DE102018218958A1 - Method for determining the position of a rail vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Position eines Schienenfahrzeugs, wobei die Position anhand eines Vergleichs von mittels eines Fernwirkungssensors erkannten Landmarken und gespeicherten Landmarken bestimmt wird, wobei der Vergleich von erkannten Landmarken und gespeicherten Landmarken stattfindet, wenn sich das Schienenfahrzeug in einem vorgegebenen Vergleichsbereich befindet.The present invention relates to a method for determining the position of a rail vehicle, the position being determined on the basis of a comparison of landmarks recognized by means of a remote control sensor and stored landmarks, the comparison of recognized landmarks and stored landmarks taking place when the rail vehicle is in a predetermined comparison range located.
Description
Stand der TechnikState of the art
Für den Betrieb eines Schienenfahrzeugs ist Kenntnis über die Position des Schienenfahrzeugs wichtig, da ausgehend von der Position des Schienenfahrzeugs Infrastrukturelemente, wie z.B. Signale oder Schienenschalter, betätigt werden. Darüber hinaus ist die Position des Schienenfahrzeugs für den Fahrer des Schienenfahrzeugs von Interesse, da der Fahrer des Schienenfahrzeugs somit beispielsweise Kenntnis darüber erlangt, ob er an einem kommenden Bahnhof bzw. an einer Haltestelle anhalten muss oder nicht.Knowledge of the position of the rail vehicle is important for the operation of a rail vehicle, since starting from the position of the rail vehicle, infrastructure elements, such as Signals or rail switches are operated. In addition, the position of the rail vehicle is of interest to the driver of the rail vehicle, since the driver of the rail vehicle thus gains knowledge, for example, of whether or not he has to stop at an upcoming train station or a stop.
Eine Möglichkeit zur Bestimmung der Position eines Schienenfahrzeugs ist die Verwendung einer Positionierungsinfrastruktur, die in der Nähe des vom Schienenfahrzeug befahrenen Gleises verbaut wird. Hierbei kann es sich beispielsweise um Balisen handeln.One way of determining the position of a rail vehicle is to use a positioning infrastructure that is installed in the vicinity of the track being traveled by the rail vehicle. These can be balises, for example.
Aus der
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen der Position eines Schienenfahrzeugs, wobei die Position anhand eines Vergleichs von mittels eines Fernwirkungssensors erkannten Landmarken und gespeicherten Landmarken bestimmt wird, hat demgegenüber den Vorteil, dass der Vergleich von erkannten Landmarken und gespeicherten Landmarken stattfindet, wenn sich das Schienenfahrzeug in einem vorgegebenen Vergleichsbereich befindet.The method according to the invention for determining the position of a rail vehicle, the position being determined on the basis of a comparison of landmarks recognized by means of a remote control sensor and stored landmarks, has the advantage that the comparison of recognized landmarks and stored landmarks takes place when the rail vehicle is in a predetermined comparison range.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das Verfahren zum Bestimmen der Position eines Schienenfahrzeugs nur dann durchgeführt wird, wenn sich das Schienenfahrzeug in dem vorgegebenen Vergleichsbereich befindet. Somit kann der Umfang der für das Verfahren benötigten gespeicherten Landmarken deutlich reduziert werden. Ebenso ist somit vorteilhafter Weise möglich, den rechenleistungsaufwändigen Vergleich nur dann durchzuführen, wenn sich das Fahrzeug in dem vorgegebenen Vergleichsbereich befindet.It is particularly advantageous if the method for determining the position of a rail vehicle is only carried out when the rail vehicle is in the predetermined comparison range. The scope of the stored landmarks required for the method can thus be significantly reduced. Likewise, it is thus advantageously possible to carry out the computation-intensive comparison only when the vehicle is in the predetermined comparison range.
Vorteilhaft ist, dass es sich bei dem vorgegebenen Vergleichsbereich um einen Bereich handelt, der einem Bahnhof und/oder einem Haltepunkt zugeordnet ist. Besonders vorteilhaft ist, wenn es sich bei dem Vergleichsbereich um die Umgebung des Bahnhofs und/oder des Haltepunktes handelt. Somit wird der Vergleich vorteilhafter Weise nur dann durchgeführt, wenn sich das Schienenfahrzeug in der Nähe des Bahnhofs bzw. des Haltepunktes befindet und somit in einem Positionsbereich, innerhalb dessen eine genaue Positionierung des Schienenfahrzeugs notwendig ist.It is advantageous that the predetermined comparison area is an area that is assigned to a train station and / or a stopping point. It is particularly advantageous if the comparison area is the area around the train station and / or the stopping point. Thus, the comparison is advantageously carried out only when the rail vehicle is in the vicinity of the station or the stopping point and thus in a position area within which a precise positioning of the rail vehicle is necessary.
Vorteilhaft ist, dass der Vergleich initialisiert wird, wenn ausgehend von einem Lokalisierungshilfssignal erkannt wird, dass sich das Schienenfahrzeug in dem Vergleichsbereich befindet. Bei dem Lokalisierungshilfssignal kann es sich vorteilhafter Weise z. B. um eine grobe Positionsbestimmung des Schienenfahrzeugs, ausgehend von einem Signal eines Satellitennavigationssystems und/oder einer mittels Odometrie bestimmten groben Position des Schienenfahrzeugs handeln. Beispielsweise ist es möglich, die Position des Schienenfahrzeugs grob abzuschätzen, indem ab einem bekannten Startpunkt des Schienenfahrzeugs die Anzahl der Umdrehungen der Räder des Schienenfahrzeugs gezählt werden.It is advantageous that the comparison is initialized if, based on a localization auxiliary signal, it is recognized that the rail vehicle is in the comparison area. In the localization auxiliary signal, it can advantageously z. B. a rough position determination of the rail vehicle, starting from a signal from a satellite navigation system and / or a rough position determined by odometry of the rail vehicle. For example, it is possible to roughly estimate the position of the rail vehicle by counting the number of revolutions of the wheels of the rail vehicle from a known starting point of the rail vehicle.
Vorteilhaft ist, dass das Lokalisierungshilfssignal ausgehend von einem Signal eines Fernwirkungssensors gebildet wird, das eine Eigenschaft einer Bahninfrastruktur repräsentiert. Bei der Bahninfrastruktur kann es sich beispielsweise um Schilder handeln, die an Oberleitungsmasten oder neben einem Gleis angeordnet sind und Informationen über einen Streckenabschnitt bzw. eine Kilometerzählung beinhalten. Bei der Bahninfrastruktur kann es sich auch um das Gleis selber oder eine oberhalb des Gleises befindliche Oberleitung handeln. It is advantageous that the localization auxiliary signal is formed on the basis of a signal from a remote control sensor that represents a property of a railway infrastructure. The railway infrastructure can be, for example, signs that are arranged on overhead line masts or next to a track and contain information about a route section or a mileage count. The rail infrastructure can also be the track itself or an overhead line located above the track.
Vorteilhaft ist, dass das Lokalisierungshilfssignal gebildet wird, wenn mittels eines Fernwirkungssensors erkannt wird, dass eine Oberleitung im Bereich des Schienenfahrzeugs eine Abzweigungsstelle aufweist. Eine Oberleitung im Bereich des Schienenfahrzeugs ist dabei insbesondere eine Oberleitung oberhalb des Schienenfahrzeugs. Unter einer Abzweigungsstelle ist die Stelle zu verstehen, an der die Oberleitung aufgespalten wird, beispielsweise, weil sich unterhalb der Abzweigungsstelle eine Weiche befindet.It is advantageous that the localization auxiliary signal is formed when it is detected by means of a remote control sensor that an overhead line has a branch point in the area of the rail vehicle. An overhead line in the area of the rail vehicle is in particular an overhead line above the rail vehicle. A branch point is to be understood as the point at which the overhead line is split, for example because a switch is located below the branch point.
Vorteilhafter Weise kann das Lokalisierungshilfssignal ausgehend von einer erkannten Krümmung, insbesondere ausgehend von einem erkannten Krümmungsradius, des Gleises gebildet werden.The localization auxiliary signal can advantageously be formed on the basis of a detected curvature, in particular on the basis of a recognized radius of curvature, of the track.
Vorteilhaft ist, dass das Lokalisierungshilfssignal gebildet wird, wenn mittels eines Fernwirkungssensors erkannt wird, dass ein Gleis im Bereich des Schienenfahrzeugs eine Weiche aufweist. Sowohl Abzweigungsstellen von Oberleitungen als auch Weichen sind typischerweise Hinweise darauf, dass sich ein Bahnhof und/oder ein Haltepunkt in der Nähe des Schienenfahrzeugs befindet. Insbesondere wenn eine Vielzahl von Abzweigungsstellen der Oberleitung und/oder eine Vielzahl von Weichen erkannt wird, kann auf die Nähe eines Bahnhofes geschlossen werden. Sollte eine Weiche oder eine Abzweigungsstelle ausnahmsweise keine Bahnhofsnähe signalisieren, beispielsweise, weil es sich bei der Weiche um einen Teil einer Streckenverzweigung handelt, ist dies tolerierbar, da die Anzahl solcher Weichen gering ist.It is advantageous that the localization auxiliary signal is formed when it is recognized by means of a remote control sensor that a track in the area of the rail vehicle has a switch. Both junction points of overhead lines and switches are typically indications that a train station and / or a stopping point is in the vicinity of the rail vehicle. In particular if a large number of junction points of the overhead line and / or a large number of points are recognized, the proximity of a train station can be concluded. If, in exceptional cases, a switch or a junction point does not signal near the station, for example because the switch is part of a route junction, this can be tolerated because the number of such switches is small.
Vorteilhaft ist, dass das Lokalisierungshilfssignal ausgehend von einem Signal des Fernwirkungssensors gebildet wird, dessen Signal zur Erkennung der Landmarken verwendet wird. Somit kann vorteilhafter Weise der gleiche Sensor zur Erkennung der Landmarken als auch zur Bildung des Lokalisierungshilfssignals verwendet werden.It is advantageous that the localization auxiliary signal is formed on the basis of a signal from the remote control sensor, the signal of which is used to recognize the landmarks. Thus, the same sensor can advantageously be used for recognizing the landmarks as well as for forming the localization aid signal.
Vorteilhaft ist, dass das Lokalisierungshilfssignal ausgehend von einem Signal einer Kamera gebildet wird. Besonders vorteilhaft ist, wenn sowohl das Lokalisierungshilfssignal als auch die Erkennung der Landmarken ausgehend vom Signal ein und derselben Kamera stattfindet.It is advantageous that the localization auxiliary signal is formed on the basis of a signal from a camera. It is particularly advantageous if both the localization auxiliary signal and the recognition of the landmarks take place on the basis of the signal from one and the same camera.
Vorteilhaft ist, dass das Lokalisierungshilfssignal gebildet wird, wenn mittels eines Radarsensors erkannt wird, dass eine Oberleitung im Bereich des Schienenfahrzeugs eine Abzweigungsstelle aufweist. Vorteilhafter Weise kann hierfür ein zur Erkennung der Oberleitung bereits vorhandener Radarsensor verwendet werden.It is advantageous that the localization auxiliary signal is formed if it is detected by means of a radar sensor that an overhead line has a branch point in the area of the rail vehicle. A radar sensor that is already present for detecting the overhead line can advantageously be used for this.
Vorteilhaft ist eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.A device which is set up to carry out each step of the method according to the invention is advantageous.
Vorteilhaft ist ein Computerprogramm, das eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einer Recheneinheit abläuft sowie ein Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.A computer program which is set up to carry out each step of the method according to the invention is advantageous if the computer program runs on a computing unit and a storage medium on which the computer program is stored.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher vorgestellt. Dabei zeigen:An exemplary embodiment of the invention is presented in more detail below. Show:
FigurenlisteFigure list
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1 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs in der Nähe eines Bahnhofs;1 a schematic representation of a rail vehicle near a train station; -
2 eine schematische Darstellung des Ablaufs eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.2nd is a schematic representation of the sequence of an embodiment of the method according to the invention.
In dem in
Im Schritt
In Schritt
Im Schritt
In Schritt
In Schritt
Das vorgestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bietet somit die Möglichkeit, die Präzision der Positionsbestimmung mittels eines Slam-Algorithmus mit den ressourcensparenden Eigenschaften einer groben Positionsbestimmung zu verbinden, ohne dass hierfür eine gesonderte Hardware verbaut werden müsste.The presented exemplary embodiment of the method according to the invention thus offers the possibility of combining the precision of the position determination by means of a slam algorithm with the resource-saving properties of a rough position determination, without the need to install special hardware for this.
Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammenhang mit einer Zielbremsung des Schienenfahrzeugs angewendet werden. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahren wird dann laufend die Position des Schienenfahrzeugs ermittelt und mit einer vorgegebenen Halteposition verglichen um das Schienenfahrzeug an der vorgegebenen Halteposition zum Stehen zu bringen. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Zusammenhang mit einer Zielbremsung ist besonders dann vorteilhaft, wenn es sich bei dem Schienenfahrzeug um ein Schienenfahrzeug des öffentlichen Personenverkehrs, wie z.B. eine U-Bahn, eine Straßenbahn oder einen Peoplemover, handelt, da so ein positionsgenaues Anhalten des Schienenfahrzeugs ermöglicht wird, wie es z.B. zum Ausrichten von Einstiegstüren des Schienenfahrzeugs mit Einstiegsbereichen an einem Bahnsteig nötig ist.The method according to the invention can be used particularly advantageously in connection with target braking of the rail vehicle. With the aid of the method according to the invention, the position of the rail vehicle is then continuously determined and compared with a predetermined stop position in order to bring the rail vehicle to a stop at the predetermined stop position. The application of the method according to the invention in connection with target braking is particularly advantageous if the rail vehicle is a rail vehicle for public transport, such as e.g. a subway, a tram or a people mover, as this enables the rail vehicle to be stopped in a precise position, as is the case e.g. to align entrance doors of the rail vehicle with entrance areas on a platform.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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