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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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Die
WO 2004/07855 A1 betrifft ein Verfahren mit einer Einrichtung zur Überwachung eines Einstiegsbereiches von Fahrzeugen, insbesondere von Schienenfahrzeugen. Die von mindestens einer Kamera erfassten gegebenenfalls über einen Analog-Digital-Wandler geführten, digitalen Bildsignale sind einer, einen Speicher aufweisenden, Datenverarbeitungseinrichtung zugeführt. In einem Signalanalysator werden die Bildsignale verarbeitet. In dem Signalanalysator wird eine Bewegungsanalyse der Bildsignale vorgenommen, so dass Bewegungen vor einem festen Hintergrund erfasst werden. Dabei wird der Hintergrund von der Momentaufnahme getrennt.
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Die
DE 102 18 215 A1 beschreibt ein Verfahren zur optosensorischen Gefahrbereichsüberwachung an Gleisanlagen, Bahnsteigen und Abfertigungsanlagen, bei dem von dem Überwachungsbereich fortlaufend ein digitales Helligkeitsmuster erzeugt, gespeichert und ausgewertet wird. Das Helligkeitsmuster wird kontinuierlich von einer elektronischen Auswerteeinheit auf Veränderungen überwacht, die durch Eindringen von Objekten in den Überwachungsbereich entstehen.
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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. Das Kamerabild oder der Kamerabildausschnitt, das oder der in der Signalverarbeitungseinrichtung ausgewertet wird, ist in mehrere Bereiche unterteilt, 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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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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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. 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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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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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, 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 1 aufhält. 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.
