EP2723622B1

EP2723622B1 - Einrichtung und verfahren zum steuern eines schienenfahrzeugs

Info

Publication number: EP2723622B1
Application number: EP12750541.0A
Authority: EP
Inventors: Karsten Rahn; Ulrich Bock; Christian Bode; Winfried ERNST; Claus FÜHNER
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2016-04-27
Anticipated expiration: 2032-07-27
Also published as: WO2013020837A1; EP2723622A1; ES2585088T3; DE102011080592A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Schienenfahrzeugs.
Schienenfahrzeuge werden heutzutage überwiegend durch Fahrzeugführer gesteuert, die sich in einem Führerstand des Schienenfahrzeugs befinden und zur Steuerung vorgesehene Bedienelemente, beispielsweise in Form von Knöpfen, Hebeln oder Schaltern, bedienen.
Außerdem ist, insbesondere aus dem Bereich des Personennahverkehrs, bekannt, Schienenfahrzeuge automatisiert zu steuern.
Darüber hinaus gibt es Schienenfahrzeuge, wie beispielsweise die Rangierlok der Deutschen Bahn V6, die über Funk von einer nicht im Führerstand befindlichen, sondern auf oder neben der Schienenstrecke in Fahrzeugnähe stehenden Bedienperson mit Hilfe eines Bedienpultes ferngesteuert werden.
Weiterhin ist aus der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung EP 0 893 322 A1 eine Einrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Steuern eines Schienenfahrzeugs anzugeben, die von ihrem Aufbau her kostengünstig ist und eine einfache Schienenfahrzeugsteuerung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß eine Einrichtung zum Steuern eines Schienenfahrzeugs vorgesehen, die gekennzeichnet ist durch eine Bilderfassungseinrichtung zum Aufnehmen eines Bildes oder einer Bildsequenz, und eine mit der Bilderfassungseinrichtung in Verbindung stehende Bilderkennungseinrichtung, die geeignet ist, ein Steuerbefehlzeichen oder eine Steuerbefehlbewegung in dem von der Bilderfassungseinrichtung aufgenommenen Bild oder in der von der Bilderfassungseinrichtung aufgenommenen Bildsequenz zu erkennen und ein dem Steuerbefehlzeichen oder der Steuerbefehlbewegung entsprechendes Steuersignal zur Steuerung des Schienenfahrzeugs zu erzeugen, wobei die Bilderkennungseinrichtung geeignet ist, eine in der Bildsequenz gezeigte Bedienbewegung einer Bedienperson zu erkennen und ein der Bedienbewegung entsprechendes Steuersignal zu erzeugen.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht darin, dass diese - im Vergleich zu heutzutage üblichen Führerständen, die eine Vielzahl an Bedienelementen umfassen - mit sehr wenigen Komponenten auskommt; so erfordert die erfindungsgemäße Einrichtung lediglich eine Bilderfassungseinrichtung und eine Bilderkennungseinrichtung. Zusätzliche Bedienelemente, wie beispielsweise Hebel, Schalter oder Knöpfe, die aufwändig verkabelt werden müssen, sind bei der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Steuern des Schienenfahrzeugs nicht erforderlich.
Besonders einfach und damit vorteilhaft lässt sich das Schienenfahrzeug dadurch steuern, dass die Bilderkennungseinrichtung geeignet ist, eine in der Bildsequenz gezeigte Bedienbewegung (z. B. Handbewegung) einer Bedienperson zu erkennen und ein der Bedienbewegung entsprechendes Steuersignal zu erzeugen. Das Schienenfahrzeug kann also beispielsweise allein durch Gesten einer Bedienperson gesteuert werden.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung ist darin zu sehen, dass diese je nach Ausrichtung der Bilderfassungseinrichtung wahlweise eine Steuerung des Schienenfahrzeugs vom Inneren des Fahrzeugs, also beispielsweise von innerhalb eines Führerstandes des Schienenfahrzeugs, oder alternativ von außerhalb des Schienenfahrzeugs erlaubt. Um eine Steuerung vom Inneren des Führerstandes zu ermöglichen, ist die Bilderfassungseinrichtung lediglich derart auszurichten, dass diese den Führerstand zumindest abschnittsweise zeigt. Soll das Schienenfahrzeug stattdessen von außerhalb, beispielsweise von der Strecke aus, gesteuert werden, so ist die Bilderfassungseinrichtung entsprechend auf die Umgebung des Schienenfahrzeugs zu richten.
Mit Blick auf eine Steuerung des Schienenfahrzeugs von außen wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Bilderfassungseinrichtung derart am Schienenfahrzeug angeordnet und ausgerichtet ist, dass sie einen Umgebungsabschnitt der Umgebung des Schienenfahrzeugs erfasst, und die Bilderkennungseinrichtung geeignet ist, ein im aufgenommenen Umgebungsabschnitt vorhandenes Steuerbefehlzeichen oder eine im aufgenommenen Umgebungsabschnitt vorhandene Steuerbefehlbewegung zu erkennen. Aufgrund der Anordnung und Ausrichtung der Bilderfassungseinrichtung ist es somit möglich, Steuerbefehle zum Steuern des Schienenfahrzeugs zu erzeugen, ohne dass sich ein Fahrzeugführer im Führerstand befinden muss. Eine Steuerung von außerhalb ist insbesondere bei liegengebliebenen bzw. defekten Schienenfahrzeugen von Vorteil; ein Zusteigen eines Fahrzeugführers in ein liegengebliebenes bzw. defektes Schienenfahrzeug erfordert in der Regel vorherige Sicherungsmaßnahmen (z. B. Sichern des Schienenfahrzeugs gegen Wegrollen, Abstellen des Stromes), die unter Umständen sehr aufwändig sind. Wird nun ein liegengebliebenes bzw. defektes Schienenfahrzeug von außen gesteuert, sind die genannten Sicherungsmaßnahmen entbehrlich.
Alternativ oder zusätzlich kann die Bilderfassungseinrichtung derart in oder am Führerstand angeordnet sein, dass sie einen Abschnitt des Führerstandes des Schienenfahrzeugs erfasst. Bei einer solchen Ausgestaltung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Bilderkennungseinrichtung geeignet ist, ein im aufgenommenen Abschnitt des Führerstandes vorhandenes Steuerbefehlzeichen oder eine im aufgenommenen Abschnitt des Führerstandes vorhandene Steuerbefehlbewegung zu erkennen. Bei dieser Ausgestaltung ist eine Steuerung des Schienenfahrzeugs im Führerstand ohne Benutzung der sonst üblichen Knöpfe, Schalter oder Hebel möglich. Auf derartige Komponenten kann bei Benutzung der beschriebenen Ausgestaltung der Messeinrichtung also ersatzlos verzichtet werden, wodurch sich Kosten und vor allem Platz einsparen lassen.
Darüber hinaus wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Bilderkennungseinrichtung geeignet ist, in dem Bild oder der Bildsequenz ein Steuerschild mit einem darauf befindlichen Steuersymbol zu erkennen und ein dem Steuersymbol entsprechendes Steuersignal zu erzeugen. Bei dem Steuersymbol handelt es sich vorzugsweise um ein optisches Steuersymbol, beispielsweise um ein zeitlich nicht veränderliches (statisches) Steuersymbol oder um ein zeitlich veränderliches (dynamisches) Steuersymbol. Das Steuerschild, auf dem sich das Steuersymbol befindet, kann dabei ortsfest sein oder auch beweglich. Beispielsweise wird das Steuerschild von einer Bedienperson bewegt, so dass eine Bildsequenz entsteht, die die Bewegung des beweglichen Steuerschildes zeigt.
Vorzugsweise ist die Bilderkennungseinrichtung geeignet, einen auf dem Steuerschild befindlichen ein- oder zweidimensionalen Barcode zu erkennen und ein dem ein- oder zweidimensionalen Barcode entsprechendes Steuersignal zu erzeugen. Barcodes erlauben es bekanntermaßen, eine sehr hohe Informationsdichte auf einer sehr kleinen Fläche unterzubringen, so dass auch sehr komplexe Steuerbefehle mit Hilfe eines Barcodes übermittelt werden können.
Alternativ oder zusätzlich kann die Bilderkennungseinrichtung geeignet sein, auf dem Steuerschild ein Piktogramm zu erkennen, das beispielsweise einen Fahrbefehl (z. B. Stoppen, Vorwärtsfahrt, Rückwärtsfahrt) definiert, und ein dem Piktogramm entsprechendes Steuersignal zu erzeugen.
Die Bilderfassungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine Kamera, die im Bereich des optisch sichtbaren Lichts arbeitet.
Zusätzlich oder alternativ kann die Bilderfassungseinrichtung geeignet sein, Infrarotlicht zu erfassen und Bildsignale zu erzeugen, die ein zweidimensionales Bild des Umgebungsabschnitts oder des Führerstandes beschreiben.
Zusätzlich oder alternativ kann die Bilderfassungseinrichtung eine Ultraschallsende- und Ultraschallempfangseinrichtung umfassen, die geeignet ist, Ultraschallsignale auszusenden, reflektierte Ultraschallsignale zu messen und Bildsignale zu erzeugen, die ein Bild des Umgebungsabschnitts oder des Führerstandes beschreiben.
Mit Blick auf eine Erkennung besonders komplexer Bewegungsabläufe wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Bilderfassungseinrichtung zumindest zwei unterschiedliche Signale verarbeitet, beispielsweise eine Kombination von optisch sichtbarem Licht und infrarotem Licht, eine Kombination von optisch sichtbarem Licht und Ultraschallsignalen oder eine Kombination von infrarotem Licht und Ultraschallsignalen. Besonders bevorzugt wird die Bilderfassungseinrichtung optisch sichtbares Licht, infrarotes Licht und Ultraschallsignale empfangen.
Um die Sicherheit der Steuerinformationen zu erhöhen, können Bilder aus unterschiedlichen Quellen gegeneinander plausibilisiert werden.
Die Bilderkennungseinrichtung ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie die von der Bilderfassungseinrichtung aufgenommenen Bilder oder Bildsequenzen separat nach ihrer Quelle (zum Beispiel nach optisch sichtbarem Licht, Infrarotlicht, Ultraschall) auswertet und ein Steuersignal zur Steuerung des Schienenfahrzeugs nur dann erzeugt, wenn die in den Bildern oder Bildsequenzen der unterschiedlichen Kanäle identifizierten Steuerbefehlzeichen oder Steuerbefehlbewegungen einander entsprechen oder sich zumindest nicht widersprechen.
Bezüglich des Aufbaus der Bilderkennungseinrichtung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Bilderkennungseinrichtung eine Recheneinrichtung (Computer) und einen Speicher umfasst, in dem ein Auswertprogramm zur Steuerung der Recheneinrichtung enthalten ist. Das Auswertprogramm wird bei Ausführung durch die Recheneinrichtung das von der Bilderfassungseinrichtung aufgenommene Bild oder die von der Bilderfassungseinrichtung aufgenommene Bildsequenz mit einem Bild- oder Bildsequenzerkennungsverfahren auswerten und erkennen, ob in dem Bild oder der Bildsequenz ein Steuerbefehlzeichen oder eine Steuerbefehlbewegung enthalten ist, und nach Erkennen eines solchen Steuerbefehlzeichens oder einer solchen Steuerbefehlbewegung ein dem Steuerbefehlzeichen oder der Steuerbefehlbewegung entsprechendes Steuersignal zur Steuerung des Schienenfahrzeugs erzeugen.
Um eine missbräuchliche Steuerung des Schienenfahrzeugs zu unterbinden, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn eine separate Authentifizierung erfolgt. In diesem Zusammenhang wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Bilderkennungseinrichtung zur Gesichtserkennung geeignet ist und ein Steuersignal zur Steuerung des Schienenfahrzeugs nur dann erzeugt, wenn ein Steuerbefehlzeichen oder eine Steuerbefehlbewegung von einer autorisierten Person stammt, deren Gesicht erkannt wurde. Alternativ kann eine Authentifizierung auch mittels Schlüssel, Chipkarte, Fingerabdruckleser, oder Passworteingabe erfolgen.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Schienenfahrzeug mit einer Einrichtung, wie sie oben beschrieben worden ist. Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs sei auf die obigen Erläuterungen zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Einrichtung verwiesen, da die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung denen des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs im Wesentlichen entsprechen.
Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn in dem Führerstand des Schienenfahrzeugs eine Anzeigeeinrichtung vorhanden ist, die Informationen zur Steuerung des Schienenfahrzeugs anzeigt.
Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Anzeigeeinrichtung mit der Bilderkennungseinrichtung in Verbindung steht und die Bilderkennungseinrichtung auf der Anzeigeeinrichtung das jeweils aktuell erkannte Steuerbefehlzeichen oder die jeweils aktuell erkannte Steuerbefehlbewegung anzeigt.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Steuern eines Schienenfahrzeugs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mit einer Bilderfassungseinrichtung ein Bild oder eine Bildsequenz aufgenommen wird und geprüft wird, ob in dem Bild oder der Bildsequenz ein Steuerbefehlzeichen oder eine Steuerbefehlbewegung gezeigt wird und - im Falle des Erkennens eines Steuerbefehlzeichens oder einer Steuerbefehlbewegung - ein dem erkannten Steuerbefehlzeichen oder der erkannten Steuerbefehlbewegung entsprechendes Steuersignal erzeugt wird, das einen Steuerbefehl zum Steuern des Schienenfahrzeugs beschreibt. Erfindungsgemäß wird hierbei eine in der Bildsequenz gezeigte Bedienbewegung einer Bedienperson (100) erkannt und ein der Bedienbewegung entsprechendes Steuersignal (ST, ST') erzeugt.
Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen zur erfindungsgemäßen Einrichtung verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens denen der erfindungsgemäßen Einrichtung im Wesentlichen entsprechen.
Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn zum Steuern des Schienenfahrzeugs ein einen gewünschten Fahrtbefehl für das Schienenfahrzeug definierendes Steuerbefehlzeichen oder eine einen gewünschten Fahrtbefehl für das Schienenfahrzeug definierende Steuerbefehlbewegung erkannt wird.
Vorzugsweise werden zusätzlich zu dem Steuerbefehl (Fahrtbefehl) für das Schienenfahrzeug auch Informationen, die das zu steuernde Schienenfahrzeug eindeutig identifizieren, übermittelt. Dadurch lässt sich vermeiden, dass versehentlich andere als das zu steuernde Schienenfahrzeug mitgesteuert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft

Figur 1: ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Steuern des Schienenfahrzeugs, die eine Steuerung von außerhalb des Schienenfahrzeugs ermöglicht, wobei in der Figur 1 die Übermittlung eines Stoppsignals dargestellt ist,
Figur 2: das Schienenfahrzeug gemäß Figur 1, wobei die Übermittlung des Fahrtbefehls "Vorwärtsfahrt" von außerhalb des Schienenfahrzeugs dargestellt ist,
Figur 3: ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug, bei dem die Steuerung innerhalb eines Führerstandes des Schienenfahrzeugs erfolgt, wobei in der Figur 3 die Übermittlung eines Stoppbefehls vom Führerstand aus dargestellt ist,
Figur 4: das Schienenfahrzeug gemäß Figur 3, wobei die Übermittlung des Fahrtbefehls "Vorwärtsfahrt" vom Führerstand aus dargestellt ist,
Figur 5: ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug, bei dem zwei Bilderfassungseinrichtungen eine Steuerung des Schienenfahrzeugs sowohl vom Führerstand als auch von außerhalb des Führerstands aus ermöglichen,
Figur 6: ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug, bei dem eine Bilderfassungseinrichtung eine Steuerung des Schienenfahrzeugs sowohl vom Führerstand als auch von außerhalb des Führerstands aus ermöglicht,
Figur 7: ein Ausführungsbeispiel für eine Steuerung des Schienenfahrzeugs mittels eines eindimensionalen Barcodes und
Figur 8: ein Ausführungsbeispiel für eine Steuerung des Schienenfahrzeugs mittels eines zweidimensionalen Barcodes.

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
In der Figur 1 sieht man ein Schienenfahrzeug 10, das mit einer technischen Einrichtung zum Steuern des Schienenfahrzeugs ausgestattet ist. Diese Einrichtung umfasst eine Bilderfassungseinrichtung 20, die mit einer technischen und ohne menschliche Mithilfe arbeitenden Bilderkennungseinrichtung 30 verbunden ist. Die Bilderfassungseinrichtung 20 ist an dem Schienenfahrzeug 10 derart angeordnet und derart ausgerichtet, dass sie einen Umgebungsabschnitt U der Umgebung des Schienenfahrzeugs 10 erfassen kann. Hierzu weist die Bilderfassungseinrichtung 20 beispielsweise drei Bilderfassungsmodule 21, 22 und 23 auf, zum Beispiel in Form einer Kamera (vgl. Bezugszeichen 21) zum Aufnehmen bzw. Erfassen von sichtbarem Licht, einer Infrarotkamera (vgl. Bezugszeichen 22) zum Aufnehmen bzw. Erfassen von infrarotem Licht und einem Ultraschallmodul (vgl. Bezugszeichen 23) mit einer Ultraschallsende- und Ultraschallempfangseinrichtung.
Auf Basis der Informationen von den Bilderfassungsmodulen erzeugt die Bilderfassungseinrichtung 20 Bildsignale B, die zu einer Recheneinrichtung 40 (Computer) der Bilderkennungseinrichtung 30 übermittelt werden. Die Recheneinrichtung 40 steht mit einem Speicher 50 in Verbindung, in dem ein Computerprogramm P zur Steuerung der Recheneinrichtung 40 abgespeichert ist. Führt die Recheneinrichtung 40 das Computerprogramm P aus, so wird sie die Bildsignale B der Bilderfassungseinrichtung 20 auswerten und prüfen, ob in dem von der Bilderfassungseinrichtung 20 aufgenommenen Bild bzw. in der von der Bilderfassungseinrichtung 20 aufgenommenen Bildsequenz ein Steuerbefehlzeichen oder eine Steuerbefehlbewegung erkennbar sind, die in dem Computerprogramm P vordefiniert und in dem Speicher 50 hinterlegt sind. Die Bildsignale B der Bilderfassungseinrichtung 20 können unverarbeitet oder bereits vorverarbeitet sein, beispielsweise vorgefiltert oder vorinterpretiert.
Erkennt die Recheneinrichtung 40 ein vordefiniertes Steuerbefehlzeichen oder eine vordefinierte Steuerbefehlbewegung, so erzeugt sie ein entsprechendes Steuersignal ST, mit dem das Schienenfahrzeug 10 gesteuert wird. Beispielsweise wird das Steuersignal ST unmittelbar oder mittelbar über ein nicht gezeigtes Zugsteuerungssystem zu einem Antrieb 70 des Schienenfahrzeugs 10 übermittelt, um die Fahrbewegung des Schienenfahrzeugs 10 zu steuern.
In der Figur 1 sieht man außerdem eine Bedienperson 100, die ihre Hand 110 kreisförmig schwenkt. Diese kreisförmige Schwenkbewegung soll beispielsweise den Steuerbefehl "Stopp" übermitteln. Sobald die Bilderfassungseinrichtung 20 den Umgebungsabschnitt U mit der Bedienperson 100 sowie die Kreisbewegung erfasst und ein entsprechendes Bildsignal B zu der Recheneinrichtung 40 der Bilderkennungseinrichtung 30 übermittelt, wird die Recheneinrichtung 40 die kreisförmige Bewegung der Bedienperson 100 erkennen und den entsprechenden Steuerbefehl "Stopp" ermitteln. Der entsprechende Stoppbefehl wird in Form des Steuersignals ST an den Antrieb 70 übermittelt, so dass das Schienenfahrzeug 10 zum Stehen kommt.
Das Computerprogramm P kann mit Blick auf die Erkennung von Steuerbefehlzeichen oder Steuerbefehlbewegungen analog zu heutzutage im Bereich der Spielkonsolen bekannten Bilderkennungsverfahren programmiert sein. So ist beispielsweise von der Spielkonsole "XBox Kinect" der Firma Microsoft bekannt, dass Bewegungen von Personen erkannt und entsprechende Steuersignale erzeugt werden können.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 weist die Bilderfassungseinrichtung 20 drei Bilderfassungsmodule 21, 22 und 23 auf. Alternativ kann die Bilderfassungseinrichtung 20 auch nur ein einziges oder nur zwei der drei genannten Bilderfassungsmodule aufweisen.
In der Figur 1 lässt sich erkennen, dass der Führerstand 130 des Schienenfahrzeugs 10 nicht besetzt sein muss, wenn ein Übermitteln von Steuerbefehlen von außerhalb des Schienenfahrzeugs 10, also von der Umgebung U aus, erfolgt.
Die Figur 2 zeigt beispielhaft das Schienenfahrzeug 10 gemäß Figur 1, wenn sich in der Umgebung U eine Bedienperson 100 befindet, die einen anderen Fahrtbefehl, nämlich "Vorwärtsfahrt", übermittelt. Dieser Fahrtbefehl kann beispielsweise durch ein Heben und Senken der Hand 110 der Bedienperson 100 angezeigt werden. Sobald die Bilderfassungseinrichtung 20 die Bedienperson 100 mit der sich hebenden und senkenden Hand 110 detektiert und die Handbewegung von der Recheneinrichtung 40 entsprechend erkannt wird, wird ein Steuersignal ST' zur Infahrtsetzung des Schienenfahrzeugs 10 an den Antrieb 70 übermittelt.
Auch bei der Steuerung gemäß Figur 2 kann (darf) der Führerstand 130 des Schienenfahrzeugs 10 unbesetzt sein, wenn ein Übermitteln der Steuerbefehle von außerhalb des Schienenfahrzeugs 10 aus erfolgt.
Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug, bei dem die Bilderfassungseinrichtung 20 nicht auf die Umgebung U des Schienenfahrzeugs 10 hin ausgerichtet ist, sondern sich innerhalb des Führerstandes 130 des Schienenfahrzeugs 10 befindet und zumindest einen Abschnitt des Führerstandes 130 zeigt.
Es lässt sich in der Figur 3 erkennen, dass durch Schwenken der Hand der im Führerstand 130 befindlichen Bedienperson 100 im Kreis ein "Stopp"-Befehl erzeugt und über die Bilderfassungseinrichtung 20 zu der Bilderkennungseinrichtung 30 hin übermittelt werden kann. Die Recheneinrichtung 40 wird die kreisförmige Schwenkbewegung der Hand der Bedienperson 100 erkennen und ein Steuersignal ST zum Stoppen des Antriebs 70 des Schienenfahrzeugs 10 erzeugen.
In der Figur 3 erkennt man darüber hinaus eine Anzeigeeinrichtung (Display) 140, die über eine nicht gezeigte Steuerleitung mit der Recheneinrichtung 40 in Verbindung stehen kann. Auf der Anzeigeeinrichtung 140 kann die Recheneinrichtung 40 beispielsweise Informationen anzeigen, die zur Steuerung des Schienenfahrzeugs nützlich sein können (z. B. Informationen zum aktuellen Fahrzustand, Zustand der Gleisanlage, usw.). Alternativ oder zusätzlich können auf der Anzeigeeinrichtung 140 Befehlselemente angezeigt werden, die durch vorgegebene Bewegungen (z. B. Handbewegungen) der im Führerstand 130 befindlichen Bedienperson 100 "bewegt" werden können, um die Steuerung des Schienenfahrzeugs 10 vorzunehmen.
Anstelle der Anzeigeeinrichtung 140 kann auch eine Projektionseinrichtung vorhanden sein, die die anzuzeigenden Informationen, den erkannten Steuerbefehl und/oder die Befehlselemente auf die Frontscheibe oder eine andere Fläche des Schienenfahrzeugs projiziert.
Darüber hinaus ist es möglich, dass die Recheneinrichtung 40 auf der Anzeigeeinrichtung 140 den jeweils erkannten Steuerbefehl ST zur Steuerung des Schienenfahrzeugs anzeigt, um der im Führerstand 130 befindlichen Bedienperson 100 anzuzeigen, welcher Bedienbefehl jeweils aktuell erkannt worden ist.
Die Figur 4 zeigt das Schienenfahrzeug 10 nochmals mit einer im Führerstand 130 befindlichen Bedienperson 100, wobei diese jedoch anstelle eines Stoppbefehls einen "Fahrt"-Befehl übermittelt. Hierzu hebt und senkt die Bedienperson 100 ihre Hand, was von der Bilderfassungseinrichtung 20 erfasst und in Form von Bildsignalen B zur Recheneinrichtung 40 übermittelt wird. Die Recheneinrichtung 40 erkennt die entsprechende Geste der Bedienperson 100 und erzeugt ein Steuersignal ST' für den Antrieb 70, um das Schienenfahrzeug 10 in Bewegung zu setzen.
Die Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 10, bei dem zwei Bilderfassungseinrichtungen vorhanden sind, von denen eine mit dem Bezugszeichen 20 und die andere mit dem Bezugszeichen 20' gekennzeichnet ist. Die eine Bilderfassungseinrichtung 20 ist auf die Umgebung U des Schienenfahrzeugs 10 hin ausgerichtet und ermöglicht eine Erfassung von Steuerbefehlzeichen oder Steuerbefehlbewegungen (vgl. Bildsignal B), die außerhalb des Schienenfahrzeugs in der Umgebung U erzeugt werden.
Die Bilderfassungseinrichtung 20' befindet sich innerhalb des Führerstandes 130 und zeigt mit Bildsignalen B' zumindest einen Abschnitt des Führerstandes, so dass Steuerbefehlzeichen oder Steuerbefehlbewegungen auch innerhalb des Führerstandes 130 erzeugt, erfasst und umgesetzt werden können. Im Übrigen sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 1-4 verwiesen, die hier entsprechend gelten.
Die Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 10, das eine verstellbare Bilderfassungseinrichtung 20 umfasst. So kann die Bilderfassungseinrichtung 20 auf den Führerstand 130 hin ausgerichtet werden (z. B. durch Schwenken, vgl. Pfeil), um eine im Führerstand 130 befindliche Bedienperson 100 zu erfassen. Alternativ kann die Bilderfassungseinrichtung 20 auch nach draußen hin ausgerichtet werden (z. B. durch Schwenken, vgl. Pfeil), um eine außerhalb des Schienenfahrzeugs befindliche Bedienperson 100 erfassen zu können.
Die Figur 7 zeigt beispielhaft ein von einer Bedienperson 100 vor die Bilderfassungseinrichtung 20 gehaltenes Steuerschild 300, auf dem ein eindimensionaler Barcode 310 als Steuersymbol abgebildet ist. Wird das Steuerschild 300 in den Bereich der Bilderfassungseinrichtung 20 gebracht, so wird diese entsprechende Bildsignale B zur Recheneinrichtung 40 übertragen. Die Recheneinrichtung 40 wird den Barcode 310 erkennen und einen entsprechenden Steuerbefehl in Form des Steuersignals ST für den Antrieb 70 erzeugen.
Die Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Steuerung des Schienenfahrzeugs 10, bei dem von einer Bedienperson 100 ein Steuerschild 400 mit einem zweidimensionalen Barcode 410 zur Steuerung des Schienenfahrzeugs 10 eingesetzt wird. Sobald das Steuerschild 400 in den Bereich der Bilderfassungseinrichtung 20 gebracht wird, wird diese Bildsignale B erzeugen, die zur Recheneinrichtung 40 der Bilderkennungseinrichtung 30 gelangen. Die Recheneinrichtung 40 wird das Steuersymbol erkennen und ein dem Steuersymbol entsprechendes Steuersignal ST für den Antrieb 70 erzeugen.
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 vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

Einrichtung zum Steuern eines Schienenfahrzeugs (10), mit
- einer Bilderfassungseinrichtung (20, 20') zum Aufnehmen eines Bildes oder einer Bildsequenz und

- einer mit der Bilderfassungseinrichtung (20, 20') in Verbindung stehende Bilderkennungseinrichtung (30), die geeignet ist, ein Steuerbefehlzeichen oder eine Steuerbefehlbewegung in dem von der Bilderfassungseinrichtung (20, 20') aufgenommenen Bild oder in der von der Bilderfassungseinrichtung (20, 20') aufgenommenen Bildsequenz zu erkennen und ein dem Steuerbefehlzeichen oder der Steuerbefehlbewegung entsprechendes Steuersignal (ST, ST') zur Steuerung des Schienenfahrzeugs (10) zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderkennungseinrichtung (30) eingerichtet ist, eine in der
Bildsequenz gezeigte Bedienbewegung einer Bedienperson (100) zu erkennen und ein der Bedienbewegung entsprechendes Steuersignal (ST, ST') zu erzeugen.
Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Bilderfassungseinrichtung (20, 20') derart am Schienenfahrzeug (10) angeordnet und ausgerichtet ist, dass sie einen Umgebungsabschnitt (U) der Umgebung des Schienenfahrzeugs (10) erfasst, und

- die Bilderkennungseinrichtung (30) geeignet ist, ein im aufgenommenen Umgebungsabschnitt (U) vorhandenes Steuerbefehlzeichen oder eine im aufgenommenen Umgebungsabschnitt (U) vorhandene Steuerbefehlbewegung zu erkennen.
Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Bilderfassungseinrichtung (20, 20') derart im oder am Führerstand (130) angeordnet und ausgerichtet ist, dass sie einen Abschnitt des Führerstandes (130) des Schienenfahrzeugs (10) erfasst, und

- die Bilderkennungseinrichtung (30) geeignet ist, ein im aufgenommenen Abschnitt des Führerstandes (130) vorhandenes Steuerbefehlzeichen oder eine im aufgenommenen Abschnitt des Führerstandes vorhandene Steuerbefehlbewegung zu erkennen.
Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderkennungseinrichtung (30) geeignet ist, in dem Bild (B, B') oder der Bildsequenz ein Steuerschild (300, 400) mit einem darauf befindlichen Steuersymbol zu erkennen und ein dem Steuersymbol entsprechendes Steuersignal zu erzeugen.
Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderkennungseinrichtung (30) geeignet ist, einen auf dem Steuerschild (300, 400) befindlichen ein- oder zweidimensionalen Barcode (310, 410) zu erkennen und ein dem ein- oder zweidimensionalen Barcode (310, 410) entsprechendes Steuersignal (ST, ST') zu erzeugen.
Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungseinrichtung (20, 20') eine Kamera umfasst, die im Bereich des optisch sichtbaren Lichts und/oder im infraroten Bereich arbeitet und geeignet ist, Bildsignale (B, B') zu erzeugen, die ein zweidimensionales Bild des Umgebungsabschnitts (U) oder des Führerstandes (130) beschreiben.
Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungseinrichtung (20, 20') eine Ultraschallsende- und Ultraschallempfangseinrichtung umfasst, die geeignet ist, Ultraschallsignale auszusenden und reflektierte Ultraschallsignale zu erfassen und Bildsignale zu erzeugen, die ein Bild des Umgebungsabschnitts oder des Führerstandes beschreiben.
Schienenfahrzeug (10) mit einer Einrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche.
Verfahren zum Steuern eines Schienenfahrzeugs (10), wobei
- mit einer Bilderfassungseinrichtung (20, 20') ein Bild oder eine Bildsequenz aufgenommen wird und

- mit einer Bilderkennungseinrichtung (30) geprüft wird, ob in dem Bild oder der Bildsequenz ein Steuerbefehlzeichen oder eine Steuerbefehlbewegung gezeigt wird und - im Falle des Erkennens eines Steuerbefehlzeichens oder einer Steuerbefehlbewegung - ein dem erkannten Steuerbefehlzeichen oder der erkannten Steuerbefehlbewegung entsprechendes Steuersignal (ST, ST'), das einen Steuerbefehl zum Steuern des Schienenfahrzeugs (10) beschreibt, erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Bildsequenz gezeigte Bedienbewegung einer Bedienperson (100) erkannt und ein der Bedienbewegung entsprechendes Steuersignal (ST, ST') erzeugt wird.