EP2147845A2 - Method for monitoring a display unit, in particular a display unit in a vehicle - Google Patents

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EP2147845A2
EP2147845A2 EP09163490A EP09163490A EP2147845A2 EP 2147845 A2 EP2147845 A2 EP 2147845A2 EP 09163490 A EP09163490 A EP 09163490A EP 09163490 A EP09163490 A EP 09163490A EP 2147845 A2 EP2147845 A2 EP 2147845A2
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EP
European Patent Office
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display unit
display
value
actual value
detected
Prior art date
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Withdrawn
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EP09163490A
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German (de)
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EP2147845A3 (en
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Markus Hollfelder
Klaus Döbeling
Stefan Rothbauer
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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    • B61L15/0094—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or vehicle train for signalling purposes ; On-board control or communication systems
    • B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or vehicle train for signalling purposes ; On-board control or communication systems
    • B61L15/009—On-board display devices

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a display unit, in particular a display unit in a vehicle, preferably in a rail vehicle.
  • a redundant display of the value on independent routes of action is generated in the cockpit at the operator station of the rail vehicle.
  • the speed of the rail vehicle is reproduced on an analogue tachometer via a needle display and, secondly, as a digital value on a liquid crystal screen. If the two values deviate, a failure can be detected by the operator of the rail vehicle.
  • the operator of the rail vehicle constantly has to monitor the displayed values and has to react on his own initiative in the event of a value failure or a deviation of the values from one another. The operator must thus perform another monitoring function, which he under Forget circumstances or which distracts him from the control of the rail vehicle.
  • the object of the invention is to provide monitoring of a display unit which automatically recognizes errors in the display of values on the display unit.
  • the method according to the invention is used in particular for monitoring a display unit in a rail vehicle, but it can also be used in any other vehicles or means of transport, such as vehicles. Motor vehicles (cars and trucks), aircraft, ships and the like can be used. In addition to vehicles, the method according to the invention can also be used for other technical systems in which a correct display on a display unit is of relevance.
  • a further field of application is, for example, the use of the method in a technical production plant or process control plant, for example by to supervise the production to ensure the quality of the manufactured products.
  • a display output on the display unit to be monitored is optically detected with a detection means.
  • an actual value displayed on the display unit is determined from the optically detected display, and finally in a step c) the determined actual value is compared with a setpoint value to be displayed on the display unit and in normal operation corresponding to the actual value, an error being detected when the actual value deviates by a predetermined amount or more from the target value to be displayed.
  • the term "deviation of the actual value from the nominal value” is to be interpreted broadly and includes not only differences between the two values, but also the case that the actual value, for example in case of failure of the display unit, can not be determined at all. If appropriate, the predetermined dimension can also be selected to be arbitrarily small (even zero), so that even small changes between setpoint and actual value can be detected.
  • the method according to the invention is characterized by an automatic monitoring of the communication path between a nominal value initially generated and the target value to be displayed up to its display as an actual value on a display unit.
  • the actual value provided at the end of the communication path is determined by optically detecting the display on which the actual value is reproduced, whereby errors can be detected automatically by comparing the actual value with the actual target value to be displayed without an operator having to monitor a plurality of redundant displays.
  • the method has the additional advantage that no technical components on the effective path between generation of the setpoint and display of the actual value must be monitored with regard to occurring errors. Such monitoring is very complex or technically partly not feasible.
  • the optical detection of the display output on the display unit takes place in that an image of the display unit is recorded with a camera device, in particular a digital camera device.
  • This image may then be suitably analyzed by any image recognition method known in the art to extract the actual value from the captured image.
  • the display unit to be monitored is a screen, in particular a Liquid crystal screen, wherein in step a) the screen is optically detected.
  • a camera device in combination with an image recognition method is preferably used as detection means. That is, the camera device captures an image of the screen and this image is analyzed by a suitable image recognition method to determine the displayed actual value.
  • the display unit comprises an analog pointer display, wherein in step a), the analog pointer display is optically detected.
  • a plurality of light-dark sensors can be used in one embodiment of the invention.
  • the use of light-dark sensors is particularly in the case of a display unit to be monitored in the form of an analog pointer display into consideration.
  • the light-dark sensors are preferably arranged on the analog pointer display such that the position of the pointer of the analog pointer display and, therefrom, the displayed actual value are determined via the light-dark detection of the sensors.
  • a band of a plurality of light-dark sensors could be arranged, whereby a corresponding sensor is covered by the tip of the pointer. From the dark detection of this sensor and its predetermined position then the actual value of the pointer display can be determined.
  • the desired value to be displayed is a state value detected by a detection device, in particular a state value detected on a vehicle and preferably on a rail vehicle.
  • the state value could indicate the speed of the vehicle, which is determined, for example, via a corresponding measuring device on the wheels of the vehicle or with GPS.
  • the desired value to be displayed is read out via a bus or another physical transmission channel.
  • a bus system such a bus system generally always being provided when the method according to the invention is used in a vehicle.
  • one or more measures are performed after the detection of a fault in step c). For example, a warning signal may be issued to the operator to inform him that the value on the display unit may not be correct. Likewise, the display unit may be switched off or darkened or the display unit may be reset and reinitialized to thereby possibly correct the error.
  • step b not only a single actual value is determined in step b), but several actual values of different parts of the display unit are determined. These actual values are then compared in step c) with a plurality of corresponding desired values, an error being detected for each deviation between the respective actual values and desired values.
  • the invention further relates to a device for monitoring a display unit, in particular a display unit in a vehicle, preferably in a rail vehicle, comprising detection means for optically detecting a display output on the display unit and an evaluation means which in operation on the Display unit displayed from the optically detected display and compares the determined actual value with a displayed on the display unit setpoint.
  • the evaluation means detects a Error if the actual value deviates by a predetermined amount or more from the setpoint to be displayed.
  • the evaluation means can be distributed over several technical components.
  • the device according to the invention is designed such that any desired variant of the method according to the invention described above can be carried out with the device.
  • FIG. 1 schematically shows a device for carrying out an embodiment of the method according to the invention.
  • a display unit in the form of a TFT screen is designated by reference numeral 1.
  • measured values are to be reproduced, which are measured by a corresponding measuring unit 6 in the rail vehicle.
  • the measured values thus represent desired values in the sense of claim 1.
  • a measured value from the measuring unit 6 is supplied to a bus system 5, such a bus system normally being always provided in a rail vehicle.
  • the measured value is then tapped by the display unit 1 and the display unit generates from the setpoint a corresponding display of an actual value, wherein in normal operation the actual value corresponds to the desired value.
  • a digital camera 2 which receives the display unit 1.
  • the camera is preferably a video camera, in particular a digital one Video camera which generates a picture stream from a sequence of pictures.
  • the camera may also be a single-frame camera, which takes a picture of the display unit at predetermined intervals.
  • the captured images are automatically calibrated and subjected to image analysis.
  • the setpoint determined with the evaluation unit 3 is subsequently supplied to a control unit 4, which compares the actual value with the desired value and carries out appropriate countermeasures if there is a sufficient deviation between these values, for example a dark switching of the display unit, a reboot of the display unit or other measures to bring about a safe condition.
  • the actual value generated in the evaluation unit 3 can also be supplied, alternatively or additionally, to the measuring unit 6, which itself carries out a comparison between the actual value and the desired value and can then also initiate equivalent countermeasures.
  • the TFT screen should provide a high-contrast display, so that the values displayed on it with the image recognition process can be recognized well.
  • the method can also be used for any other display units, for example, for an analog speedometer display, for example, by high-contrast markers or landmarks on the display, such as center, pointer display, zero position and the like, an image recognition is enabled by the camera device, from which the displayed Actual value can be derived.
  • the method described above has a number of advantages.
  • no redundant output of safety-relevant values in the cockpit of a rail vehicle must be used, as a result of which display elements can be saved, if necessary.
  • the security responsibility for the values to be monitored promptly on the display unit is shifted by the operator to a machine recognition, whereby the security can be significantly increased.
  • the method according to the invention can be used not only in rail vehicles, but also for any other displays in technical systems. Particularly advantageous is the use of the method according to the invention for display units, on which values are displayed which require constant monitoring for up-to-dateness and correct output.

Abstract

The method involves optically detecting a display output on a display unit (1) e.g. thin film transistor display and LCD, using a digital camera (2). An actual value displayed on the display unit is determined from the optically detected display. The determined actual value is compared with a reference value to be displayed on the display unit, where the reference value is read over a bus system (5). An error is detected when the actual value is deviated around a preset measure or from the reference value. A warning signal is output, and the display unit is disconnected or shaded and reset. An independent claim is also included for a device for monitoring a display unit in a vehicle i.e. rail vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Anzeigeeinheit, insbesondere einer Anzeigeeinheit in einem Fahrzeug, vorzugsweise in einem Schienenfahrzeug.The invention relates to a method for monitoring a display unit, in particular a display unit in a vehicle, preferably in a rail vehicle.

In einer Vielzahl von technischen Gebieten werden bestimmte Parameter von technischen Komponenten eines technischen Systems zur Information bzw. zur Steuerung einem Bediener über eine Anzeigeeinheit mitgeteilt. Oftmals handelt es sich dabei um sicherheitsrelevante Parameter, welche dem Bediener korrekt angezeigt werden sollten. Insbesondere bei Verkehrsmitteln, wie z.B. Schienenfahrzeugen, ist es besonders wichtig, dass bestimmte Anzeigeeinheiten den korrekten Wert wiedergeben, da eine falsche Steuerung des Schienenfahrzeugs aufgrund eines falsch wiedergegebenen Werts schwerwiegende Folgen, wie z.B. Kollisionen mit anderen Schienenfahrzeugen, Entgleisungen und dergleichen, nach sich ziehen kann.In a variety of technical fields, certain parameters of technical components of a technical information or control system are communicated to an operator via a display unit. Often these are safety-relevant parameters which should be displayed to the operator correctly. In particular with means of transport, such as Rail vehicles, it is particularly important that certain display units reflect the correct value, since a wrong control of the rail vehicle due to an incorrectly reproduced value serious consequences, such as. Collisions with other rail vehicles, derailments and the like, can result.

In Schienenfahrzeugen wird zur Sicherstellung, dass eine Anzeige auch einen korrekten Wert wiedergibt, eine redundante Anzeige des Werts auf unabhängigen Wirkwegen in dem Cockpit am Bedienerstand des Schienenfahrzeugs generiert. Beispielsweise wird die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zum einen auf einem analogen Tacho per Nadelanzeige und zum anderen als Digitalwert an einem Flüssigkristallbildschirm wiedergegeben. Bei Abweichungen beider Werte kann durch den Bediener des Schienenfahrzeugs ein Ausfall erfasst werden. Dabei ist es nachteilig, dass der Bediener des Schienenfahrzeugs die angezeigten Werte laufend überwachen muss und von sich aus bei Ausfall eines Wertes bzw. bei einer Abweichung der Werte voneinander geeignet reagieren muss. Der Bediener muss somit eine weitere Überwachungsfunktion durchführen, die er unter Umständen vergessen kann bzw. welche ihn von der Steuerung des Schienenfahrzeugs ablenkt.In rail vehicles, in order to ensure that a display also reflects a correct value, a redundant display of the value on independent routes of action is generated in the cockpit at the operator station of the rail vehicle. By way of example, the speed of the rail vehicle is reproduced on an analogue tachometer via a needle display and, secondly, as a digital value on a liquid crystal screen. If the two values deviate, a failure can be detected by the operator of the rail vehicle. In this case, it is disadvantageous that the operator of the rail vehicle constantly has to monitor the displayed values and has to react on his own initiative in the event of a value failure or a deviation of the values from one another. The operator must thus perform another monitoring function, which he under Forget circumstances or which distracts him from the control of the rail vehicle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Überwachung einer Anzeigeeinheit bereitzustellen, welches automatisch Fehler bei der Anzeige von Werten auf der Anzeigeeinheit erkennt.The object of the invention is to provide monitoring of a display unit which automatically recognizes errors in the display of values on the display unit.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Verfahrens nach Patentanspruch 1 oder durch die Merkmale der Vorrichtung nach Patentanspruch 13 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved by the features of the method according to claim 1 or by the features of the device according to claim 13. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere zur Überwachung einer Anzeigeeinheit in einem Schienenfahrzeug eingesetzt, kann jedoch auch in beliebigen anderen Fahrzeugen bzw. Verkehrsmitteln, wie z.B. Kraftfahrzeugen (PKWs und LKWs), Flugzeugen, Schiffen und dergleichen verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann neben Fahrzeugen auch für andere technische Systeme verwendet werden, bei denen eine korrekte Anzeige auf einer Anzeigeeinheit von Relevanz ist. Ein weiterer Einsatzbereich ist beispielsweise der Einsatz des Verfahrens in einer technischen Fertigungsanlage oder Prozesssteuerungsanlage, um z.B. die Produktion zur Sicherstellung der Qualität der hergestellten Erzeugnisse zu überwachen.The method according to the invention is used in particular for monitoring a display unit in a rail vehicle, but it can also be used in any other vehicles or means of transport, such as vehicles. Motor vehicles (cars and trucks), aircraft, ships and the like can be used. In addition to vehicles, the method according to the invention can also be used for other technical systems in which a correct display on a display unit is of relevance. A further field of application is, for example, the use of the method in a technical production plant or process control plant, for example by to supervise the production to ensure the quality of the manufactured products.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem Schritt a) eine auf der zu überwachenden Anzeigeeinheit ausgegebene Anzeige mit einem Erfassungsmittel optisch erfasst. In einem Schritt b) wird ein auf der Anzeigeeinheit angezeigter Istwert aus der optisch erfassten Anzeige ermittelt, und schließlich wird in einem Schritt c) der ermittelte Istwert mit einem auf der Anzeigeeinheit anzuzeigenden und im Normalbetrieb dem Istwert entsprechenden Sollwert verglichen, wobei ein Fehler detektiert wird, wenn der Istwert um ein vorbestimmtes Maß oder mehr von dem anzuzeigenden Sollwert abweicht. Der Begriff "Abweichung des Istwerts vom Sollwert" ist dabei weit auszulegen und umfasst nicht nur Differenzen zwischen den beiden Werten, sondern auch den Fall, dass der Istwert, beispielsweise bei Ausfall der Anzeigeeinheit, überhaupt nicht ermittelt werden kann. Das vorbestimmte Maß kann gegebenenfalls auch beliebig klein (auch Null) gewählt werden, so dass auch geringe Veränderungen zwischen Soll- und Istwert erfasst werden können.In the method according to the invention, in a step a), a display output on the display unit to be monitored is optically detected with a detection means. In a step b), an actual value displayed on the display unit is determined from the optically detected display, and finally in a step c) the determined actual value is compared with a setpoint value to be displayed on the display unit and in normal operation corresponding to the actual value, an error being detected when the actual value deviates by a predetermined amount or more from the target value to be displayed. The term "deviation of the actual value from the nominal value" is to be interpreted broadly and includes not only differences between the two values, but also the case that the actual value, for example in case of failure of the display unit, can not be determined at all. If appropriate, the predetermined dimension can also be selected to be arbitrarily small (even zero), so that even small changes between setpoint and actual value can be detected.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch eine automatische Überwachung des Kommunikationswegs zwischen einem ursprünglich erzeugten und anzuzeigenden Sollwert bis zu dessen Anzeige als Istwert auf einer Anzeigeeinheit aus. Der am Ende des Kommunikationswegs bereitgestellte Istwert wird durch ein optisches Erfassen der Anzeige ermittelt, auf welcher der Istwert wiedergegeben wird, wobei durch den Vergleich des Istwerts mit dem eigentlich anzuzeigenden Sollwert automatisch Fehler detektiert werden können, ohne dass ein Bediener mehrere redundante Anzeigen überwachen muss. Das Verfahren hat darüber hinaus den Vorteil, dass keine technischen Komponenten auf dem Wirkweg zwischen Erzeugung des Sollwerts und Anzeige des Istwerts im Hinblick auf auftretende Fehler überwacht werden müssen. Eine solche Überwachung ist sehr aufwändig bzw. technisch teilweise auch nicht realisierbar.The method according to the invention is characterized by an automatic monitoring of the communication path between a nominal value initially generated and the target value to be displayed up to its display as an actual value on a display unit. The actual value provided at the end of the communication path is determined by optically detecting the display on which the actual value is reproduced, whereby errors can be detected automatically by comparing the actual value with the actual target value to be displayed without an operator having to monitor a plurality of redundant displays. The method has the additional advantage that no technical components on the effective path between generation of the setpoint and display of the actual value must be monitored with regard to occurring errors. Such monitoring is very complex or technically partly not feasible.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die optische Erfassung der auf der Anzeigeeinheit ausgegebenen Anzeige dadurch, dass ein Bild der Anzeigeeinheit mit einer Kameraeinrichtung, insbesondere einer digitalen Kameraeinrichtung, aufgenommen wird. Dieses Bild kann dann in geeigneter Weise mit beliebigen aus dem Stand der Technik bekannten Bilderkennungsverfahren analysiert werden, um den Istwert aus dem aufgenommenen Bild zu extrahieren.In a preferred variant of the method according to the invention, the optical detection of the display output on the display unit takes place in that an image of the display unit is recorded with a camera device, in particular a digital camera device. This image may then be suitably analyzed by any image recognition method known in the art to extract the actual value from the captured image.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die zu überwachende Anzeigeeinheit ein Bildschirm, insbesondere ein Flüssigkristallbildschirm, wobei in Schritt a) der Bildschirm optisch erfasst wird. Dabei wird vorzugsweise als Erfassungsmittel eine Kameraeinrichtung in Kombination mit einem Bilderkennungsverfahren eingesetzt. Das heißt, die Kameraeinrichtung nimmt ein Bild des Bildschirms auf und dieses Bild wird mit einem geeigneten Bilderkennungsverfahren analysiert, um hieraus den angezeigten Istwert zu ermitteln. Zusätzlich oder alternativ ist es jedoch auch möglich, dass die Anzeigeeinheit eine analoge Zeigeranzeige umfasst, wobei in Schritt a) die analoge Zeigeranzeige optisch erfasst wird.In a particularly preferred embodiment, the display unit to be monitored is a screen, in particular a Liquid crystal screen, wherein in step a) the screen is optically detected. In this case, a camera device in combination with an image recognition method is preferably used as detection means. That is, the camera device captures an image of the screen and this image is analyzed by a suitable image recognition method to determine the displayed actual value. Additionally or alternatively, however, it is also possible that the display unit comprises an analog pointer display, wherein in step a), the analog pointer display is optically detected.

Neben oder alternativ zu einem optischen Erfassungsmittel in der Form einer Kamera kann in einer Ausführungsform der Erfindung eine Mehrzahl von Hell-Dunkel-Sensoren eingesetzt werden. Die Verwendung von Hell-Dunkel-Sensoren kommt insbesondere bei einer zu überwachenden Anzeigeeinheit in der Form einer analogen Zeigeranzeige in Betracht. In diesem Fall werden die Hell-Dunkel-Sensoren vorzugsweise derart an der analogen Zeigeranzeige angeordnet, dass über die Hell-Dunkel-Erkennung der Sensoren die Position des Zeigers der analogen Zeigeranzeige und hieraus der angezeigte Istwert ermittelt wird. Beispielsweise könnte entlang des Umfangs der Zeigeranzeige ein Band aus einer Vielzahl von Hell-Dunkel-Sensoren angeordnet sein, wobei durch die Spitze des Zeigers ein entsprechender Sensor abgedeckt wird. Aus der Dunkel-Erkennung dieses Sensors und seiner vorgegebenen Position kann dann der Istwert der Zeigeranzeige bestimmt werden.In addition to or as an alternative to an optical detection means in the form of a camera, a plurality of light-dark sensors can be used in one embodiment of the invention. The use of light-dark sensors is particularly in the case of a display unit to be monitored in the form of an analog pointer display into consideration. In this case, the light-dark sensors are preferably arranged on the analog pointer display such that the position of the pointer of the analog pointer display and, therefrom, the displayed actual value are determined via the light-dark detection of the sensors. For example, along the circumference of the pointer display, a band of a plurality of light-dark sensors could be arranged, whereby a corresponding sensor is covered by the tip of the pointer. From the dark detection of this sensor and its predetermined position then the actual value of the pointer display can be determined.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der anzuzeigende Sollwert ein mit einer Erfassungseinrichtung erfasster Zustandswert, insbesondere ein an einem Fahrzeug und vorzugsweise an einem Schienenfahrzeug erfasster Zustandswert. Beispielsweise könnte der Zustandswert die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigen, welche z.B. über eine entsprechende Messvorrichtung an den Rädern des Fahrzeugs oder mit GPS ermittelt wird.In a further, preferred embodiment of the method according to the invention, the desired value to be displayed is a state value detected by a detection device, in particular a state value detected on a vehicle and preferably on a rail vehicle. For example, the state value could indicate the speed of the vehicle, which is determined, for example, via a corresponding measuring device on the wheels of the vehicle or with GPS.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der anzuzeigende Sollwert über einen Bus oder einen anderen physikalischen Übertragungskanal ausgelesen. Hierdurch wird ein besonders einfacher Zugriff auf den Sollwert über ein Bussystem ermöglicht, wobei bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Fahrzeug ein solches Bussystem im Regelfall immer vorgesehen ist.In a further embodiment of the method according to the invention, the desired value to be displayed is read out via a bus or another physical transmission channel. As a result, a particularly simple access to the desired value is made possible by means of a bus system, such a bus system generally always being provided when the method according to the invention is used in a vehicle.

In einer Ausführungsform der Erfindung werden eine oder mehrere Maßnahmen nach der Detektion eines Fehlers im Schritt c) durchgeführt. Beispielsweise kann ein Warnsignal für den Bediener ausgegeben werden, damit dieser darüber informiert ist, dass der Wert auf der Anzeigeeinheit möglicherweise nicht korrekt ist. Ebenso kann die Anzeigeeinheit abgeschaltet oder abgedunkelt werden oder die Anzeigeeinheit kann zurückgesetzt und neu initialisiert werden, um hierdurch ggf. den Fehler zu beheben.In one embodiment of the invention, one or more measures are performed after the detection of a fault in step c). For example, a warning signal may be issued to the operator to inform him that the value on the display unit may not be correct. Likewise, the display unit may be switched off or darkened or the display unit may be reset and reinitialized to thereby possibly correct the error.

In einer weiteren, bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nicht nur ein einzelner Istwert in Schritt b) ermittelt, sondern es werden mehrere Istwerte von unterschiedlichen Teilen der Anzeigeeinheit ermittelt. Diese Istwerte werden dann in Schritt c) mit mehreren entsprechenden Sollwerten verglichen, wobei ein Fehler für jede Abweichung zwischen den jeweiligen Istwerten und Sollwerten detektiert wird.In a further, preferred embodiment of the method according to the invention not only a single actual value is determined in step b), but several actual values of different parts of the display unit are determined. These actual values are then compared in step c) with a plurality of corresponding desired values, an error being detected for each deviation between the respective actual values and desired values.

Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ferner eine Vorrichtung zur Überwachung einer Anzeigeeinheit, insbesondere einer Anzeigeeinheit in einem Fahrzeug, vorzugsweise in einem Schienenfahrzeug, umfassend ein Erfassungsmittel zum optischen Erfassen einer auf der Anzeigeeinheit ausgegebenen Anzeige sowie ein Auswertemittel, welches im Betrieb einen auf der Anzeigeeinheit angezeigten Istwert aus der optisch erfassten Anzeige ermittelt und den ermittelten Istwert mit einem auf der Anzeigeeinheit anzuzeigenden Sollwert vergleicht. Dabei detektiert das Auswertemittel einen Fehler, wenn der Istwert um ein vorbestimmtes Maß oder mehr von dem anzuzeigenden Sollwert abweicht. Das Auswertemittel kann dabei gegebenenfalls auf mehrere technische Komponenten verteilt sein. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung derart ausgestaltet, dass jede beliebige Variante des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens mit der Vorrichtung durchführbar ist.In addition to the method described above, the invention further relates to a device for monitoring a display unit, in particular a display unit in a vehicle, preferably in a rail vehicle, comprising detection means for optically detecting a display output on the display unit and an evaluation means which in operation on the Display unit displayed from the optically detected display and compares the determined actual value with a displayed on the display unit setpoint. In this case, the evaluation means detects a Error if the actual value deviates by a predetermined amount or more from the setpoint to be displayed. If appropriate, the evaluation means can be distributed over several technical components. Preferably, the device according to the invention is designed such that any desired variant of the method according to the invention described above can be carried out with the device.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Fig. 1 erläutert, welche schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt.Exemplary embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying FIG. 1, which schematically shows a device for carrying out an embodiment of the method according to the invention.

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren in Bezug auf die Überwachung einer Anzeigeeinheit in einem Schienenfahrzeug beschrieben. Im Cockpit eines solchen Schienenfahrzeugs sind eine Vielzahl von Anzeigeeinheiten vorgesehen, wobei bestimmte Anzeigeeinheiten sicherheitsrelevante Daten, wie z.B. die Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder den Zustand bestimmter technischer Komponenten des Fahrzeugs, wiedergibt. In Fig. 1 ist eine solche Anzeigeeinheit in der Form eines TFT-Bildschirms mit Bezugszeichen 1 bezeichnet. Auf dieser Anzeigeeinheit 1 sollen Messwerte wiedergegeben werden, welche von einer entsprechenden Messeinheit 6 im Schienenfahrzeug gemessen werden. Die Messwerte stellen somit Sollwerte im Sinne von Anspruch 1 dar. In dem Szenario der Fig. 1 wird ein Messwert aus der Messeinheit 6 an ein Bussystem 5 geliefert, wobei ein solches Bussystem im Regelfall immer in einem Schienenfahrzeug vorgesehen ist. Der Messwert wird dann von der Anzeigeeinheit 1 abgegriffen und die Anzeigeeinheit generiert aus dem Sollwert eine entsprechende Anzeige eines Istwerts, wobei im Normalbetrieb der Istwert dem Sollwert entspricht.The method according to the invention in relation to the monitoring of a display unit in a rail vehicle will be described below. In the cockpit of such a rail vehicle, a plurality of display units are provided, wherein certain display units provide safety-relevant data, such as e.g. the speed of the vehicle or the condition of certain technical components of the vehicle. In Fig. 1, such a display unit in the form of a TFT screen is designated by reference numeral 1. On this display unit 1 measured values are to be reproduced, which are measured by a corresponding measuring unit 6 in the rail vehicle. The measured values thus represent desired values in the sense of claim 1. In the scenario of FIG. 1, a measured value from the measuring unit 6 is supplied to a bus system 5, such a bus system normally being always provided in a rail vehicle. The measured value is then tapped by the display unit 1 and the display unit generates from the setpoint a corresponding display of an actual value, wherein in normal operation the actual value corresponds to the desired value.

Um eine Abweichung vom Normalbetrieb festzustellen, wird in der Ausführungsform der Fig. 1 eine digitale Kamera 2 verwendet, welche die Anzeigeeinheit 1 aufnimmt. Die Kamera ist dabei vorzugsweise eine Videokamera, insbesondere eine digitale Videokamera, welche einen Bildstrom aus einer Folge von Bildern erzeugt. Gegebenenfalls kann die Kamera jedoch auch eine Einzelbildkamera sein, welche in vorgegebenen Abständen ein Bild von der Anzeigeeinheit aufnimmt. Die von der Kamera erzeugten Bilder werden über eine Schnittstelle mit geringer Latenzzeit, z.B. basierend auf GigE (GigE = Gigabit Ethernet), oder über eine analoge Schnittstelle einer der Kamera zugeordneten Auswerteeinheit 3 zugeführt. Diese Auswerteeinheit kann ggf. auch Teil der Kamera sein.In order to determine a deviation from normal operation, in the embodiment of FIG. 1, a digital camera 2 is used, which receives the display unit 1. The camera is preferably a video camera, in particular a digital one Video camera which generates a picture stream from a sequence of pictures. Optionally, however, the camera may also be a single-frame camera, which takes a picture of the display unit at predetermined intervals. The images generated by the camera are supplied via an interface with low latency, eg based on GigE (GigE = Gigabit Ethernet), or via an analog interface of an evaluation unit 3 associated with the camera. If necessary, this evaluation unit can also be part of the camera.

Mit der Auswerteeinheit 3 werden die erfassten Bilder automatisch kalibriert und einer Bildanalyse unterzogen. Bei dieser Analyse wird ein gängiges Bilderkennungsverfahren eingesetzt, um die in den jeweiligen Bildern enthaltenen Istwerte zu extrahieren. Es können Texterkennungsverfahren (sog. OCR-Verfahren; OCR = Optical Character Recognition) eingesetzt werden, aus denen Ziffern bzw. Buchstaben des Istwerts ermittelt werden. Gegebenenfalls können auch mehrere Istwerte auf der Anzeigeeinheit extrahiert werden. In diesem Fall werden auch mehrere Sollwerte über den Bus 5 an die Anzeigeeinheit 1 geliefert. Der mit der Auswerteeinheit 3 ermittelte Sollwert wird anschließend an ein Steuergerät 4 geliefert, welche den Istwert mit dem Sollwert vergleicht und bei einer ausreichenden Abweichung zwischen diesen Werten entsprechende Gegenmaßnahmen durchführt, beispielsweise ein Dunkelschalten der Anzeigeeinheit, einen Reboot der Anzeigeeinheit oder sonstige Maßnahmen zur Herbeiführung eines sicheren Zustands. Der in der Auswerteeinheit 3 erzeugte Istwert kann ferner auch alternativ oder zusätzlich der Messeinheit 6 zugeführt werden, welche selbst einen Vergleich zwischen Ist- und Sollwert durchführt und anschließend ebenfalls gleichwertige Gegenmaßnahmen einleiten kann.With the evaluation unit 3, the captured images are automatically calibrated and subjected to image analysis. In this analysis, a common image recognition method is used to extract the actual values contained in the respective images. It can be used text recognition methods (so-called OCR method, OCR = Optical Character Recognition), from which numbers or letters of the actual value are determined. If appropriate, a plurality of actual values can also be extracted on the display unit. In this case, a plurality of setpoint values are supplied via the bus 5 to the display unit 1. The setpoint determined with the evaluation unit 3 is subsequently supplied to a control unit 4, which compares the actual value with the desired value and carries out appropriate countermeasures if there is a sufficient deviation between these values, for example a dark switching of the display unit, a reboot of the display unit or other measures to bring about a safe condition. The actual value generated in the evaluation unit 3 can also be supplied, alternatively or additionally, to the measuring unit 6, which itself carries out a comparison between the actual value and the desired value and can then also initiate equivalent countermeasures.

Anhand von Fig. 1 wurde ein Verfahren beschrieben, bei dem die Anzeige eines TFT-Bildschirms erfasst wurde. Der TFT-Bildschirm sollte dabei eine kontrastreiche Darstellung liefern, so dass die darauf angezeigten Werte mit dem Bilderkennungsverfahren gut erkannt werden können. Das Verfahren kann jedoch auch für beliebige andere Anzeigeeinheiten verwendet werden, beispielsweise für eine analoge Tachoanzeige, wobei z.B. durch kontrastreiche Markierungen oder Orientierungspunkte auf der Anzeige, wie Mittelpunkt, Nadelanzeige, Nulllage und dergleichen, eine Bilderkennung durch die Kameraeinrichtung ermöglicht wird, aus welcher der angezeigte Istwert abgeleitet werden kann.With reference to Fig. 1, a method has been described in which the display of a TFT screen has been detected. The TFT screen should provide a high-contrast display, so that the values displayed on it with the image recognition process can be recognized well. However, the method can also be used for any other display units, for example, for an analog speedometer display, for example, by high-contrast markers or landmarks on the display, such as center, pointer display, zero position and the like, an image recognition is enabled by the camera device, from which the displayed Actual value can be derived.

Das im Vorangegangenen beschriebene Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere muss keine redundante Ausgabe von sicherheitsrelevanten Werten in dem Cockpit eines Schienenfahrzeugs verwendet werden, wodurch ggf. Anzeigeelemente eingespart werden können. Darüber hinaus wird die Sicherheitsverantwortung für die zeitnah auf der Anzeigeeinheit zu überwachenden Werte vom Bedienpersonal auf eine maschinelle Erkennung verlagert, wodurch die Sicherheit deutlich erhöht werden kann. Wie bereits erwähnt, kann das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur in Schienenfahrzeugen, sondern auch für beliebige andere Anzeigen in technischen Systemen eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens für Anzeigeeinheiten, auf denen Werte angezeigt werden, die eine konstante Überwachung auf Aktualität und korrekte Ausgabe erfordern.The method described above has a number of advantages. In particular, no redundant output of safety-relevant values in the cockpit of a rail vehicle must be used, as a result of which display elements can be saved, if necessary. In addition, the security responsibility for the values to be monitored promptly on the display unit is shifted by the operator to a machine recognition, whereby the security can be significantly increased. As already mentioned, the method according to the invention can be used not only in rail vehicles, but also for any other displays in technical systems. Particularly advantageous is the use of the method according to the invention for display units, on which values are displayed which require constant monitoring for up-to-dateness and correct output.

Claims (14)

Verfahren zur Überwachung einer Anzeigeeinheit (1), insbesondere einer Anzeigeeinheit (1) in einem Fahrzeug, vorzugsweise in einem Schienenfahrzeug, bei dem: a) eine auf der Anzeigeeinheit (1) ausgegebene Anzeige mit einem Erfassungsmittel (2) optisch erfasst wird; b) ein auf der Anzeigeeinheit (1) angezeigter Istwert aus der optisch erfassten Anzeige ermittelt wird; c) der ermittelte Istwert mit einem auf der Anzeigeeinheit (1) anzuzeigenden Sollwert verglichen wird, wobei ein Fehler detektiert wird, wenn der Istwert um ein vorbestimmtes Maß oder mehr von dem Sollwert abweicht. Method for monitoring a display unit (1), in particular a display unit (1) in a vehicle, preferably in a rail vehicle, in which: a) a displayed on the display unit (1) display with a detection means (2) is detected optically; b) an actual value displayed on the display unit (1) is determined from the optically detected display; c) the determined actual value is compared with a value to be displayed on the display unit (1), wherein an error is detected when the actual value deviates from the desired value by a predetermined amount or more. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Erfassungsmittel (2) eine Kameraeinrichtung, insbesondere eine digitalen Kameraeinrichtung, umfasst und in Schritt a) ein Bild der Anzeigeeinheit (1) mit der Kameraeinrichtung (2) aufgenommen wird.Method according to Claim 1, in which the detection means (2) comprises a camera device, in particular a digital camera device, and in step a) an image of the display unit (1) with the camera device (2) is recorded. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem in Schritt b) der Istwert dadurch ermittelt wird, dass das in Schritt a) aufgenommene Bild einem Bilderkennungsverfahren unterzogen wird.Method according to Claim 2, in which the actual value is determined in step b) by subjecting the image taken in step a) to an image recognition process. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Anzeigeeinheit (1) einen Bildschirm, insbesondere einen Flüssigkristallbildschirm, umfasst, wobei in Schritt a) der Bildschirm optisch erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the display unit (1) comprises a screen, in particular a liquid crystal screen, wherein in step a) the screen is optically detected. Verfahren nach Anspruch 3 und 4, bei dem durch die Kameraeinrichtung (2) ein Bild des Bildschirms aufgenommen wird und dieses Bild einem Bilderkennungsverfahren unterzogen wird.Method according to Claim 3 and 4, in which an image of the screen is recorded by the camera device (2) and this image is subjected to an image recognition process. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Anzeigeeinheit (1) eine analoge Zeigeranzeige umfasst, wobei in Schritt a) die analoge Zeigeranzeige optisch erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the display unit (1) comprises an analog pointer display, wherein in step a) the analog pointer display is optically detected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Erfassungsmittel (2) eine Mehrzahl von Hell-Dunkel-Sensoren umfasst und in Schritt a) basierend auf der Hell-Dunkel-Erkennung der Sensoren die Anzeige optisch erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the detection means (2) comprises a plurality of light-dark sensors and in step a) based on the light-dark detection of the sensors, the display is optically detected. Verfahren nach Anspruch 6 und 7, bei dem die Hell-Dunkel-Sensoren derart an der analogen Zeigeranzeige angeordnet sind, dass über die Hell-Dunkel-Erkennung der Sensoren die Position des Zeigers der analogen Zeigeranzeige und hieraus der angezeigte Istwert ermittelt wird.The method of claim 6 and 7, wherein the light-dark sensors are arranged on the analog pointer display, that the position of the pointer of the analog pointer display and from this the displayed actual value is determined by the light-dark detection of the sensors. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Sollwert ein mit einer Erfassungseinrichtung (6) erfasster Zustandswert ist, insbesondere ein an einem Fahrzeug und vorzugsweise an einem Schienenfahrzeug erfasster Zustandswert.Method according to one of the preceding claims, in which the desired value is a state value detected by a detection device (6), in particular a state value detected on a vehicle and preferably on a rail vehicle. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Sollwert über einen Bus ausgelesen wird.The method of claim 9, wherein the setpoint is read via a bus. Verfahren nach einem der vorhergehende Ansprüche, bei dem nach der Detektion eines Fehlers in Schritt c) eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen durchgeführt werden: - es wird ein Warnsignal ausgegeben; - die Anzeigeeinheit (1) wird abgeschaltet oder abgedunkelt; - die Anzeigeeinheit (1) wird zurückgesetzt. Method according to one of the preceding claims, in which, after the detection of an error in step c), one or more of the following measures are carried out: - a warning signal is issued; - The display unit (1) is switched off or darkened; - the display unit (1) is reset. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in Schritt b) mehrere Istwerte ermittelt werden, welche in Schritt c) mit mehreren entsprechenden Sollwerten verglichen werden, wobei ein Fehler für jede Abweichung zwischen den jeweiligen Istwerten und Sollwerten detektiert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein in step b) a plurality of actual values are determined, which are compared in step c) with a plurality of corresponding desired values, wherein an error for each deviation between the respective actual values and setpoints is detected. Vorrichtung zur Überwachung einer Anzeigeeinheit, insbesondere einer Anzeigeeinheit in einem Fahrzeug, vorzugsweise in einem Schienenfahrzeug, umfassend: - ein Erfassungsmittel (2) zum optischen Erfassen einer auf der Anzeigeeinheit (1) ausgegebenen Anzeige; - ein Auswertemittel (3, 4), welches im Betrieb einen auf der Anzeigeeinheit (1) angezeigten Istwert aus der optisch erfassten Anzeige ermittelt und den ermittelten Istwert mit einem auf der Anzeigeeinheit (1) anzuzeigenden Sollwert vergleicht, wobei das Auswertemittel (3, 4) einen Fehler detektiert, wenn der Istwert um ein vorbestimmtes Maß oder mehr von dem Sollwert abweicht. Device for monitoring a display unit, in particular a display unit in a vehicle, preferably in a rail vehicle, comprising: a detection means (2) for optically detecting a display output on the display unit (1); an evaluation means (3, 4) which, during operation, determines an actual value displayed on the display unit (1) from the optically detected display and compares the determined actual value with a desired value to be displayed on the display unit (1), the evaluation means (3, 4 ) detects an error when the actual value deviates from the target value by a predetermined amount or more. Vorrichtung nach Anspruch 13, welche derart ausgestaltet ist, dass mit der Vorrichtung ein Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 12 durchführbar ist.Apparatus according to claim 13, which is designed such that with the device, a method according to any one of claims 2 to 12 is feasible.
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