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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aufnahmeverfahren zur Erzeugung einer Bildinformation während des Betriebs eines Schienenfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Aufnahmevorrichtung zur Ausführung des Aufnahmeverfahrens.
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Eine Vielzahl von Systemen, insbesondere im Rahmen von CBTC befassen sich mit der Überwachung des Betriebs von Schienenfahrzeugen und den entsprechenden Sicherungssystemen. Bei bekannten Systemen kommen Balisen gestützte Ortungssysteme in Kombination mit Radar-Einrichtungen oder On-Board Kilometersystemen zur Lokalisierung von Fahrzeugen zum Einsatz. Weitere Systeme sind fahrzeugseitige Scanner Systeme, um Objekte im Lichtraum zu detektieren. Wenn sich Objekte außerhalb der Sichtweite, aber innerhalb des Halteweges, befinden kann auch eine eingeleitete Notbremsung die Kollision nicht mehr vermeiden.
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In
DE102015207223 A1 ist ein Verfahren zum Lokalisieren eines in einem CBTC-(Communication-Based Train Control) Zugsteuerungs- und Zugsicherungssystems verkehrenden Schienenfahrzeugs mit einer bordeigenen Zugsteuerungseinrichtung und streckenseitigen Zugsicherungseinrichtungen sowie mit einer Lokalisierungseinheit zum Erfassen von Positionswerten während der Fahrt des Schienenfahrzeugs beschrieben, bei dem Positionswerte im Fahrzeug gespeichert werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Betrieb eines Schienenfahrzeugs sicherer zu gestalten.
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Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Aufnahmeverfahren nach Anspruch 1 sowie einer Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 6. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgemäßen Aufnahmeverfahren zur Erzeugung einer Bildinformation während eines Betriebs eines Schienenfahrzeugs, wobei das Schienenfahrzeug einen Schienenweg in Fahrtrichtung entlangkommt, wird erfindungsgemäß während sich das Schienenfahrzeug an einer ersten Stelle des Schienenwegs befindet in einem Erzeugungsschritt dadurch die Bildinformation erzeugt, dass an einer zweiten Stelle des Schienenwegs eine optische Aufnahme erstellt wird, wobei die zweite Stelle in der Fahrtrichtung voraus der ersten Stelle liegt, wobei die Bildinformation die optische Aufnahme selbst ist oder eine Information aus dieser optischen Aufnahme. Die Bildinformation ist beispielsweise ein Foto oder ein Video.
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Es wird mithin eine Bildinformation von einem Ort aus erzeugt, den das Schienenfahrzeug erst später erreichen wird. Dadurch wird vorteilhaft vorausgeschaut.
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In einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Aufnahmeverfahrens wird die Bildinformation in einem Bereitstellungsschritt einer Fahrzeugführung bereitgestellt. Die Fahrzeugführung kann dabei eine Person oder eine Maschine sein, die das Schienenfahrzeug führt.
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Dadurch kann die Fahrzeugführung angepasst werden. Es wird vorteilhaft eine, vom Führerstand aus betrachtet, verlängerte Schichtweite erzeugt. Eine Reaktion des Fahrzeugführers kann dadurch eher eingeleitet werden. Der zur Verfügung stehende Anhalteweg des Schienenfahrzeugs ist damit vorteilhaft verlängert. Eine Haltesichtweite kann weiter in Fahrtrichtung nach vorne verschoben werden und es können bereits Bereiche eingesehen werden, die vom Schienenfahrzeug aus nicht einsehbar sind. Möglichen Kollisionen kann frühzeitiger entgegengewirkt werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Aufnahmeverfahrens, wird die optische Aufnahme in dem Erzeugungsschritt auf Objekte durchsucht, die ein Hindernis für das Schienenfahrzeug darstellen.
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Dadurch kann die Bildinformation auf eine wesentliche Information beschränkt werden. Zudem ist es möglich, Inhalte herauszustellen und damit die Erkennbarkeit zu erhöhen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Aufnahmeverfahrens, wird der Erzeugungsschritt wiederholt ausgeführt, wobei die erste Stelle und die zweite Stelle einen vorbestimmten Abstand beibehalten. Der vorbestimmte Abstand kann dabei selbstverständlich auch ein Bereich sein.
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Dadurch kann die Fahrt des Schienenfahrzeugs kontinuierlich über eine bestimmte Strecke begleitet und abgesichert werden.
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Die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung ist zur Ausübung des zuvor beschriebenen Aufnahmeverfahrens ausgebildet und umfasst mehrere Aufnahmeeinheiten, die entlang eines Schienenwegs angeordnet sind.
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Damit ist vorteilhaft eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Aufnahmeverfahrens bereitgestellt. Dessen Vorteile können somit genutzt werden.
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Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der detaillierten Beschreibung und den Abbildungen ersichtlich. Die Erfindung wird anhand der Abbildungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung in einer beispielhaften Ausgestaltung;
- 2 die Aufnahmevorrichtung in einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung; und
- 3 ein erfindungsgemäßes Aufnahmeverfahren in einer beispielhaften Ausführung.
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In den 1 und 2 ist die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung 10 in jeweils einer beispielhaften Ausgestaltung während einer Ausübung des erfindungsgemäßen Aufnahmeverfahrens 30 schematisch dargestellt. Die Aufnahmevorrichtung 10 ist dazu ausgebildet, eine Bildinformation während eines Betriebs eines Schienenfahrzeugs 11, welches einen Schienenweg 12 entlangkommt, zu erzeugen. Das Schienenfahrzeug 11 bewegt sich dabei in eine Fahrtrichtung 17. Die Fahrtrichtung 17 kann eine Gerade oder ein Bogen sein. Der Schienenweg 12 umfasst insbesondere ein Gleis sowie den Raum oberhalb des Gleises, den das Schienenfahrzeug 11 für den Betrieb benötigt. Die Bildinformation ist dabei beispielsweise ein Foto oder ein Video oder ein Ausschnitt daraus. Die Aufnahmevorrichtung 10 ist dazu ausgebildet, die Bildinformation zu erzeugen. Die Aufnahmevorrichtung 10 ist ferner dazu ausgebildet, an einer zweiten Stelle 14 des Schienenwegs 12 eine optische Aufnahme zu erstellen, während sich das Schienenfahrzeug 11 an einer ersten Stelle 13 des Schienenwegs 12 befindet. Die erste Stelle 13 und die zweite Stelle 14 sind dabei beabstandet zueinander angeordnet.
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Die Aufnahmevorrichtung 10 umfasst mehrere Aufnahmeeinheiten 15. Die Aufnahmeeinheiten 15 sind an bestimmten Standorten angeordnet. Die Aufnahmeeinheiten 15 sind jeweils dazu ausgebildet, eine optische Aufnahme zu erstellen, insbesondere in Fahrtrichtung 17, insbesondere vom Schienenweg 12, insbesondere von einem Raum, den das Schienenfahrzeug 11 beim Befahren des Schienenwegs 12 benötigt, mithin von dem Lichtraum des Schienenfahrzeugs 11. Die Aufnahmeeinheiten 15 verfügen insbesondere über Infrarot- oder Nachtsichttechnik. Die Aufnahmeeinheiten 15 sind entlang des Schienenwegs 12 angeordnet. Die Aufnahmeeinheiten 15 sind insbesondere in regelmäßigen Abständen angeordnet und verfügen insbesondere über aufeinander abgestimmte Fokusse. Die Aufnahmeeinheiten 15 sind beispielsweise an Oberleitungsmasten des Schienenwegs 12 angebracht. Zur Stromversorgung eignen sich verschiede Systeme, beispielsweise eine anliegende Stromversorgung, induktive Systeme oder elektromagnetische Wellen, um eine bedarfsgerechte Stromversorgung der Aufnahmevorrichtungen 15 zu gewährleisten. Insbesondere sind die Aufnahmeeinheiten 15 beidseitig des Schienenwegs 12 montiert, womit es ermöglicht ist, an einer Stelle des Schienenwegs 12 aus zwei voneinander beabstandeten Perspektiven Aufnahmen in die Fahrtrichtung 17 zu machen. Damit ist eine Stereoskopie ermöglicht.
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Die Aufnahmevorrichtung 10 ist bevorzugt ausgebildet, einem Objekt auf den Aufnahmen eine Entfernungsinformation zuzuordnen. Die Aufnahmevorrichtung 10 umfasst bevorzugt eine Bildverarbeitungseinheit. Die Bildverarbeitungseinheit kann in dem Schienenfahrzeug 11 und/oder in der Aufnahmeeinheit 15 und/oder in einer Zentrale 18 angeordnet sein.
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Die Aufnahmevorrichtung 10 umfasst bevorzugt eine Kommunikationsvorrichtung 16. Diese ist in der Weise ausgebildet, dass die Aufnahmeeinheiten 15 mit einer Fahrzeugführung des Schienenfahrzeugs 11 und/oder mit der Zentrale 18 informationsübertragend verbunden sind. Die Kommunikationsvorrichtung 16 umfasst beispielsweise mehrere Kommunikationseinheiten, wobei jeder Aufnahmeeinheit 15 und insbesondere dem Schienenfahrzeug 11 eine Kommunikationseinheit zugeordnet ist. Die Kommunikationsvorrichtung 16 ist insbesondere für eine Kommunikation per Funk, beispielsweise per Mobilfunk, ausgebildet. Die Aufnahmevorrichtung 10 verfügt zudem insbesondere über eine Anzeigeeinheit, auf der die Bildinformation darstellbar ist. Die Anzeigeeinheit ist hierbei bei der Fahrzeugführung des Schienenfahrzeugs 11 und/oder bei der Zentrale 18 angeordnet. Die Anzeigeeinheit dient dabei als Schnittstelle zwischen Mensch und Maschine.
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Die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung 10 ist dazu ausgebildet, eine Sichtweite 19 zu verlängern. Die Sichtweite 19 ist hierbei die Strecke, die ein Fahrzeugführer vom Führerstand aus in Fahrtrichtung 17 auf den Schienenweg 12 hat. Die Aufnahmevorrichtung 10 ist ausgebildet, eine verlängerte Sichtweite 20 zu erzeugen. Dies ist in der 2 beispielhaft perspektivisch dargestellt. Die erste Stelle 13 liegt hier vor einer Kurve. Die zweite Stelle 14 liegt am Ausgang der Kurve.
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Die Aufnahmevorrichtung 10 ist ausgebildet, das erfindungsgemäße Aufnahmeverfahren 30, das in der 3 in einer beispielhaften Ausführung schematisch von einem Start 31 bis zu einem Ende 35 mit beispielhaften Verfahrensschritten 32, 33, 34 dargestellt ist.
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In dem erfindungsgemäßen Aufnahmeverfahren 30 wird in einem Erzeugungsschritt 33 eine Bildinformation erzeugt., während das Schienenfahrzeug 11 den Schienenweg 12 nutzt und sich an der ersten Stelle 13 befindet. Insbesondere fährt oder rollt das Schienenfahrzeug 11 den Schienenweg 12 entlang in eine Richtung, die hier als Fahrtrichtung 17 definiert ist. Die Bildinformation ist eine Information über die optische Beschaffenheit des Schienenwegs 12, inklusive des vom Schienenfahrzeug 11 benötigten Raums, von der zweiten Stelle 14 aus in Fahrtrichtung 17 betrachtet. Die Bildinformation ist ein Foto oder ein Video oder eine Information aus dem Foto oder dem Video. Gewonnen wird die Bildinformation durch das Anfertigen einer optischen Aufnahme, beispielsweise eines Fotos oder Videos, insbesondere auch per Infrarot- oder Nachtsichttechnik. Die Bildinformation ist diese optische Aufnahme selbst und/oder eine durch Bildverarbeitung ermittelte Information aus dieser optischen Aufnahme. Beispielsweise werden optische Aufnahmen aus dem nichtsichtbaren Bereich elektromagnetischer Strahlung in sichtbare Aufnahmen umgewandelt. Die Bildverarbeitung ist dabei Bestandteil des Erzeugungsschritts 33. So wird beispielsweise in der Bildverarbeitung die optische Aufnahme auf Objekte überprüft, die dem Schienenfahrzeug 11 hinderlich sein könnten. Wird ein derartiges Objekt ermittelt, könnte die Bildinformation auch allein darin bestehen, von dem Vorhandensein dieses Objekts zu informieren.
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Zudem kann die Bildverarbeitung darin bestehen, ein Bild für einen anderen Sichtpunkt zwischen den zwei Aufnahmeeinheiten 15 näherungsweise zu generieren. Aus den in Abständen zur Verfügung stehenden optischen Aufnahmen der Aufnahmeeinheiten 15 werden insbesondere fiktive optische Aufnahmen von Standorten zwischen zwei Standorten der Aufnahmeeinheiten 15 erzeugt, welche ein Bild oder Video sind, als ob es einen weiteren Standort gäbe. Solche Bilder oder Videos können über Zoomfaktoren, Strecken und Überlagerungen generiert werden. Die Technik dazu ist im Stand der Technik bekannt. Insbesondere wird im Erzeugungsschritt 33 auf diese Weise ein Echtzeitvideo erzeugt, welches vergleichbar mit einem Video ist, welches mit einer im Schienenfahrzeug 11 mitgeführten Kamera aufgenommen wäre.
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Der Abstand zwischen der ersten Stelle 13 und der zweiten Stelle 14 ist vordefiniert. Der Abstand kann dabei selbstverständlich auch ein Abstandsbereich sein. Der Abstand kann zudem variabel sein, insbesondere in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 11, wobei der Abstand mit höherer Geschwindigkeit größer ist als bei niedrigerer Geschwindigkeit. Vor dem Erzeugungsschritt 33 kann das Aufnahmeverfahren 30 einen Bestimmungsschritt 32 umfassen. Dabei wird insbesondere bestimmt, wo sich das Schienenfahrzeug 11 befindet und/oder welche Geschwindigkeit das Schienenfahrzeug 11 hat.
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Nach dem Erzeugungsschritt 33 wird bevorzugt ein Bereitstellungsschritt 34 durchgeführt. Dabei wird die Bildinformation der Fahrzeugführung bereitgestellt. Die Fahrzeugführung ist eine Person oder eine Maschine, die das Schienenfahrzeug 12 führt. Die Bereitstellung erfolgt bevorzugt in Echtzeit.
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Wenigstens einer der Verfahrensschritte 32, 33, 34 des Aufnahmeverfahrens 30 wird bevorzugt wiederholt ausgeführt, während das Schienenfahrzeug 11 in Bewegung ist. Dabei werden die erste Stelle 13 und die zweite Stelle 14 zumindest schrittweise mitgeführt. Das bedeutet, die als erste Stelle 13 und die als zweite Stelle 14 definierten Standorte bewegen sich zumindest schrittweise in der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 11 in Fahrtrichtung 17. Der Abstand zwischen der ersten Stelle 13 und der zweiten Stelle 14 bleibt dabei zumindest bei konstanter Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 11 in einem vordefinierten Bereich.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Aufnahmevorrichtung
- 11
- Schienenfahrzeug
- 12
- Schienenweg
- 13
- Erste Stelle
- 14
- Zweite Stelle
- 15
- Aufnahmeeinheit
- 16
- Kommunikationsvorrichtung
- 17
- Fahrtrichtung
- 18
- Zentrale
- 19
- Sichtweite
- 20
- Verlängerte Sichtweite
- 30
- Aufnahmeverfahren
- 31
- Start
- 32
- Bestimmungsschritt
- 33
- Erzeugungsschritt
- 34
- Bereitstellungsschritt
- 35
- Ende
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015207223 A1 [0003]
