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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrwegerkennung für ein Schienenfahrzeug.
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Im Schienenverkehrswesen gibt es Bestrebungen, die Sicherheit von Fahrzeuginsassen und anderen Verkehrsteilnehmern durch Fahrerassistenzsysteme zu verbessern. Insbesondere bei Straßenbahnen, die sich ihren Fahrweg zumindest teilweise mit anderen Fahrzeugen und/oder mit Fußgängern teilen, kann der Einsatz von Fahrerassistenzsystemen einen Gewinn an Sicherheit mit sich bringen.
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Ein Fahrerassistenzsystem für ein Schienenfahrzeug kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, mittels einer Signalisierungseinrichtung einen Fahrzeugführer vor einer drohenden Kollision des Schienenfahrzeugs mit einem Objekt und/oder mit einer Person zu warnen. Darüber hinaus kann das Fahrerassistenzsystem gegebenenfalls dazu eingerichtet sein, autonom oder teilautonom in die Fahrzeugsteuerung des Schienenfahrzeugs einzugreifen, z.B. um das Schienenfahrzeug vor einer drohenden Kollision abzubremsen.
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Allerdings ist es nachteilig, wenn das Fahrerassistenzsystem wegen einer fälschlicherweise prognostizierten Kollision eine Fehlwarnung ausgibt und/oder unnötigerweise in die Fahrzeugsteuerung eingreift, da sich dadurch insbesondere ein Fahrkomfort für die Fahrzeuginsassen verschlechtern kann, z.B. durch unnötiges und gegebenenfalls starkes Abbremsen. Ein starkes Abbremsen des Schienenfahrzugs könnte sogar eine Unfallgefahr für die Fahrzeuginsassen darstellen.
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Durch eine optische Fahrwegerkennung kann ermittelt werden, ob sich vor dem Schienenfahrzeug befindliche Personen und/oder Objekte überhaupt auf dem Fahrweg des Schienenfahrzeugs befinden und ob gegebenenfalls eine Kollision mit einer solchen Person bzw. einem solchen Objekt droht. Fehlwarnungen und/oder unnötige Eingriffe in die Fahrzeugsteuerung wegen fälschlicherweise prognostizierten Kollisionen können dadurch vermieden oder zumindest reduziert werden.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Fahrwegerkennung für ein Schienenfahrzeug anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, dass sich das Schienenfahrzeug vor einer Weiche befindet, an welcher mindestens zwei Gleise getrennt werden, von einer Kamera ein Bild von einer vorausliegenden Umgebung des Schienenfahrzeugs aufgenommen wird, im Voraus eine Information darüber ermittelt wird, auf welchem der Gleise das Schienenfahrzeug weiterfahren wird, und anhand dieser Information unter Verwendung des aufgenommenen Bilds mit Hilfe einer Bildanalyse ein hinter der Weiche liegender Fahrwegabschnitt erkannt wird.
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Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass, wenn sich ein Schienenfahrzeug vor einer Weiche befindet, an der mindestens zwei Gleise getrennt werden, es grundsätzlich möglich ist, mithilfe einer Kamera, die ein Bild von einer Umgebung des Schienenfahrzeugs aufnimmt, und einer anschließenden Bildanalyse die Gleise bzw. ihren jeweiligen Verlauf zu erkennen. Da jedoch an der Weiche prinzipiell zwei oder mehr Gleise in Frage kommen, auf welchen das Schienenfahrzeug hinter der Weiche weiterfahren kann, endet bei bisher bekannten Verfahren die Fahrwegerkennung bei der Weiche, insbesondere infolge der fehlenden Eindeutigkeit und/oder infolge der Vermeidung eines Fehlansprechens bei einer nachgeschalteten Hinderniserkennung. Das heißt, es erfolgt bei bisher bekannten Verfahren keine Erkennung eines hinter der Weiche liegenden Fahrwegabschnitts.
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Dadurch, dass im Voraus - d.h. bevor das Schienenfahrzeug über die Weiche fährt bzw. die Weiche erreicht - ermittelt wird, auf welchem der Gleise das Schienenfahrzeug weiterfahren wird, wird es möglich, einen hinter der Weiche liegenden Fahrwegabschnitt, auf dem das Schienenfahrzeug hinter der Weiche weiterfahren wird, zu erkennen. Dies wiederum ermöglicht es, ein Hindernis, das sich auf bzw. neben dem hinter der Weiche liegenden Fahrwegabschnitt befindet, zu erkennen, insbesondere noch während sich das Schienenfahrzeug vor der Weiche befindet. Folglich kann ein solches Hindernis so frühzeitig erkannt werden, dass ein Zusammenstoß des Schienenfahrzeugs mit dem Hindernis vermieden oder zumindest gemildert werden kann.
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Zweckmäßigerweise ist die Weiche eine spitzbefahren Weiche bzw. wird die Weiche vom Schienenfahrzeug spitz befahren. Anders ausgedrückt werden die Gleise - in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs betrachtet - zweckmäßigerweise an der Weiche getrennt. Entgegen der Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs werden die Gleise zweckmäßigerweise an der Weiche vereinigt.
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Als vorausliegende Umgebung des Schienenfahrzeugs kann derjenige Teil der Umgebung des Schienenfahrzeugs aufgefasst werden, der sich (in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs) vor dem Schienenfahrzeug befindet.
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Weiterhin kann unter einem Fahrwegabschnitt ein Abschnitt des Fahrwegs, auf dem das Schienenfahrzeug weiterfahren wird, verstanden werden. Der zuvor erwähnte hinter der Weiche liegende Fahrwegabschnitt ist zweckmäßigerweise (in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs) vor dem Schienenfahrzeug angeordnet. Das heißt, das Schienenfahrzeug wird zweckmäßigerweise erst noch auf diesem Fahrwegabschnitt fahren. Dabei ist der hinter der Weiche liegende Fahrwegschnitt sinnvollerweise weiter vom Schienenfahrzeug entfernt als die Weiche selbst.
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Unter einem Erkennen eines Fahrwegabschnitts im Sinne der Erfindung kann ein Ermitteln eines Verlaufs des Fahrwegs bzw. ein Ermitteln eines Teils des Verlaufs des Fahrwegs verstanden werden, insbesondere relativ zum Schienenfahrzeug.
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Eines der Gleise, die an der Weiche getrennt werden, kann z.B. ein Stammgleis sein. Ein anderes der Gleise, die an der Weiche getrennt werden, kann beispielsweise ein Zweiggleis sein, welches vom Stammgleis abzweigt.
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Die zuvor erwähnte Kamera ist zweckmäßigerweise ein Element des Schienenfahrzeugs. In bevorzugter Weise ist die Kamera an einer Stirnseite des Schienenfahrzeugs angeordnet. Sinnvollerweise ist die Kamera eine Digitalkamera.
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Unter einer Bildanalyse kann eine computerbasierte Analyse bzw. Auswertung eines Bilds, insbesondere des von der Kamera aufgenommenen Bilds, verstanden werden. Weiterhin kann die Bildanalyse unter anderem eine Bilderkennung umfassen.
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Vorzugsweise wird die Information, auf welchem der Gleise das Schienenfahrzeug weiterfahren wird, von einer Auswerteeinheit des Schienenfahrzeugs ermittelt. Weiter ist es bevorzugt, wenn die Bildanalyse und die Erkennung des besagten Fahrwegabschnitts von der Auswerteeinheit durchgeführt werden.
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Vorteilhafterweise wird unter Verwendung des von der Kamera aufgenommenen Bilds mit Hilfe der Bildanalyse ein vor der Weiche liegender Fahrwegabschnitt erkannt. Dieser Fahrwegabschnitt ist zweckmäßigerweise (in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs) vor dem Schienenfahrzeug angeordnet. Dabei ist der vor der Weiche liegende Abschnitt sinnvollerweise näher am Schienenfahrzeug platziert als die Weiche selbst.
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Weiterhin kann die Weiche selbst als ein Fahrwegabschnitt aufgefasst werden, welcher den vor der Weiche liegenden Fahrwegabschnitt und den hinter der Weiche liegenden Fahrwegabschnitt verbindet. Ferner ist es vorteilhaft, wenn unter Verwendung des von der Kamera aufgenommenen Bilds mit Hilfe der Bildanalyse die Weiche selbst als Fahrwegabschnitt erkannt wird. Zweckmäßigerweise erfasst das von der Kamera aufgenommene Bild die Weiche, den hinter der Weiche liegenden Fahrwegabschnitt und den vor der Weiche liegenden Fahrwegabschnitt.
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In bevorzugter Weise ist das Schienenfahrzeug eine Straßenbahn. Alternativ ist es möglich, dass das Schienenfahrzeug ein Eisenbahnfahrzeug oder eine andere Art von Schienenfahrzeug ist. Weiterhin kann das Schienenfahrzeug ein autonom fahrendes Schienenfahrzeug sein. Das heißt, das Schienenfahrzeug kann selbständig fahren, ohne dass eine Steuerung durch einen Fahrzeugführer erforderlich ist.
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Erfindungsgemäß wird besagte Information - d.h. die Information darüber, auf welchem der Gleise das Schienenfahrzeug weiterfahren wird - ermittelt, falls ein Abstand, den das Schienenfahrzeug zu der Weiche aufweist, einen vorgegebenen Abstandswert unterschreitet. Falls der Abstand, den das Schienenfahrzeug zu der Weiche aufweist, den vorgegebenen Abstandswert überschreitet, kann z.B. darauf verzichtet werden, die besagte Information zu ermitteln. Dadurch kann beispielsweise eine Prozessorauslastung der Auswerteeinheit verringert werden.
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Der vorgegebene Abstandswert hängt dabei von einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs ab. Der Abstand, den das Schienenfahrzeug zu der Weiche aufweist, wird vorteilhafterweise anhand einer Bildanalyse, insbesondere unter Verwendung des zuvor erwähnten Bilds, ermittelt. Alternativ oder zusätzlich kann besagter Abstand z.B. anhand einer Radar-Messung (Radio Detection and Ranging), einer Lidar-Messung (Light Detection and Ranging) und/oder einer Ultraschall-Messung ermittelt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Stellung der Weiche ermittelt, insbesondere von der zuvor erwähnten Auswerteeinheit. Besagte Information - d.h. die Information darüber, auf welchem der Gleise das Schienenfahrzeug weiterfahren wird - kann z.B. anhand der Stellung der Weichen ermittelt werden bzw. aus der Stellung der Weiche abgeleitet werden. Ein Vorteil, die Information auf diese Weise zu ermitteln, ist, dass die Information zweckmäßigerweise auch dann korrekt ermittelt wird, wenn das Schienenfahrzeug auf einem anderen als einem fahrplanmäßig vorgesehenen Gleis weiterfahren wird, z.B. aufgrund von Gleisarbeiten.
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Vorzugsweise wird ein Signal, insbesondere ein optisches Signal, einer Weichensignalanlage erfasst. Zweckmäßigerweise wird dieses Signal ausgewertet, insbesondere von der zuvor erwähnten Auswerteeinheit. Das Auswerten des Signals kann z.B. ein Feststellen, welches Signal die Weichensignalanlage ausgibt bzw. anzeigt, umfassen. Weiter ist es zweckmäßig, wenn die Stellung der Weiche anhand des Signals der Weichensignalanlage ermittelt wird. Auf diese Weise kann die Stellung der Weiche aufwandsgünstig ermittelt werden, z.B. indem das Signal der Weichensignalanlage mit Weichensignal-Bildmustern verglichen wird, die in der Auswerteeinheit hinterlegt sind.
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Das Signal der Weichensignalanlage kann unter anderem in dem zuvor erwähnten Bild erfasst werden. Alternativ kann das Signal der Weichensignalanlage in einem anderen Bild, insbesondere in einem von einer weiteren Kamera des Schienenfahrzeugs aufgenommenen Bild, erfasst werden.
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Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn eine Position des Schienenfahrzeugs ermittelt wird. Die Information darüber, auf welchem der Gleise das Schienenfahrzeug weiterfahren wird, kann z.B. anhand der Position des Schienenfahrzeugs ermittelt werden bzw. aus der Position des Schienenfahrzeugs abgeleitet werden. Hierdurch ist es z.B. möglich, die Information, auf welchem der Gleise das Schienenfahrzeug weiterfahren wird, auch dann zu ermitteln, wenn die Weichensignalanlage defekt ist und/oder ihr Signal aus einem anderen Grund nicht erfasst werden kann.
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Zweckmäßigerweise ist im Schienenfahrzeug, insbesondere in der zuvor erwähnten Auswerteeinheit, eine Streckennetzkarte hinterlegt. Unter einer Streckennetzkarte kann vorliegend eine Karte mit Informationen über eine oder mehrere Schienenfahrzeug-Strecken, insbesondere mit Informationen über einen Verlauf einer oder mehrerer Schienenfahrzeug-Strecken, verstanden werden. Sinnvollerweise umfasst die Streckennetzkarte Informationen darüber, wo sich auf der jeweiligen Schienenfahrzeug-Strecke Weichen befinden. Weiter ist es zweckmäßig, wenn die Streckennetzkarte Informationen über eine dem Schienenfahrzeug zugeordnete Linienroute aufweist.
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Vorzugsweise wird neben der Position des Schienenfahrzeugs auch die Streckennetzkarte bei der Ermittlung der Information, auf welchem der Gleise das Schienenfahrzeug weiterfahren wird, verwendet. Eine Zuordnung der Linienroute zu dem Schienenfahrzeug kann z.B. dadurch erfolgen, dass die Linienroute aus einer Liste von mehreren zur Verfügung stehenden Linienrouten ausgewählt wird. Vorzugsweise erfolgt die Auswahl vor Fahrtantritt.
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Wird die Position des Schienenfahrzeugs zur Ermittlung der Information, auf welchem der Gleise das Schienenfahrzeug weiterfahren wird, verwendet, kann das zuvor erwähnte Ermitteln der Stellung der Weiche z.B. lediglich zur Plausibilisierung der Information verwendet werden. Umgekehrt kann die Ermittlung der Stellung der Weiche ausreichend sein, um die Information, auf welchem der Gleise das Schienenfahrzeug weiterfahren wird, zu ermitteln. In diesem Fall können die Position des Schienenfahrzeugs und die Streckennetzkarte zur Plausibilisierung der Information verwendet werden. Ferner kann die Information, auf welchem der Gleise das Schienenfahrzeug weiterfahren wird, anhand einer Kombination beider Methoden, d.h. einer Ermittlung anhand der Position des Schienenfahrzeugs sowie einer Ermittlung anhand des Signals der Weichensignalanlage, ermittelt werden.
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Vorteilhafterweise wird die Position des Schienenfahrzeugs mit Hilfe eines GNSS-Empfängers (Global Navigation Satellite System Empfänger), insbesondere eines GPS-Empfängers, ermittelt. GNSS-Empfänger sind vielfach erprobt und zuverlässig. Mithilfe des GNSS-Empfängers ist es kosten- und aufwandsgünstig möglich, die Position des Schienenfahrzeugs zu ermitteln.
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In bevorzugter Weise wird von der Kamera eine Serie zeitlich aufeinander folgender Bilder von der vorausliegenden Umgebung des Schienenfahrzeugs aufgenommen. Zweckmäßigerweise wird jedes dieser Bilder von der Auswerteeinheit ausgewertet. Das erstgenannte Bild kann insbesondere ein Bestandteil dieser Serie von Bildern sein. Weiterhin kann die Auswerteeinheit zum Erkennen des vor der Weiche liegenden Fahrwegabschnitts und/oder des hinter der Weiche liegenden Fahrwegabschnitts das jeweils zuletzt aufgenommene Bild der Serie verwenden. Auf diese Weise können/kann der vor der Weiche liegende Fahrwegabschnitt und/oder des hinter der Weiche liegende Fahrwegabschnitt bezüglich des jeweils aktuellen Orts des Schienenfahrzeugs erkannt werden.
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Dass sich das Schienenfahrzeug vor der Weiche befindet, kann z.B. anhand einer Bildanalyse festgestellt werden, insbesondere indem geprüft wird, ob ein von der Kamera aufgenommenes Bild die Weiche erfasst. Weiterhin kann anhand der Position des Schienenfahrzeugs und der Streckennetzkarte festgestellt werden, dass sich das Schienenfahrzeug vor der Weiche befindet.
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Des Weiteren ist die Erfindung auf ein Verfahren zur Fahrwegüberwachung gerichtet, bei dem eine Fahrwegerkennung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fahrwegerkennung, insbesondere gemäß einer der oben beschriebenen Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, durchgeführt wird. Bei dem Verfahren zur Fahrwegüberwachung wird vorzugsweise zudem geprüft, ob sich auf einem erkannten Fahrwegabschnitt und/oder innerhalb eines vorgegebenen Sicherheitsabstands zu einem erkannten Fahrwegabschnitt ein Hindernis befindet. Das Hindernis kann z.B. eine Person, ein Fahrzeug oder ein anderes Objekt sein. Ein solcher erkannter Fahrwegabschnitt kann z.B. der vor der Weiche liegende Fahrwegabschnitt, der hinter der Weiche liegende Fahrwegabschnitt oder die Weiche selbst sein.
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Um festzustellen, ob sich auf einem erkannten Fahrwegabschnitt ein Hindernis befindet, werden vorzugsweise die Positionen von Objekten, die sich vor dem Schienenfahrzeug befinden, relativ zum jeweiligen erkannten Fahrwegabschnitt ermittelt. Diese Positionen können beispielsweise anhand einer Radar-Messung, einer Lidar-Messung, einer Ultraschall-Messung und/oder einer Bildanalyse ermittelt werden.
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Vorteilhafterweise wird, falls sich auf einem erkannten Fahrwegabschnitt ein Hindernis befindet bzw. ein Hindernis erkannt wird, ein Abstand des Hindernisses zum Schienenfahrzeug ermittelt, z.B. anhand einer Radar-Messung, eine Lidar-Messung, einer Ultraschall-Messung und/oder einer Bildanalyse.
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Vorzugsweise wird von einem Bremssystem des Schienenfahrzeugs eine automatische Bremsung ausgelöst, falls der Abstand des Hindernisses zum Schienenfahrzeug einen vorgegebenen Abstandswert unterschreitet. Auf diese Weise kann z.B. ein Zusammenstoß des Schienenfahrzeugs mit dem Hindernis vermieden werden. Dieser Abstandswert kann z.B. von der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs abhängig sein. Die Art der Bremsung wiederum kann vom Abstand des Hindernisses zum Schienenfahrzeug und/oder von der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs abhängig sein.
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Zweckmäßigerweise wird im Schienenfahrzeug und/oder außerhalb des Schienenfahrzeugs ein Warnsignal ausgegeben, falls der Abstand des Hindernisses zum Schienenfahrzeug einen vorgegebenen Abstandswert, insbesondere den zuletzt genannten Abstandswert, unterschreitet. Dadurch können/kann ein Fahrzeugführer, der das Schienenfahrzeug steuert, und/oder eine sich außerhalb des Schienenfahrzeugs befindende Person vor einer drohenden Kollision gewarnt werden.
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Ferner betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug. Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug weist eine Kamera sowie eine Auswerteeinheit auf und ist dazu eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren zur Fahrwegerkennung, insbesondere eine der oben beschriebenen Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, und/oder das Verfahren zur Fahrwegüberwachung, durchzuführen.
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Dieses Schienenfahrzeug kann das zuvor im Zusammenhang mit dem Verfahren erwähnte Schienenfahrzeug sein. Entsprechend können zuvor im Zusammenhang mit dem Verfahren genannte gegenständliche Elemente Bestandteile dieses Schienenfahrzeugs sein.
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Die Kamera des Schienenfahrzeugs ist zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, ein Bild von einer vorausliegenden Umgebung des Schienenfahrzeugs aufzunehmen.
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Die Auswerteeinheit ist zweckmäßigerweise dazu eingerichtet, falls sich das Schienenfahrzeug vor einer Weiche, insbesondere einer spitzbefahrenen Weiche, befindet, an welcher mindestens zwei Gleise getrennt werden, im Voraus eine Information darüber zu ermitteln, auf welchem der Gleise das Schienenfahrzeug weiterfahren wird. Weiter ist es zweckmäßig, wenn die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, anhand dieser Information unter Verwendung des von der Kamera aufgenommenen Bilds mithilfe einer Bildanalyse ein hinter der Weiche liegenden Fahrwegabschnitt zu erkennen.
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Des Weiteren kann das Schienenfahrzeug ein Radar-Gerät und/oder ein Lidar-Gerät aufweisen. Zudem kann das Schienenfahrzeug ein Ultraschall-Gerät und/oder mindestens eine zusätzliche Kamera aufweisen. Solche Geräte sind zuverlässig und vielfach erprobt. Sie ermöglichen eine aufwandsgünstige Erkennung eines Hindernisses auf oder neben einem Fahrwegabschnitt.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Schienenfahrzeug einen GNSS-Empfänger, insbesondere einen GPS-Empfänger, zum Empfangen von Positionssignalen aufweist.
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Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale, gegenständlich formuliert, auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit zu sehen und umgekehrt.
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Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder das jeweilige Zahlwort eingeschränkt sein. Ferner sind die Wörter „ein“ bzw. „eine“ nicht als Zahlwörter, sondern als unbestimmte Artikel zu verstehen.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
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Es zeigen:
- 1 ein Schienenfahrzeug, das sich vor einer Weiche befindet, an welcher zwei Gleise getrennt werden; und
- 2 ein weiteres Schienenfahrzeug, das sich vor einer Weiche befindet, an welcher zwei Gleise getrennt werden.
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1 zeigt schematisch ein Schienenfahrzeug 2 in einer Draufsicht, wobei das Schienenfahrzeug 2 in einer Schnittdarstellung abgebildet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Schienenfahrzeug 2 um eine Straßenbahn. Eine Fahrtrichtung 4 des Schienenfahrzeugs 2 ist in 1 symbolisch in Form eines Pfeils dargestellt.
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Weiterhin ist das Schienenfahrzeug 2 mit einer Auswerteeinheit 6 ausgestattet. Zudem weist das Schienenfahrzeug 2 eine Kamera 8 sowie ein Radar-Gerät 10 auf, wobei die Kamera 8 und das Radar-Gerät 10 an einer Stirnseite 12 des Schienenfahrzeugs 2 angeordnet sind und kommunikativ mit der Auswerteeinheit 6 verbunden sind. Die Kamera 8 und das Radar-Gerät 10 können unterschiedlich ausgerichtet und/oder in unterschiedlichen Höhen angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, dass die Kamera 8 und das Radar-Gerät 10 auf gleicher Höhe angeordnet sind und/oder gleich ausgerichtet sind.
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Des Weiteren befindet sich im Schienenfahrzeug 2 ein (figürlich nicht dargestellter) Fahrzeugführer, der das Schienenfahrzeug 2 steuert.
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Das Schienenfahrzeug 2 fährt auf eine Weiche 14 zu, an der - in Fahrtrichtung 4 des Schienenfahrzeugs 2 betrachtet - zwei Gleise 16 getrennt werden. Das heißt, die Weiche 14 wird vom Schienenfahrzeug 2 spitz befahren. Entgegen der Fahrrichtung 4 des Schienenfahrzeugs 2 betrachtet werden die beiden Gleise 16 an der Weiche 14 vereinigt. Eins der beiden Gleise 16 ist ein Stammgleis 18, während das andere der beiden Gleise 16 ein Zweiggleis 20 ist, welches vom Stammgleis 18 abzweigt. In 1 befindet sich das Schienenfahrzeug 2 auf dem Stammgleis 18 vor der Weiche 14.
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Ferner ist vor der Weiche 14 neben dem Stammgleis 18 eine Weichensignalanlage 22 angeordnet, die ein optisches Signal anzeigt, welches einer Stellung der Weiche 14 eindeutig zugeordnet ist.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel steht die Weiche 14 in solch einer Stellung, dass das Schienenfahrzeug 2 bei bzw. nach dem Überfahren der Weiche 14 auf dem Stammgleis 18 weiterfahren wird.
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Von der Kamera 8 wird eine Serie zeitlich aufeinander folgender Bilder von einer vorausliegenden Umgebung des Schienenfahrzeugs 2 aufgenommen, wobei jedes der Bilder einige Millisekunden nach dem jeweils zuvor aufgenommenen Bild aufgenommen wird und unter anderem die Weichensignalanlage 22 sowie die Weiche 14 erfasst. Die aufgenommenen Bilder werden von der Kamera 8 an die Auswerteeinheit 6 übermittelt.
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Von der Auswerteeinheit 6 wird im Voraus - also bevor das Schienenfahrzeug 2 über die Weiche 14 fährt bzw. die Weiche 14 erreicht - eine Information darüber ermittelt, auf welchem der beiden Gleise 16 das Schienenfahrzeug 2 weiterfahren wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird diese Information anhand der Stellung der Weiche 14 ermittelt. Die (momentane) Stellung der Weiche 14 wird von der Auswerteeinheit 6 unter Verwendung des jeweils zuletzt von der Kamera 8 aufgenommenen Bilds mithilfe einer Bildanalyse ermittelt, bei welcher das von der Weichensignalanlage 22 angezeigte optische Signal ausgewertet bzw. ermittelt wird.
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Unter Verwendung des jeweils zuletzt von den Kameras 8 aufgenommenen Bilds wird von der Auswerteeinheit 6 mithilfe einer Bildanalyse ein vor der Weiche 14 liegender Fahrwegabschnitt 24 sowie ein hinter der Weiche 14 liegender Fahrwegabschnitt 26 erkannt. Das heißt, von der Auswerteeinheit 6 werden ein Verlauf des vor der Weiche 14 liegenden Fahrwegabschnitts 24, auf dem das Schienenfahrzeug 2 weiterfahren wird, sowie ein Verlauf des hinter der Weiche 14 liegenden Fahrwegabschnitts 26, auf dem Schienenfahrzeug 2 weiterfahren wird, ermittelt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den besagten Fahrwegabschnitten 24, 26 jeweils um einen Abschnitt des Stammgleises 18.
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Die Information, auf welchem der Gleise 16 das Schienenfahrzeug 2 weiterfahren wird, wird ermittelt, sobald ein Abstand 28 des Schienenfahrzeugs 2 zu der Weiche 14 einen vorgegebenen Abstandswert, welcher in der Auswerteeinheit 6 hinterlegt ist, unterschreitet, wobei der Abstand 28 von der Auswerteeinheit 6 anhand einer Bildanalyse ermittelt wird.
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Ferner wird mittels einer mit dem Radar-Gerät 10 durchgeführten Radar-Messung geprüft, ob sich auf mindestens einem der erkannten Fahrwegabschnitte 24, 26 und/oder auf der Weiche 14 bzw. innerhalb eines vorgegebenen Sicherheitsabstands zu mindestens einem der erkannten Fahrwegabschnitte 24, 26 und/oder innerhalb eines vorgegebenen Sicherheitsabstands zu der Weiche 14 ein Hindernis befindet. Alternativ oder zusätzlich kann dies anhand einer Bildanalyse unter Verwendung der zuvor erwähnten Bilder geprüft werden. Gemäß 1 befindet sich auf dem hinter der Weiche 14 liegenden Fahrwegabschnitt 26 ein Hindernis 30, und zwar eine sich auf dem Stammgleis 18 befindende Person 32.
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Anhand der Radar-Messung wird von der Auswerteeinheit 6 ein Abstand 34 des Hindernisses 30 zum Schienenfahrzeug 2 ermittelt. Falls der Abstand 34 des Hindernisses 30 zum Schienenfahrzeug 2 einen vorgegebenen, von der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 2 abhängigen Abstandswert, der in der Auswerteeinheit 6 hinterlegt ist, unterscheitet, wird im Schienenfahrzeug 2 für den Fahrzeugführer sowie außerhalb des Schienenfahrzeugs 2 für die Person 32 ein Warnsignal ausgegeben. Zudem wird von einem Bremssystem 36 des Schienenfahrzeugs 2, welches von der Auswerteeinheit 6 Steuerbefehle erhält, eine automatische Bremsung ausgelöst.
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2 zeigt schematisch ein weiteres Schienenfahrzeug 38 in einer Draufsicht, wobei das Schienenfahrzeug 38 in einer Schnittdarstellung abgebildet ist.
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Die Beschreibung des nachfolgenden Ausführungsbeispiels beschränkt sich primär auf die Unterschiede zu dem in Zusammenhang mit 1 diskutierten Ausführungsbeispiel, auf das bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Im Wesentlichen gleiche bzw. einander entsprechende Elemente sind, soweit zweckdienlich, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und nicht erwähnte Merkmale sind im nachfolgenden Ausführungsbeispiel übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind.
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Das Schienenfahrzeug 38 aus 2 weist anstelle eines Radar-Geräts ein Lidar-Gerät 40 zur Hinderniserkennung auf, welches kommunikativ mit einer Auswerteeinheit 6 des Schienenfahrzeugs 38 verbunden ist.
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Des Weiteren ist das Schienenfahrzeug 38 mit einem GNSS-Empfänger 42 zum Empfangen von Positionssignalen, insbesondere von GPS-Signalen, ausgestattet. Mithilfe des GNSS-Empfängers 42 wird die Position des Schienenfahrzeugs 38 ermittelt.
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Das Schienenfahrzeug 38 fährt auf eine Weiche 14 zu, an der - in Fahrtrichtung 4 des Schienenfahrzeugs 38 betrachtet - zwei Gleise 16 getrennt werden, insbesondere ein Zweiggleis 20 von einem Stammgleis 18 abzweigt. In 2 befindet sich das Schienenfahrzeug 38 auf dem Stammgleis 18 vor der Weiche 14.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel steht die Weiche 14 in solch einer Stellung, dass das Schienenfahrzeug 38 bei bzw. nach dem Überfahren der Weiche 14 auf dem Zweiggleis 20 weiterfahren wird.
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Weiterhin wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Information, auf welchem der Gleise 16 das Schienenfahrzeug 38 weiterfahren wird, anhand der Position des Schienenfahrzeugs 38 sowie anhand einer in der Auswerteeinheit 6 hinterlegten Streckennetzkarte, welche Informationen über eine dem Schienenfahrzeug 38 zugeordnete Linienroute aufweist, ermittelt.
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Von einer Kamera 8 des Schienenfahrzeugs 38 wird eine Serie zeitlich aufeinander folgender Bilder von einer vorausliegenden Umgebung des Schienenfahrzeugs 38 aufgenommen.
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Unter Verwendung des jeweils zuletzt von den Kameras 8 aufgenommenen Bilds wird von der Auswerteeinheit 6 mithilfe einer Bildanalyse ein vor der Weiche 14 liegender Fahrwegabschnitt 24 sowie ein hinter der Weiche 14 liegender Fahrwegabschnitt 26 erkannt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem vor der Weiche 14 liegenden Fahrwegabschnitt 24 um einen Abschnitt des Stammgleises 18, wohingegen der hinter der Weiche 14 liegende Fahrwegabschnitt 26 ein Abschnitt des Zweiggleises 20 ist.
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Weiterhin kann die Stellung der Weiche 14 wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben ermittelt werden, insbesondere zur Plausibilisierung der anhand der Position des Schienenfahrzeugs 38 ermittelten Information, auf welchen der beiden Gleise 16 das Schienenfahrzeug 38 weiterfahren wird.
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Ferner wird mittels einer mit dem Lidar-Gerät 40 durchgeführten Lidar-Messung geprüft, ob sich auf mindestens einem der erkannten Fahrwegabschnitte 24, 26 und/oder auf der Weiche 14 bzw. innerhalb eines vorgegebenen Sicherheitsabstands zu mindestens einem der erkannten Fahrwegabschnitte 24, 26 und/oder innerhalb eines vorgegebenen Sicherheitsabstands zu der Weiche 14 ein Hindernis befindet.
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Gemäß 2 befindet hinter der Weiche 14 auf dem Stammgleis 18 eine Person 32. Da das Schienenfahrzeug 38 im vorliegenden Ausführungsbeispiel hinter der Weiche 14 auf dem Zweiggleis 20 weiterfahren wird und sich die Person 32 außerhalb eines vorgegebenen Sicherheitsabstands zum Zweiggleis 20 befindet, wird die Person 32 von der Auswerteeinheit 6 nicht als Hindernis interpretiert.
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Grundsätzlich ist es denkbar, dass das Schienenfahrzeug 2 aus 1 und/oder das Schienenfahrzeug 38 aus 2 sowohl mit einem Radar-Gerät als auch mit einem Lidar-Gerät ausgestattet sind/ist. Ferner ist es möglich, dass mindestens eins der beiden Schienenfahrzeug 2, 38 ein Ultraschall-Gerät zur Hinderniserkennung aufweist.
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Weiterhin ist es möglich, dass mindestens eins der beiden Schienenfahrzeuge 2, 38 mehrere Kameras aufweist, insbesondere an seiner Stirnseite 12. Jede dieser mehreren Kameras kann z.B. Bilder von einer vorausliegender Umgebung des jeweiligen Schienenfahrzeugs 2, 38 aufnehmen. Weiterhin können Bilder jeder dieser mehreren Kameras zur Erkennung der Fahrwegabschnitte 24, 26 und/oder zur Ermittlung der Stellung der Weiche 14 anhand des optischen Signals der Weichensignalanlage 22 verwendet werden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
