zügen,
oder bei unübersichtlichen
Haltestellen ist es schwierig, die Übersicht zu behalten. Insbesondere
in Stoßzeiten, beispielsweise
während
des Berufsverkehrs, besteht ein erheblicher Zeitdruck, dass die
Fahrzeuge pünktlich
die Haltestelle verlassen. Um die Beurteilung zu erleichtern oder
zu automatisieren, werden die Bilddaten über eine Signalverarbeitungseinrichtung
dahingehend ausgewertet, dass erkannt wird, ob sich innerhalb eines
sicherheitskritischen Bereiches Objekte, insbesondere Personen,
befinden. Es werden bei der Erkennung von Objekten automatisch ein Warnsignal
oder ein Sperrsignal ausgegeben, über das der Fahrzeugführer informiert
wird, dass sich Objekte oder Personen zu nahe am Fahrzeug aufhalten. Alternativ
oder ergänzend
kann das Anfahren des Fahrzeuges oder ein Schließen der Türen verhindert werden.
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Bevorzugt
wird die Kameraeinrichtung auf einen Ein- und/oder Ausstiegsbereich
des Fahrzeuges ausgerichtet, da hier die größte Wahrscheinlichkeit besteht,
dass sich Personen nahe an dem Fahrzeug aufhalten, nämlich um
ein- und/oder auszusteigen. Selbstverständlich ist es vorgesehen, dass
eine Auswertung auch über
den gesamten Fahrzeuglängsbereich
und auch im Front- und/oder Heckbereich erfolgen kann.
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In
dem Bildausschnitt des über
die Kameraeinrichtung erfassten Bildes können z. B. zwei Bereiche festgelegt
werden, nämlich
ein erster Bereich in unmittelbarer Nähe zum Fahrzeug, der der Warn- und/oder
Sperrsignalausgabe zugeordnet wird, während ein zweiter, jenseits
des ersten Bereichs liegender Bereich als eine reine Bilddatei wiedergegeben wird.
Auch der erste Bereich kann als Bilddatei wiedergegeben werden,
ist jedoch mit dem Warnsignal und/oder Sperrsignal gekoppelt, während der
jenseits des ersten Bereiches, also außerhalb des Fahrzeugs weiter
von dem Fahrzeug entfernt liegende zweite Bereich nicht mit einem
entsprechenden Warnsignal und/oder Sperrsignal hinterlegt ist, wenn dort
Objekte erkannt werden.
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Neben
einem Warnsignal ist es auch möglich,
dass bei Nichterkennung eines Objektes in dem festgelegten Bereich
ein Freigabesignal ausgegeben wird, das dem Fahrzeugfahrer anzeigt,
dass er die Türen
schließen
und/oder mit dem Fahrzeug losfahren kann.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der beigefügten
Figuren näher erläutert. Es
zeigen:
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1 – eine schematische
Darstellung eines Fahrzeuges;
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2 – eine schematische
Darstellung der Überwachungsbereiche;
sowie
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3a–3c – verschiedene
Situationen im Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In
der 1 ist in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1,
beispielsweise ein Zug, eine Straßenbahn oder ein Bus dargestellt,
der mit mehreren Kameraeinrichtungen 2 ausgerüstet ist.
Die Kameraeinrichtungen 2 befinden sich an einer Seite
des Fahrzeuges 1 und erfassen die gesamte Längsseite des
Fahrzeuges 1, auf der im dargestellten Ausführungsbeispiel
insgesamt vier Einstiegs- und/oder Ausstiegsbereiche 3 angeordnet
sind. Die Kameraeinrichtungen 2 sind über Kabel 6 oder eine
Funkstrecke mit einer Signalverarbeitungseinrichtung 5 gekoppelt,
in der die von den Kameraeinrichtungen 2 erfassten Bilder
ausgewertet werden. In der Signalverarbeitungseinrichtung 5 wird
eine Objekterkennung durchgeführt
und ein Warnsignal und/oder ein Sperrsignal generiert, das über ein
Kabel 7 oder eine andere Übertragungseinrichtung an eine
Ausgabeeinrichtung 4 übermittelt
wird. Die Ausgabeeinrichtung 4 kann eine optische, akustische
und/oder taktile Ausgabeeinrichtung sein, bevorzugt ist eine optische
und akustische Ausgabeeinrichtung 4 vorgesehen, über die
das Warn- und/oder Sperrsignal dem Fahrer des Fahrzeuges 1 übermittelt
wird. Dabei kann das Warnsignal beispielsweise aus einer Warnlampe
oder einer Warndarstellung auf einem Display bestehen. Gleiches
gilt für
das Sperrsignal.
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Neben
oder ergänzend
zu einer reinen Warnfunktion können
das Warnsignal und das Sperrsignal auch automatisch einer Steuerung
zugeleitet werden, über
die verhindert wird, dass das Fahrzeug 1 losfährt und/oder
dass sich die Türen
in den Einstiegs- und Ausstiegsbereichen 3 schließen lassen. Das
automatische Blockieren der Türen
kann auch separat, ohne Ausgabe eines Warnsignals oder eines Sperrsignals,
erfolgen, wenn Objekte in der Nähe des
Fahrzeuges 1 detektiert werden.
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In
der 2 ist schematisch in einer Prinzipdarstellung
gezeigt, dass das Fahrzeug 1 neben einem Haltestellenbereich 20 steht.
Der Ausgangsbereich 3 ist dem Haltestellenbereich 20 zugewandt. Der
von den Kameraeinrichtungen 2 erfasste Kamerabildausschnitt 10 ist
in zwei Bereiche 11, 12 unterteilt. Der dem Fahrzeug 1 zugewandte
Bereich 11 ist derjenige Bereich, der dafür relevant
ist, ob ein Warn- und/oder
Sperrsignal ausgegeben wird. Der dem Fahrzeug 1 zugewandte
Nahbereich 11 schließt
sich unmittelbar an das Fahrzeug 1 an, wobei die Höhe und Breite
des Nahbereiches 11 nach den Gegebenheiten des Fahrzeuges 1 und
des Haltestellenbereiches 20 verändert werden können.
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Auf
der dem Fahrzeug 1 abgewandten Seite des Nahbereiches 1 ist
ein zweiter Bereich 12 vorgesehen, der hinsichtlich der
Ausgabe eines Warnsignals oder eines Sperrsignals nicht relevant
ist, vielmehr dient dieser Bereich nur dazu, den Fahrzeugführern einen Überblick über das
Geschehen auf dem Haltestellenbereich 20 zu geben. Es ist
auch möglich,
dass mehrere Bereiche in dem Kamerabildausschnitt 10 unterteilt
werden und dass eine Abstufung der Signalfolge erfolgt, beispielsweise
dass im unmittelbaren Nahbereich ein Sperrsignal erfolgt, in einem
etwas weiter entfernten Bereich ein Warnsignal ausgegeben und in
einem Randbereich lediglich eine Bildwiedergabe erfolgt.
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In
der 3 sind drei Szenarien dargestellt, die
auftreten können,
wenn sich das Fahrzeug 1 an einem Haltestellenbereich 20 befindet.
In der 3 ist dargestellt, dass an
einer haltenden Straßenbahn 1 mehrere
Personen 8, die in der Bildauswertung als Objekte detektiert
werden, auf dem Haltebereich 20 anwesend sind. Von den
nicht dargestellten Kameraeinrichtungen wird ein Bild aufgenommen,
dessen Bildausschnitt 10 in die beiden Bereiche 11, 12 unterteilt
wird. Innerhalb des Nahbereiches 11 neben der Straßenbahn 1 sind
zwei Personen 8 anwesend, die die Straßenbahn durch die Einstiegsbereiche 3 betreten
wollen. Die beiden Personen 8 befinden sich im Bereich
zwischen einer Bahnsteigkante 21 und einer Sicherheitsabstandslinie 22.
In der Signalverarbeitungseinrichtung 5 werden die Personen
als Objekte erkannt, die sich in einem Gefahrenbereich befinden,
so dass automatisch ein Warnsignal oder ein Sperrsignal ausgegeben
wird. Die Ausgabe erfolgt entweder auf der Anzeigeeinrichtung 4 oder
das Signal wird einer automatischen Steuerung zugeführt wird, über die
ein Schließen
der Türen
und ein Anfahren der Straßenbahn 1 verhindert
wird. Die übrigen auf
dem Haltestellenbereich 20 befindlichen Personen 8 werden
in dem weiteren Bildausschnitt 12 erfasst und dargestellt,
für ein
Warnsignal sind sie jedoch nicht relevant.
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In
der 3b ist eine ähnliche
Situation wie in der 3a dargestellt, wobei sich nur
noch eine Person 8 in dem unmittelbaren Nahbereich 11 neben der
Straßenbahn 1aufhält. Die
Person 8 steigt gerade in die Straßenbahn 1 ein. Dies
wird ebenfalls von der Signalverarbeitungseinrichtung 5 als
ein Objekt erfasst, das sich in einer im festgelegten Bereich 11
neben
der Straßenbahn 1 aufhält. Dementsprechend wird
ein Warn- und/oder Sperrsignal generiert und ausgegeben.
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In
der 3c befinden sich keine Personen oder Objekte in
dem unmittelbaren Nahbereich 11 oder zwischen der Haltestellenkante 21 und
der Sicherheitsabstandslinie 22, so dass über die
Bildverarbeitung erkannt wird, dass sich keine Personen 8 in der
unmittelbaren Nähe
der Straßenbahn 1 befinden. Dementsprechend
wird kein Warnsignal ausgegeben oder ein Freigabesignal an den Fahrzeugführer übermittelt.
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Mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
und dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist es möglich, den
Fahrzeugführer
zu entlasten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
weist zumindest eine Kameraeinrichtung 2, eine Signalverarbeitungseinrichtung 5 sowie
ein Interface in Gestalt einer Ausgabeeinrichtung 4 auf, über die
ein Warn- und/oder Sperrsignal ausgegeben werden kann, beispielsweise
in Gestalt eines Monitors, einer akustischen Signaleinrichtung oder
einer Lampe. Die Kameraeinrichtung 2 bzw. Kameraeinrichtungen 2 überwachen
den Bereich entlang des Fahrzeuges 1 auf derjenigen Seite,
auf der die Einstiegs- und/oder Ausstiegsbereiche 3 vorhanden
sind. Solange die Personen das Fahrzeug 1 betreten wollen
oder dieses verlassen wollen, erhält der Fahrzeugführer ein
Warnsignal. Während
der gesamten Zeit, in der sich das Fahrzeug neben dem Haltestellenbereich 2 befindet,
ist die Signalverarbeitungseinrichtung 5 aktiv und wertet
die von den Kameraeinrichtungen 2 erhaltenen Bilder dahingehend aus,
ob sich Objekte 8 innerhalb des unmittelbaren Nahbereiches 11 befinden.
Ist ein solches Objekt 8 detektiert, wird durch das Warnsignal
angezeigt, dass der Fahrer die Tür
nicht schließen
darf. Sobald sich kein Objekt in der Nähe befindet oder sich keine Person 8 im
Nahbereich bewegt, erhält
der Fahrer ein Freigabesignal, dass die Türen geschlossen werden und
die Fahrt fortgesetzt werden können.
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Durch
die Erfindung ergibt sich eine vergrößerte Sicherheit für die Passagiere,
da mit erhöhter Sicherheit
erkannt werden kann, ob Personen noch aussteigen oder zusteigen
wollen. Ebenfalls kann der unmittelbar im Türbereich im Fahrzeuginneren
befindliche Ausstiegsbereich oder Einstiegsbereich überwacht
werden, so dass auch noch kurz vor dem eigentlichen Wiederanfahren
aussteigende Personen erkannt werden. Dadurch kann ein Einklemmen von
Personen durch sich schließende
Türen verhindert
werden. Der Fahrer wird entlastet, so dass er sich mehr auf das
Führen
des Fahrzeuges 1 konzentrieren kann. Dabei werden nicht
nur bewegte Objekte 8 erkannt, sondern auch sich in unmittelbarer
Nähe befindliche
unbewegliche Objekte 8 oder Personen detektiert, die durch
ein Ausschwenken oder Losfahren des Fahrzeuges 1 gefährdet werden
könnten.