EP3606801A1 - Verfahren zur generierung von infrastrukturdaten, vorrichtung und system zur durchführung des verfahrens, und entsprechendes computerprogrammprodukt - Google Patents

Verfahren zur generierung von infrastrukturdaten, vorrichtung und system zur durchführung des verfahrens, und entsprechendes computerprogrammprodukt

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Publication number
EP3606801A1
EP3606801A1 EP18715663.3A EP18715663A EP3606801A1 EP 3606801 A1 EP3606801 A1 EP 3606801A1 EP 18715663 A EP18715663 A EP 18715663A EP 3606801 A1 EP3606801 A1 EP 3606801A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
infrastructure
measurement data
route
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18715663.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Deuter
Luis MORALES
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Publication of EP3606801A1 publication Critical patent/EP3606801A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/53—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for trackside elements or systems, e.g. trackside supervision of trackside control system conditions

Definitions

  • the present invention relates to a method for automatic
  • Computer program product for carrying out the method, an apparatus and a system for carrying out the method.
  • Management, maintenance and repair of trackside infrastructure is a data-driven overview of the entire infrastructure and distance-related infrastructure
  • Data collection is the relatively high cost incurred during the test drives. Due to the high number of parameters to be recorded, the vehicles must be equipped with appropriate sensors.
  • the present invention is therefore based on the object, a method for the automatic generation of infrastructure data, which is a route network
  • the method for generating infrastructure data, in particular infrastructure data which describe a route network comprises the following steps:
  • measurement data for at least one route segment is acquired during at least one journey over the infrastructure to be measured.
  • a transmission of the previously recorded measurement data to at least one, the further method steps performing device is carried out with the aid of correction data.
  • the infrastructure data is generated from the post-processed measurement data.
  • the so generated Infrastructure data enriched with additional information, which can be accessed, for example, by additional recording or by other data sources. For example, information about signals, stops, or objects on or on the route is added to the generated infrastructure data.
  • the recording of the measurement data is carried out during at least one, especially made for this test drive, this trip is undertaken by a specially equipped vehicle.
  • the measurement data are recorded by normal vehicles, which are usually used on this route and are equipped to take over the above-mentioned recording of the measured data. This has the advantage that no special test drives have to be undertaken, but the measurement data can be recorded during normal operation, which saves costs and capacity on the track.
  • the recorded measurement data are preferably data that are suitable for describing the infrastructure to be measured.
  • the measurement data are in the form of suitable coordinates, which are the movement profiles of the vehicle on the corresponding infrastructure
  • the coordinates describe the movement of the vehicle
  • a trajectory preferably describes, by means of the above-mentioned coordinates, the path traveled by a vehicle during the recording of the measured data. Trajectories are thus suitable for driving the infrastructure by means of the above To describe coordinates.
  • the measurement data recorded in this way are sent to at least one
  • Data processing device transmits, which performs the further process steps.
  • this device is designed to perform planning, documentation and administrative tasks of the route network.
  • this device is preferably provided stationarily in a planning office for route management.
  • the device is designed to receive the previously recorded measurement data via a suitable connection.
  • a suitable connection for example, this can be done via an internet- or radio-based data connection with the vehicle, or by means of portable data carriers, such as USB sticks.
  • the post-processing of the previously enumerated measurement data is preferably carried out by means of correction data, which are made available, for example, by a stationary observation station whose coordinates are known. This allows, for example, an offset correction of the present trajectories.
  • the recorded measurement data have information that describes the detection time. Measurement data that were recorded, for example, before a known track modification can be immediately excluded from further processing.
  • a new route graph is then subsequently generated from the post-processed measurement data which describe the route network to be measured. This is done by merging the previously measured sections.
  • speed limits, stops, signals or the like whereby the information content of the generated route graph is increased and this is provided as generated infrastructure data.
  • This information is additionally recorded during the measurement, or from other data sources, such as a reference data set opened.
  • This digital map of a route network is the basis for the operation of rail vehicles on railway lines and also for the administration,
  • the method described can also be used for updating a route network analogously to the method already described. This is necessary, for example, after reconstruction or after the commissioning of
  • the measurement data are in the form of coordinates which have been recorded during at least one journey on the infrastructure section to be measured.
  • the acquisition of the measured data is carried out by detecting
  • Satellite navigation data For example, this data can be captured using GPS devices that are state of the art today.
  • GPS devices are provided in the vehicles to provide GPS data for location and navigation, or to make the acquired data accessible to other vehicle-mounted devices.
  • the correction data for the GPS-based measurements the correction data for the GPS-based measurements.
  • Post-processing of the measured data is determined by a stationary
  • Observation station and the GPS satellites are corrected. This correction also allows an indication of absolute GPS coordinates.
  • the observation station is located in the vicinity of the infrastructure section to be measured, in order to achieve the highest possible accuracy of the correction data.
  • the measurement data is acquired by means of an inertial navigation system (INS), which records the measurement data by means of inertial forces.
  • INS inertial navigation system
  • the main advantage of an INS is that it can be operated without reference, ie independent of any localization signals from the environment. Thus, a collection of infrastructure data even without an existing GPS connection done. This also allows the detection of infrastructure sections where no GPS connection can be made, such as tunnels.
  • the drift is kept low by suitable sensors, or corrected by suitable correction models in the post-processing of the measured data.
  • trajectories can be formed from the recorded measurement data, which describe the traveled infrastructure section. Several trajectories then form a trajectory crowd. Thus, a graphical representation of the test drive is possible.
  • the measurement data are supplemented by further dynamic information from the at least one journey.
  • Dynamic information describes how the corresponding one
  • Infrastructure section was traveled. For example, these contain information about the direction of movement, the course of the speed, accelerations and the like.
  • this dynamic information is detected in each spatial direction, whereby additional statements can be made in the further processing of the measurement data.
  • this dynamic information is distinctive
  • the measurement data also contain information from an optical detection of the infrastructure section.
  • This may be, for example, the detection by means of cameras or radar sensors.
  • Driving mode specific elements such as e.g. Switches, signal systems, stations, signs, tunnels, bridges, parallel tracks, crossing points and the like.
  • recognition is carried out which is designed to be distinctive
  • the detection is preferably capable of striking stretches of road such as
  • a crossing point represents a point on which sections intersect, but vehicles can not change from one to the other section.
  • a crossing point can be determined by means of the intersection angles of two trajectories, wherein the intersection angle of a crossing point is as obtuse as possible to distinguish it from a point.
  • the cutting angle exceeds a certain value, the observed road section is a crossing point.
  • a crossing point is identified by means of the trajectory courses before and after a supposed crossing point.
  • a crossing point can be distinguished from a switch, that crossing trajectories before and after a crossroads are not
  • the trajectories on one side of the switch are identical and lie on each other.
  • Preferably parallel track sections can be identified by sufficiently resolved measurement data from the trajectories.
  • the identification of parallel route sections takes place with the inclusion of optically detected sections
  • Track sections can thus be detected with only one drive in one direction, if the other parallel sections of track were detected by the video.
  • Other prominent infrastructure sections such as intersections or switches, which are rarely used, for example, and thus not recorded with certainty in the measured data can be detected in this way.
  • This procedure can preferably also for the detection of other distinctive features
  • the infrastructure data generated in this way are suitable for ensuring the autonomous operation of vehicles, in particular rail vehicles, on the measured infrastructure sections, since they record and make available the information required for this purpose.
  • the method is in the form of a computer program product with program code stored on a data carrier for passing on and carrying out the method described above.
  • the program code may preferably be stored on a USB stick or another suitable data carrier or on a server, of which the
  • Program code can be transmitted preferably with a suitable data connection to a corresponding device.
  • the invention is in the form of a device for carrying out the method described above, wherein the device has interfaces that are adapted to the measured data
  • Device is designed to be installed in a vehicle.
  • the device has interfaces that are designed as suitable sensors to detect the measurement data independently.
  • sensors may be, for example, sensors for detecting position, speed and acceleration data, video cameras or radar sensors.
  • the device has interfaces which are designed to connect the device with suitable sensors, which enables the device to acquire the required data.
  • a device which partly has interfaces, which are designed as suitable sensors, in order to detect the measurement data independently and partly has interfaces, which are adapted to the
  • the at least one device for detecting the measurement data is designed to be installed in a vehicle.
  • the at least one device preferably has interfaces which are designed as suitable sensors in order to detect the measurement data independently. These may be, for example, sensors for detecting position,
  • the at least one device has interfaces which are designed to connect the device with suitable sensors, which enables the device to acquire the required data.
  • a device which partially has interfaces which are designed as suitable sensors to the measurement data
  • 1 shows a flow chart of an embodiment of the method according to the invention, wherein the method performs a first-time detection of a route network.
  • 2 is a flow chart of an embodiment of the method according to the invention, the method performing an update of an existing route network.
  • 3 shows an exemplary determination of individual marked sections of road from existing measurement data.
  • Fig. 1 shows a flow chart of an embodiment of the invention
  • a method wherein the method performs a first-time detection of a route network.
  • the detection can take place while driving over the infrastructure to be surveyed, which is undertaken specifically for this purpose, or the detection takes place during the normal operation of a vehicle, which in any case moves on the corresponding infrastructure. After recording 10 of the measured data, the transmission of these measured data takes place for post-processing 12.
  • the measured data which are preferably present as a set of trajectories, that is to say as a set of multiple trajectories, from a plurality of measuring runs, are post-processed in the post-processing 12, including correction data 13. Possible position errors are corrected by means of a fixed reference system or possible
  • the correction data 3 can be obtained in the case of a GPS-based measurement, for example by a stationary observation station, which makes it possible to correct the relative coordinates between the GPS satellite and the vehicle.
  • the correction data 13 can originate, for example, from a suitable calculation model which corrects the drift of the measurement.
  • a route graph is then created in the update 14 step, which is based on at least one measurement. If several measurements are available, then in this step the stretch graph is fused by fusing the individual reworking test drives created.
  • the result of the update 14 is a route graph which describes the existing route network completely in all possible ways. This stretch graph is then subjected to an enrichment 16 in a further step.
  • the route graph is automated with additional
  • the enrichment 16 is by means of specific information, e.g. Switches, signal systems, railway stations, signs, tunnels, bridges.
  • specific information e.g. Switches, signal systems, railway stations, signs, tunnels, bridges.
  • the recognition adds information regarding the route graph to more prominent ones
  • Infrastructure sections added, such as intersections, points or parallel sections.
  • the route graph is supplemented at this point by further information, such as stops, signals or objects on or at the track.
  • the final result is then an updated digital map of a
  • FIG. 2 therefore shows a flow chart of an embodiment of the method according to the invention, the method performing an update of existing infrastructure data 20.
  • the sequence of the method of FIG. 1 remains unchanged, it is merely an additional step added.
  • the updating 14 of the route graph is carried out taking into account the existing infrastructure data 20.
  • the newly determined courses of the infrastructure are compared with the existing infrastructure data 20 and differences are recorded, for example in the form of coordinate differences.
  • the existing infrastructure data 20 can be used as the basis of the infrastructure data 18 to be generated, wherein the update can also be limited to only a part of the route network, which has been changed, for example, locally limited due to construction.
  • the recording step 10 can be carried out in this situation such that only this candidate route section is measured and subjected to an update in the further course of this method.
  • FIG. 3 shows an exemplary determination of individual marked route sections from existing measurement data.
  • FIG. 3 shows a typical infrastructure situation, which is represented by four trajectories. These are two parallel
  • Infrastructure sections that run from top right to bottom left.
  • another section branches off by means of a switch, which in the following runs to the bottom right.
  • this section is formed from two parallel infrastructure sections.
  • the constellation of trajectories shown here corresponds to that according to
  • Fig. 3 shows how the recognition independently identifies distinctive infrastructure sections.
  • a vehicle traveling from top right to bottom left will move to section A and then switch to section C, ie drive straight through the infrastructure area.
  • section A it is also possible to change from section A to section E for this vehicle.
  • a switch 32 located at the end of section A.
  • the driving of the sections B, D and F takes place in the reverse manner to the sections A, C and E.
  • a vehicle thus either moves from
  • Section D or Section F out to section B, and passes through this
  • the recognition is preferably designed such that it can recognize the switches 32, 33 by means of an analysis of the trajectories. These can preferably be done by matching the converging trajectories.
  • a turnout 32, 33 is so already characterized in that on one side of the switch 32, 33 only one trajectory is present, as seen in the sections A and B, on the other side of the soft two sections are present, as in this
  • the recognition is designed such that it can recognize in the intersection of the trajectories whether the intersection point is a Intersection point 30 is.
  • the recognition can use, for example, additional height information, which was recorded during recording 10. Voices in both
  • Trajectories match the height information, so run both trajectories at this point at the same height, so it is most likely to a crossing point 30, which is considered as such in the enrichment of the route graph.
  • confirmation of the crossing point 30 may be made by means of optical information, such as camera images, which have captured the corresponding portion.
  • the recognition also has a possibility for image analysis, so that such a crossing point 30 is automatically detected.
  • a crossing point 30 represents a risk point in this regard, since vehicles can actually collide with each other here. He must therefore be documented beyond doubt.
  • an underpass in which one section of track is passed underneath the other.
  • an underpass can also be confirmed or identified by optical information.
  • the trajectories consisting of the sections A and C or B and D run parallel in this illustration. In this case, vehicles are preferably moved from section A to C or from section D to B. The trajectories are in the
  • the detection in turn can use optically detected information to detection parallel track sections 34.
  • the invention is not limited only to the embodiments described above. Rather, further embodiments are conceivable, which result from a combination of at least two of the embodiments described above.
  • the order of the individual method steps may preferably change, so that, for example, a creation of the line graph is performed only after the enrichment.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Generierung von Infrastrukturdaten (18), insbesondere eines Streckennetzes, für mindestens ein Fahrzeug offenbart, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Aufzeichnen (10) von mindestens einen Infrastrukturabschnitt betreffende Messdaten während mindestens einer Fahrt über die zu vermessende Infrastruktur, Übermitteln der aufgezeichneten Messdaten an mindestens eine, die weiteren Verfahrensschritte durchführende, Datenverarbeitungsvorrichtung, Nachbearbeiten (12) der zuvor aufgezeichneten Messdaten, mit Hilfe von Korrekturdaten (13), Aktualisieren (14) der Infrastrukturdaten aus den nachbearbeiteten Messdaten, Anreichern (16) der Infrastrukturdaten mit zusätzlichen Informationen, wobei die generierten Infrastrukturdaten (18) den autonomen Fahrbetrieb des mindestens einen Fahrzeugs ermöglichen.

Description

BESCHREIBUNG
VERFAHREN ZUR GENERIERUNG VON INFRASTRUKTURDATEN , VORRICHTUNG UND SYSTEM ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS, UND ENTSPRECHENDES COMPUTERPROGRAMMPRODUKT Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur automatischen
Generierung von Infrastrukturdaten, zur Beschreibung eines Streckennetzes, ein
Computerprogrammprodukt zur Ausführung des Verfahrens, eine Vorrichtung sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens. Für den Betrieb von Schienenfahrzeugen auf Eisenbahnstrecken und für die
Verwaltung, Instandhaltung und Instandsetzung streckenseitiger Infrastruktur ist eine datenbasierte Übersicht über die gesamte infrastruktur- und streckenbezogene
Information notwendig. Diese Daten werden konsistent, vollständig, einheitlich, mit entsprechendem Detailgrad und mit entsprechender Datenqualität benötigt. Heute gibt es für Schienennetze eine Vielzahl von infrastruktur- und streckenbezogenen Datensätzen in elektronischer Form, die historisch gewachsen sind, aus unterschiedlichen Quellen mit unterschiedlicher Genauigkeit stammen, oder fehlerbehaftet und unvollständig sind.
Diese verfügbaren Daten sind für die heutigen und zukünftigen Anforderungen an den Betrieb von Schienenfahrzeugen und an die Verwaltung, Instandhaltung und
Instandsetzung ungenügend. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit der Durchführung von Messfahrten zur
Aufzeichnung der Streckencharakteristika. Nachteilig bei diesem Verfahren der
Datensammlung sind die relativ hohen Kosten, die während der Messfahrten entstehen. Aufgrund der hohen Anzahl von aufzuzeichnenden Parametern müssen die Fahrzeuge mit entsprechender Sensorik ausgestattet werden.
Dieses bringt neben steigender Anfälligkeit und Komplexität auch den Nachteil mit sich, dass zur Betreuung der Messeinrichtung qualifiziertes Personal die Messfahrt begleiten muss. Somit wird ein Vorgehen benötigt, welches die Kosten der Messfahrten senkt und die Möglichkeit bietet, eine Vielzahl von Informationen zu einem Schienennetz
aufzunehmen und zu verarbeiten.
Zusätzlich können solche Überlegungen auch für andere Fahrzeuge und Streckennetze getroffen werden, die auf einer anderen Technologie, als der
Schienenfahrzeugtechnologie basieren. Ähnliche Fragestellungen betreffen
beispielsweise auch das Befahren von Straßen, bzw. die Erfassung der dortigen Infrastruktur und deren Aktualisierung.
Nachfolgend wird die Erfindung daher relativ allgemein beschrieben, um eine
Anwendbarkeit der Erfindung auch auf den Straßenverkehr sicherzustellen. Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Generierung von Infrastrukturdaten, welche ein Streckennetz
beschreiben, ein Computerprogrammprodukt zur Ausführung des Verfahrens, eine Vorrichtung sowie ein System zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mittels des Hauptanspruchs und der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß weist das Verfahren zur Generierung von Infrastrukturdaten, insbesondere Infrastrukturdaten welche ein Streckennetz beschreiben, folgende Schritte auf:
In einem ersten Schritt werden Messdaten über mindestens ein Streckensegment während mindestens einer Fahrt über die zu vermessende Infrastruktur erfasst.
Anschließend erfolgt eine Übermittlung der zuvor aufgezeichneten Messdaten an mindestens eine, die weiteren Verfahrensschritte durchführende Vorrichtung. In einem weiteren Schritt erfolgt die Nachbearbeitung der zuvor aufgezeichneten Messdaten, mit Hilfe von Korrekturdaten. Anschließend erfolgt eine Generierung der Infrastrukturdaten aus den nachbearbeiteten Messdaten. Abschließend werden die so generierten Infrastrukturdaten mit zusätzlichen Informationen angereichert, welche beispielsweise durch zusätzliche Erfassung oder durch weitere Datenquellen erschlossen werden. So werden den generierten Infrastrukturdaten beispielsweise Informationen zu Signalen, Haltestellen oder Objekten an oder auf der Strecke hinzugefügt.
Vorzugsweise erfolgt das Aufzeichnen der Messdaten während mindestens einer, speziell dafür unternommenen Messfahrt, wobei diese Fahrt von einem speziell dafür ausgerüsteten Fahrzeug unternommen wird. In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Aufzeichnen der Messdaten durch normale Fahrzeuge, welche üblicherweise auf dieser Strecke eingesetzt werden und dazu ausgestattet sind, das oben genannte Aufzeichnen der Messdaten zu übernehmen. Dies hat den Vorteil, dass keine speziellen Messfahrten unternommen werden müssen sondern die Messdaten während des normalen Betriebs aufgenommen werden können, wodurch Kosten und Kapazitäten auf der Strecke eingespart werden.
Bei den aufgezeichneten Messdaten handelt es sich vorzugsweise um Daten die dazu geeignet sind, die zu vermessende Infrastruktur zu beschreiben.
Vorzugsweise liegen die Messdaten in Form von geeigneten Koordinaten vor, welche die Bewegungsverläufe des Fahrzeugs auf der entsprechenden Infrastruktur
wiedergeben. Vorzugsweise beschreiben die Koordinaten die Bewegung des Fahrzeugs
dreidimensional, wodurch zusätzlich zu den Verläufen der entsprechenden Infrastruktur auch Informationen über die geografische Höhe der entsprechenden Infrastruktur beschrieben werden. Ergebnis dieser Aufzeichnung sind vorzugsweise Trajektorien. Eine Trajektorie beschreibt vorzugsweise mittels der oben genannten Koordinaten die Bahn, welche ein Fahrzeug während des Aufzeichnens der Messdaten befahren hat. Trajektorien sind somit dazu geeignet, die befahrene Infrastruktur mittels der oben genannten Koordinaten zu beschreiben. Natürlich besteht die Möglichkeit, dass durch die
Trajektorien nicht alle möglichen Wege eines Streckennetzes erfasst werden, da die erfolgten Messfahrten nicht über jeden möglichen Infrastrukturabschnitt des
Streckennetzes durchgeführt wurden. Daher muss das Verfahren um weitere
Erfassungsschritte ergänzt werden. Diese Trajektorien sind in der Regel mit
Messfehlern oder Ungenauigkeiten behaftet, welche im weiteren Verfahren korrigiert werden müssen. Trajektorien aus unterschiedlichen Messfahrten, welche denselben Infrastrukturabschnitt beschreiben, liegen daher auch nicht zwangsläufig aufeinander. Dies stellt insbesondere bei der Identifizierung von einspurigen bzw. eingleisigen und mehreren parallel verlaufenden Infrastrukturabschnitten ein Problem dar.
Vorzugsweise werden die so aufgezeichneten Messdaten an mindestens eine
Datenverarbeitungsvorrichtung übermittelt, welche die weiteren Verfahrensschritte durchführt.
Vorzugweise ist diese Vorrichtung dazu ausgebildet, Planungs-, Dokumentations- sowie Verwaltungsaufgaben des Streckennetzes durchzuführen.
Zu diesem Zweck ist diese Vorrichtung vorzugsweise stationär in einem Planungsbüro zur Streckenverwaltung vorgesehen.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, über eine geeignete Verbindung die zuvor aufgezeichneten Messdaten zu empfangen. Beispielsweise kann dies über eine internet- oder funkbasierte Datenverbindung mit dem Fahrzeug, oder mittels tragbarer Datenträger, wie USB-Sticks erfolgen.
Die Nachbearbeitung der zuvor aufgezählten Messdaten erfolgt vorzugsweise mithilfe von Korrekturdaten, welche beispielsweise durch eine stationäre Beobachtungsstation, deren Koordinaten bekannt sind, zur Verfügung gestellt werden. Dies ermöglicht beispielsweise eine Offset-Korrektur der vorliegenden Trajektorien.
Vorzugsweise kann bei Vorliegen mehrerer Daten, welche durch mehrere Messfahrten ermittelt wurden, in der Nachbearbeitung eine Mittelung oder Filterung erfolgen, wodurch Trajektorienverläufe einzelner Messungen korrigiert werden können, oder auch Messfahrten von der weiteren Verarbeitung ausgeschlossen werden.
Vorzugsweise verfügen die aufgezeichneten Messdaten über eine Information, die den Erfassungszeitpunkt beschreibt. Messdaten, die beispielsweise vor einem bekannten Streckenumbau aufgenommen wurden, können so sofort von der weiteren Verarbeitung ausgeschlossen werden.
Vorzugsweise wird anschließend aus den nachbearbeiteten Messdaten, die das zu vermessende Streckennetz beschreiben, ein neuer Streckengraph generiert. Dies erfolgt mittels der Zusammenführung der zuvor vermessenen Streckenabschnitte.
In einem abschließenden Schritt wird vorzuweise ein Anreichern des generierten Streckengraphen mit zusätzlichen Informationen vorgenommen, wobei diese
zusätzlichen Informationen Besonderheiten der Strecke beschreiben, wie
beispielsweise Geschwindigkeitsbegrenzungen, Haltestellen, Signale oder dergleichen, wodurch der Informationsgehalt des generierten Streckengraphen erhöht wird und dieser als generierte Infrastrukturdaten zur Verfügung gestellt wird. Dabei werden diese Informationen zusätzlich während der Messung aufgenommen, oder aus anderen Datenquellen, wie beispielsweise einem Referenzdatensatz, erschlossen.
Ergebnis dieses Verfahrens ist eine Datenbasis, welche durch die generierten
Infrastrukturdaten gebildet wird und eine digitale Landkarte des vermessenen
Streckennetzes bildet.
Diese digitale Landkarte eines Streckennetzes ist die Grundlage für den Betrieb von Schienenfahrzeugen auf Eisenbahnstrecken und auch für die Verwaltung,
Instandhaltung und Instandsetzung streckenseitiger Infrastruktur notwendig. Das beschriebene Verfahren kann analog zum bereits beschriebenen Verfahren auch für die Aktualisierung eines Streckennetzes angewendet werden. Dies ist notwendig, beispielsweise nach Umbaumaßnahmen oder nach der Inbetriebnahme von
Neubaustrecken. Im Folgenden erfolgt die Beschreibung vorteilhafter Weiterbildungen des Verfahrens.
Vorzugsweise liegen die Messdaten in Form von Koordinaten vor, die während mindestens einer Fahrt auf dem zu vermessenden Infrastrukturabschnitt aufgezeichnet wurden.
Vorzugsweise erfolgt die Erfassung der Messdaten durch Erfassung von
Satellitennavigationsdaten. Beispielsweise lassen sich diese Daten anhand von GPS- Vorrichtungen erfassen, welche heute zum Stand der Technik gehören.
Vorzugsweise sind solche GPS-Vorrichtungen in den Fahrzeugen vorgesehen, um GPS-Daten zur Ortung und Navigation zu liefern, oder um die erfassten Daten weiteren im Fahrzeug vorgesehenen Vorrichtungen zugänglich zu machen.
Vorzugsweise werden bei GPS-basierten Messungen die Korrekturdaten zur
Nachbearbeitung der Messdaten ermittelt, indem durch eine stationären
Beobachtungsstation, deren Koordinaten bekannt sind, die Bahnen, bzw. die
Koordinaten der GPS-Satelliten erfasst werden. So kann die relative
Koordinatenangabe zwischen den GPS-Satelliten und dem aufzeichnenden Fahrzeug durch den Abgleich dieser Koordinaten mit denen zwischen der stationären
Beobachtungsstation und den GPS-Satelliten korrigiert werden. Durch diese Korrektur ist auch eine Angabe absoluter GPS-Koordinaten möglich. Vorzugsweise befindet sich die Beobachtungsstation in der Nähe des zu vermessenden Infrastrukturabschnittes, um eine möglichst hohe Genauigkeit der Korrekturdaten zu erzielen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Erfassung der Messdaten mittels eines inertialen Navigationssystems (INS), welches die Messdaten mittels Trägheitskräften erfasst. Der Hauptvorteil eines INS ist, dass dieses referenzlos betrieben werden kann, also unabhängig von jeglichen Ortungssignalen aus der Umgebung. So kann eine Erfassung von Infrastrukturdaten auch ohne eine bestehende GPS-Verbindung erfolgen. So ist auch die Erfassung von Infrastrukturabschnitten möglich, bei denen keine GPS-Verbindung hergestellt werden kann, wie z.B. Tunnels.
Nachteilig stellt sich bei dieser Form der Messung die systembedingte Drift der
Sensoren heraus, welche in geeigneter Weise ausgeglichen werden muss.
Vorzugsweise wird die Drift durch geeignete Sensorik gering gehalten, oder durch geeignete Korrekturmodelle in der Nachbearbeitung der Messdaten korrigiert. Vorzugsweise lassen sich aus den aufgezeichneten Messdaten Trajektorien bilden, die den befahrenen Infrastrukturabschnitt beschreiben. Mehrere Trajektorien bilden dann eine Trajektorienschar. Somit ist eine grafische Darstellung der Messfahrt möglich.
Vorzugsweise werden die Messdaten um weitere dynamische Informationen aus der mindestens einen Fahrt ergänzt.
Dynamische Informationen beschreiben dabei, wie der entsprechende
Infrastrukturabschnitt befahren wurde. Beispielsweise enthalten diese Informationen zur Bewegungsrichtung, dem Geschwindigkeitsverlauf, Beschleunigungen und dergleichen.
Vorzugsweise werden diese dynamischen Informationen in jede räumliche Richtung erfasst, wodurch zusätzliche Aussagen bei der weiteren Verarbeitung der Messdaten getroffen werden können. Vorzugsweise sind mittels dieser dynamischen Informationen markante
Streckenabschnitte oder Unstetigkeiten im Verlauf des entsprechenden
Streckenabschnitts identifizierbar.
Vorzugsweise enthalten die Messdaten zudem Informationen aus einer optischen Erfassung des Infrastrukturabschnitts. Dabei kann es sich um beispielsweise um die Erfassung mittels Kameras oder Radarsensoren handeln. Vorzugsweise erfolgt auf diesem Weg die Erfassung von Objekten und für den
Fahrbetrieb spezifischen Elementen, wie z.B. Weichen, Signalanlagen, Bahnhöfen, Schildern, Tunneln, Brücken, parallel verlaufenden Gleisen, Kreuzungspunkten und dergleichen.
Vorzugsweise findet während der Anreicherung mit zusätzlichen Informationen zudem die Durchführung einer Erkennung statt, welche dazu ausgebildet ist, markante
Streckenabschnitte zu ermitteln. Durch Abgleich des Informationsgehalts mehrerer nachbearbeiteter Messfahrten, wobei diese Fahrten für gewöhnlich beide Richtungen der Strecke durchgeführt wurden, ist die Erkennung vorzugweise in der Lage markante Streckenabschnitte, wie
Kreuzungspunkte, Weichenbereiche, parallel laufende Streckenabschnitte oder markante Objekte zu identifizieren.
Ein Kreuzungspunkt stellt dabei einen Punkt dar, auf dem sich Streckenabschnitte kreuzen, Fahrzeuge jedoch nicht von dem einen auf den anderen Streckenabschnitt wechseln können. Vorzugsweise erfolgt die Identifizierung eines Kreuzungspunktes zweier
Streckenabschnitte dadurch, dass die Trajektorien mindestens einer Fahrt auf einem ersten Streckenabschnitt mit denen einer Fahrt auf einem zweiten Streckenabschnitt verglichen werden. Vorzugsweise kann ein Kreuzungspunkt mittels der Schnittwinkel zweier Trajektorien ermittelt werden, wobei der Schnittwinkel eines Kreuzungspunktes zur Unterscheidung von einer Weiche möglichst stumpf ist. Überschreitet der Schnittwinkel also einen gewissen Wert, handelt es sich bei dem beobachteten Streckenabschnitt um einen Kreuzungspunkt.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird ein Kreuzungspunkt mittels der Trajektorienverläufe vor und nach einem vermeintlichen Kreuzungspunkt identifiziert. Ein Kreuzungspunkt lässt sich beispielsweise dadurch von einer Weiche unterscheiden, dass sich kreuzende Trajektorien vor und nach einem Kreuzungspunkt nicht
aufeinander verlaufen. Bei einer Weiche sind die Trajektorien auf einer Seite der Weiche identisch und liegen aufeinander. Vorzugsweise lassen sich parallel verlaufende Streckenabschnitte durch ausreichend auflösende Messdaten aus den Trajektorien identifizieren.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Identifizierung parallel verlaufender Streckenabschnitte unter Einbeziehung von optisch erfassten
Informationen, beispielsweise einem, den Trajektorien zugeordneten Video, wodurch mittels einer automatischen Bilderkennung oder durch einen Anwender, ein weiterer, parallel verlaufender Streckenabschnitt erkannt werden kann. Diese Vorgehensweise hat den Vorteil, dass ein Streckenabschnitt mit mehreren parallel verlaufenden
Streckenabschnitten somit mit nur einer Fahrt in eine Richtung erfasst werden kann, wenn die weiteren parallel verlaufenden Streckenabschnitte durch das Video erfasst wurden. Auch andere markante Infrastrukturabschnitte, wie Kreuzungspunkte oder Weichen, welche beispielsweise nur selten befahren werden und somit auch nicht mit Sicherheit in den Messdaten erfasst wurden können auf diese Weise erfasst werden. Dieses Vorgehen kann vorzugsweise auch für die Erkennung anderer markanter
Streckenabschnitte eingesetzt werden. So kann die Erkennung von Kreuzungspunkten, Weichen oder anderen Objekten darüber erfolgen wodurch auch hier der Bedarf an benötigten Fahrten deutlich verringert werden kann. Vorzugsweise sind die derart generierten Infrastrukturdaten dazu geeignet, den autonomen Betrieb von Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen, auf den vermessenen Infrastrukturabschnitten zu gewährleisten, da sie die dafür benötigten Informationen erfassen und zur Verfügung stellen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt das Verfahren in Form eines Computerprogrammprodukts mit auf einem Datenträger gespeicherten Programmcode zur Weitergabe und Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens vor. Dabei kann der Programmcode vorzugsweise auf einem USB-Stick oder einem anderen geeigneten Datenträger oder auf einem Server gespeichert sein, von dem der
Programmcode vorzugsweise mit einer geeigneten Datenverbindung auf eine entsprechende Vorrichtung übertragen werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegt die Erfindung in Form einer Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens vor, wobei die Vorrichtung Schnittstellen aufweist, die dazu angepasst sind, die Messdaten
selbstständig, und/oder mittels weiterer Vorrichtungen zu erfassen, wobei die
Vorrichtung dazu ausgebildet ist, in einem Fahrzeug verbaut zu werden.
Vorzugsweise verfügt die Vorrichtung über Schnittstellen, die als geeignete Sensorik ausgebildet sind, um die Messdaten selbstständig zu erfassen. Dabei kann es sich beispielsweise um Sensoren zur Erfassung von Positions-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdaten, Videokameras oder Radarsensoren handeln.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verfügt die Vorrichtung über Schnittstellen, die dazu ausgebildet sind, die Vorrichtung mit geeigneter Sensorik zu verbinden, wodurch die Vorrichtung in die Lage versetzt wird, die benötigten Daten zu erfassen.
Vorzugsweise ist auch eine Vorrichtung denkbar, die zum Teil Schnittstellen aufweist, welche als geeignete Sensorik ausgebildet sind, um die Messdaten selbstständig zu erfassen und zum Teil Schnittstellen aufweist, welche dazu ausgebildet sind, die
Vorrichtung mit geeigneter Sensorik zu verbinden, wodurch die Vorrichtung in die Lage versetzt wird, die benötigten Daten zu erfassen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein System
vorgesehen, welches mindestens eine Vorrichtung zur Erfassung der Messdaten aufweist und diese mindestens eine Vorrichtung die erfassten Messdaten an
mindestens eine weitere Vorrichtung zur weiteren Abarbeitung des Verfahrens übermittelt. Vorzugsweise ist die mindestens eine Vorrichtung zur Erfassung der Messdaten dazu ausgebildet in einem Fahrzeug verbaut zu werden. Vorzugsweise verfügt die mindestens eine Vorrichtung über Schnittstellen, die als geeignete Sensorik ausgebildet sind, um die Messdaten selbstständig zu erfassen. Dabei kann es sich beispielsweise um Sensoren zur Erfassung von Positions-,
Geschwindigkeits- und Beschleunigungsdaten, Videokameras oder Radarsensoren handeln.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verfügt die mindestens eine Vorrichtung über Schnittstellen, die dazu ausgebildet sind, die Vorrichtung mit geeigneter Sensorik zu verbinden, wodurch die Vorrichtung in die Lage versetzt wird, die benötigten Daten zu erfassen.
Vorzugsweise ist auch eine Vorrichtung vorgesehen, die zum Teil Schnittstellen aufweist, welche als geeignete Sensorik ausgebildet sind, um die Messdaten
selbstständig zu erfassen und zum Teil Schnittstellen aufweist, welche dazu ausgebildet sind, die Vorrichtung mit geeigneter Sensorik zu verbinden, wodurch die Vorrichtung in die Lage versetzt wird, die benötigten Daten zu erfassen.
Im Folgenden erfolgt die Beschreibung der Erfindung anhand bevorzugter
Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Im Einzelnen zeigt:
Fig. 1 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das Verfahren eine erstmalige Erfassung eines Streckennetzes durchführt. Fig. 2 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das Verfahren eine Aktualisierung eines bestehenden Streckennetzes durchführt. Fig. 3 eine exemplarische Ermittlung einzelner markanter Streckenabschnitte aus bestehenden Messdaten.
Fig. 1 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens, wobei das Verfahren eine erstmalige Erfassung eines Streckennetzes durchführt.
Im Schritt Aufzeichnen 10 erfolgt die Erfassung der Messdaten, die einen zu
vermessenden Infrastrukturabschnitt betreffen. Die Erfassung kann dabei während einer Fahrt über die zu vermessende Infrastruktur stattfinden, welche speziell zu diesem Zweck unternommen wird, oder die Erfassung findet während dem normalen Betrieb eines Fahrzeugs statt, welches sich ohnehin auf der entsprechenden Infrastruktur bewegt. Nach dem Aufzeichnen 10 der Messdaten erfolgt die Übermittlung dieser Messdaten zur Nachbearbeitung 12.
Die vorzugsweise als Trajektorienschar, also als Menge mehrerer Trajektorien, aus mehreren Messfahrten vorliegenden Messdaten werden in der Nachbearbeitung 12 unter Einbeziehung von Korrekturdaten 13 nachbearbeitet. Dabei werden mögliche Positionsfehler mittels eines festen Bezugssystems korrigiert oder mögliche
Sensorabweichungen berichtigt.
Die Korrekturdaten 3 können im Fall einer GPS-basierten Messung beispielsweise durch eine stationäre Beobachtungsstation erhalten werden, welche es ermöglicht, die relativen Koordinaten zwischen GPS-Satellit und Fahrzeug zu korrigieren.
Im Fall von inertialen Messverfahren können die Korrekturdaten 13 beispielsweise aus einem geeigneten Rechenmodell stammen, das die Drift der Messung korrigiert.
Auf diese Weise wird anschließend im Schritt Aktualisierung 14 ein Streckengraph erstellt, welcher auf mindestens eine Messung zurückgeht. Liegen mehrere Messungen vor, so wird in diesem Schritt der Streckengraph durch Fusionierung der einzelnen nachbearbeiten Messfahrten erstellt. Ergebnis der Aktualisierung 14 ist ein Streckengraph, welcher das vorhandene Streckennetz vollständig mit allen möglichen Wegen beschreibt. Dieser Streckengraph wird anschließend in einem weiteren Schritt einer Anreicherung 16 unterzogen. Dabei wird der Streckengraph automatisiert mit zusätzlichen
Informationen angereichert, welche mittels einer Erkennung und/oder mittels
zusätzlicher Sensorik erfasst wurden. Zudem besteht die Möglichkeit, dass Anwender den Streckengraph mit zusätzlichen Informationen durch händische Eingaben
anreichern.
Vorzugsweise erfolgt die Anreicherung 16 mittels spezifischer Informationen wie z.B. Weichen, Signalanlagen, Bahnhöfen, Schildern, Tunneln, Brücken. So fügt die Erkennung dem Streckengraphen Informationen bezüglich markanter
Infrastrukturabschnitte hinzu, wie zum Beispiel Kreuzungspunkte, Weichen oder parallel verlaufende Streckenabschnitte. Zudem besteht die Möglichkeit durch eine Analyse zusätzlicher Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverläufe aus den Messungen Unstetigkeiten oder mögliche Unplausibilitäten im Streckenverlauf zu identifizieren. Beispielsweise ist denkbar, die aus den erfassten Positionsdaten ermittelten
Höhenverläufe über die Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverläufe zu
plausibilisieren.
Aus optisch erfassten Zusatzinformationen wird der Streckengraph an dieser Stelle um weitere Informationen, wie beispielsweise Haltestellen, Signale oder Objekte auf oder an der Strecke ergänzt.
Als Endergebnis liegt anschließend eine aktualisierte digitale Landkarte eines
Streckennetzes vor, welche die benötigten Infrastrukturdaten 18 beinhaltet, welche für den weiteren Betrieb geeignet sind. In diesem Flussdiagramm wurde die initiale
Erstellung einer derartigen aktualisierten Landkarte beschrieben. Das Verfahren ist jedoch ebenso dazu geeignet bestehende Infrastrukturdaten 20 mittels weiterer
Messdaten zu aktualisieren. Fig. 2 zeigt daher ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei das Verfahren eine Aktualisierung bestehender Infrastrukturdaten 20 durchführt.
Dabei bleibt der Ablauf des Verfahrens aus Fig. 1 unverändert, es wird lediglich ein zusätzlicher Schritt ergänzt. So erfolgt die Aktualisierung 14 des Streckengraphen unter Einbeziehung der bestehenden Infrastrukturdaten 20. Zu diesem Zweck werden die neu ermittelten Verläufe der Infrastruktur mit den bestehenden Infrastrukturdaten 20 abgeglichen und Unterschiede beispielsweise in Form von Koordinatendifferenzen festgehalten.
Die bestehenden Infrastrukturdaten 20 können dabei als Basis der zu generierenden Infrastrukturdaten 18 genutzt werden, wobei sich die Aktualisierung auch nur auf einen Teil des Streckennetzes beschränken kann, welcher beispielsweise lokal beschränkt aufgrund von Bauarbeiten verändert wurde.
Der Schritt Aufzeichnen 10 kann in dieser Situation derart durchgeführt werden, dass lediglich dieser infrage kommende Streckenabschnitt vermessen wird und einer Aktualisierung im weiteren Verlauf dieses Verfahrens unterzogen wird.
Zudem eignet sich der Abgleich mit bestehenden Infrastrukturdaten 20 dazu, die neu erfassten Messdaten zu plausibilisieren. Ist Beispielsweise bekannt, dass sich ein Streckenabschnitt nicht verändert hat, so kann mittels einer Messfahrt über diesen Abschnitt eine Plausibilisierung der erfassten Messdaten mittels eines Abgleichs der bestehenden Infrastrukturdaten 20 erfolgen, wodurch eine Überprüfung der verbauten Sensorik möglich ist. Fig. 3 zeigt eine exemplarische Ermittlung einzelner markanter Streckenabschnitte aus bestehenden Messdaten. Im oberen Teil zeigt Fig. 3 eine typische Infrastruktursituation, welche durch vier Trajektorien dargestellt ist. Es handelt sich dabei um zwei parallel verlaufende
Infrastrukturabschnitte, welche von rechts oben nach links unten verlaufen. Zudem zweigt im Verlauf dieser Infrastrukturabschnitte ein weiterer Abschnitt mittels einer Weiche ab, welcher im Folgenden nach rechts unten verläuft. Auch dieser Abschnitt wird wiederum aus zwei parallel laufenden Infrastrukturabschnitten gebildet.
Die hier gezeigte Konstellation der Trajektorien entspricht der, nach der
Nachbearbeitung 12 bzw. der Aktualisierung 14. Anhand dieser Konstellation wird nun die Anreicherung 16 des Streckengraphen mittels der Erkennung mit zusätzlichen Informationen beschrieben.
Im unteren Teil zeigt Fig. 3, wie die Erkennung markante Infrastrukturabschnitte selbstständig identifiziert.
Zunächst erfolgt die Untergliederung der aufgezeichneten Trajektorien in mehrere Abschnitte, A, B, C, D, E und F.
Ein Fahrzeug, das von rechts oben nach links unten fährt wird sich dabei auf Abschnitt A bewegen und anschließend auf Abschnitt C wechseln, also auf einer geradlinigen Strecke durch den entsprechenden Infrastrukturbereich fahren. Für dieses Fahrzeug besteht jedoch auch die Möglichkeit, von Abschnitt A auf Abschnitt E zu wechseln. Dies wird durch eine Weiche 32 ermöglicht, welche sich am Ende von Abschnitt A befindet. Vorzugsweise findet das Befahren der Abschnitte B, D und F in umgekehrter Weise zu den Abschnitten A, C und E statt. Ein Fahrzeug bewegt sich also entweder von
Abschnitt D oder Abschnitt F aus auf Abschnitt B zu, und erreicht diesen durch
Überfahren einer Weiche 33 in dem Bereich, in dem Abschnitt D und F
zusammenlaufen.
Die Erkennung ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie die Weichen 32, 33 mittels einer Analyse der Trajektorien erkennen kann. Diese können vorzugsweise durch Abgleich der zusammenlaufenden Trajektorien erfolgen. Eine Weiche 32, 33 ist also schon allein dadurch charakterisiert, dass auf einer Seite der Weiche 32, 33 lediglich eine Trajektorie vorhanden ist, wie zu sehen in den Abschnitten A und B, wobei auf der anderen Seite der weiche jeweils zwei Abschnitte vorhanden sind, wie in diesem
Beispiel die Abschnitte C und E bzw. D und F.
Aufgrund der Tatsache, dass die Trajektorie, bestehend aus den Abschnitten A und E die Trajektorie aus den Abschnitten B und D schneiden muss, ist die Erkennung derart ausgebildet, dass sie in dem Schnittpunkt der Trajektorien erkennen kann, ob es sich bei dem Schnittpunkt um einen Kreuzungspunkt 30 handelt.
Zu diesem Zweck kann die Erkennung beispielsweise zusätzliche Höheninformationen nutzen, welche beim Aufzeichnen 10 mit erfasst wurden. Stimmen bei beiden
Trajektorien die Höheninformationen überein, also verlaufen beide Trajektorien an dieser Stelle auf derselben Höhe, so handelt es sich mit großer Wahrscheinlichkeit um einen Kreuzungspunkt 30, welcher als solcher in der Anreicherung des Streckengraphs berücksichtigt wird. Zusätzlich kann eine Bestätigung des Kreuzungspunkts 30 mittels optischer Informationen, wie beispielsweise Kamerabilder, welche den entsprechenden Abschnitt bildlich erfasst haben, erfolgen. Vorzugsweise verfügt die Erkennung auch über eine Möglichkeit zur Bildanalyse, so dass ein solcher Kreuzungspunkt 30 automatisch erkannt wird.
Die Erkennung solcher Kreuzungspunkte 30 ist entscheidend für die weitere
Verwendung der generierten Infrastrukturdaten, um beispielsweise auch den
autonomen Betrieb auf der Strecke zu gewährleisten. Ein Kreuzungspunkt 30 stellt diesbezüglich eine Risikostelle dar, da hier Fahrzeuge tatsächlich miteinander kollidieren können. Er muss also zweifelsfrei dokumentiert sein.
Stimmen die Höhendaten beider Trajektorien hingegen nicht überein, so handelt es sich mit großer Wahrscheinlichkeit um eine Unterführung, bei der ein Streckenabschnitt unter dem anderen hindurch geführt wird. Vorzugsweise kann eine Unterführung ebenso durch optische Informationen bestätigt oder identifiziert werden.
Die Trajektorien bestehend aus den Abschnitten A und C bzw. B und D verlaufen in dieser Darstellung parallel. Vorzugsweise werden dabei Fahrzeuge von Abschnitt A nach C bzw. von Abschnitt D nach B bewegt. Die Trajektorien verlaufen im
Wesentlichen parallel, wobei sich Fahrzeuge dabei in entgegengesetzte Richtungen aneinander vorbei bewegen können. Sie bilden somit parallele Streckenabschnitte 34. Die Erkennung von parallelen Streckenabschnitten 34 im Gegensatz zu eingleisigen Streckenabschnitten, auf denen sich Fahrzeuge sowohl in die eine als auch in die andere Richtung bewegen, ist essenziell für den sicheren Betrieb und die sichere Nutzung der generierten Infrastrukturdaten, da so auf eine Kollisionsgefahr geschlossen werden kann.
Die Erkennung solcher paralleler Streckenabschnitte 34 kann beispielsweise mittels der Analyse der Positionsdaten erfolgen. Sind diese in einer hinreichend genauen
Auflösung vorhanden, so kann allein aus dem Verlauf der Trajektorien auf zwei parallel verlaufende Streckenabschnitte 34 geschlossen werden.
Sollte eine solche Analyse, aufgrund von ungenauen Positionsdaten, nicht möglich sein, kann die Erkennung wiederum optisch erfasste Informationen zu Erkennung parallel verlaufende Streckenabschnitte 34 nutzen. Die Erfindung ist nicht nur auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr sind weitere Ausführungsformen denkbar, welche sich aus einer Kombination von mindestens zwei der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ergeben.
Vorzugsweise kann sich zudem die Reihenfolge der einzelnen Verfahrensschritte ändern, so dass beispielsweise eine Erstellung des Streckengraphen erst nach der Anreicherung durchgeführt wird. BEZUGSZEICHENLISTE
10 Aufzeichnen
12 Nachbearbeitung
13 Korrekturdaten
14 Aktualisieren
16 Anreichern
18 Infrastrukturdaten
20 bestehende Infrastrukturdaten
30 Kreuzungspunkt
32 Weiche
33 Weiche
34 parallele Streckenabschnitte
A Streckenabschnitt
B Streckenabschnitt
C Streckenabschnitt
D Streckenabschnitt
E Streckenabschnitt
F Streckenabschnitt

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Generierung von Infrastrukturdaten (18), insbesondere ein
Streckennetz beschreibend, aufweisend folgende Schritte:
Aufzeichnen (10) von mindestens einen Infrastrukturabschnitt betreffende
Messdaten während mindestens einer Fahrt über die zu vermessende Infrastruktur,
Übermitteln der aufgezeichneten Messdaten an mindestens eine, die weiteren Verfahrensschritte durchführende, Datenverarbeitungsvorrichtung,
Nachbearbeiten (12) der zuvor aufgezeichneten Messdaten, mit Hilfe von
Korrekturdaten (13),
Aktualisieren (14) der Infrastrukturdaten aus den nachbearbeiteten Messdaten,
Anreichern (16) der Infrastrukturdaten mit zusätzlichen Informationen.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , wobei
während dem Anreichern (16) ein Erkennungsschritt durchgeführt wird, welcher dazu dient, markante Streckenabschnitte zu ermitteln.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei
in die Messdaten mindestens eine Trajektorie des befahrenen
Infrastrukturabschnitts eingefügt werden.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Messdaten
aus Satellitennavigationsdaten, und/oder
inertialen Navigationsdaten erfasst werden, und/oder
dynamische Informationen eingegeben werden, und/oder
Informationen aus einer optischen Erfassung des Infrastrukturabschnitts
eingegeben werden.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
die Korrekturdaten (13) von mindestens einer stationären Beobachtungsstation zur Verfügung gestellt werden, wobei
genaue Informationen zur Position dieser Beobachtungsstation bekannt sind, wobei mindestens eine Messfahrt durch Abgleich mit diesen Korrekturdaten (13) korrigiert wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei
der Erkennungsschritt, zur Unterscheidung nahe beieinander liegender
Infrastrukturabschnitte, die Informationen aus einer optischen Erfassung der Strecke zu verarbeiten.
7. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
der Erkennungsschritt markante Streckenabschnitte, wie
Kreuzungspunkte,
Weichenbereiche
parallele Streckenabschnitte
Objekte identifiziert.
8. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
die Messdaten mit einem Erfassungszeitpunkt versehen werden, und/oder
Messdaten mit verschiedenen Erfassungszeitpunkten verarbeitet werden, und/oder Messdaten aufgrund ihres Erfassungszeitpunktes von der weiteren Verarbeitung ausgeschlossen werden.
9. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
die so generierten Infrastrukturdaten (18) zur Aktualisierung bestehender
Infrastrukturdaten (20) des Streckennetzes genutzt werden.
10. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
das mindestens eine Fahrzeug ein Schienenfahrzeug ist.
1 1. Verfahren gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei
die generierten Infrastrukturdaten (18) den autonomen Fahrbetrieb des mindestens einen Fahrzeugs ermöglichen.
12. Computerprogrammprodukt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichertem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1.
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei
die Vorrichtung Schnittstellen aufweist, die dazu angepasst sind, die Messdaten selbstständig, und/oder
mittels weiterer Vorrichtungen zu erfassen, wobei
die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, in einem Fahrzeug verbaut zu werden.
14. System zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , aufweisend mindestens eine Vorrichtung zur Erfassung der Messdaten, wobei
die mindestens eine Vorrichtung Schnittstellen aufweist, die dazu angepasst sind, die Messdaten selbstständig, und/oder
mittels weiterer Vorrichtungen zu erfassen, wobei
die mindestens eine Vorrichtung dazu ausgebildet ist, in einem Fahrzeug verbaut zu werden, wobei
die Messdaten zur weiteren Abarbeitung des Verfahrens gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 11 über eine geeignete Verbindung an mindestens eine weitere Vorrichtung übermittelt werden.
EP18715663.3A 2017-04-06 2018-04-03 Verfahren zur generierung von infrastrukturdaten, vorrichtung und system zur durchführung des verfahrens, und entsprechendes computerprogrammprodukt Withdrawn EP3606801A1 (de)

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