EP4119417A1 - Monitoring method and system - Google Patents

Monitoring method and system Download PDF

Info

Publication number
EP4119417A1
EP4119417A1 EP22181742.2A EP22181742A EP4119417A1 EP 4119417 A1 EP4119417 A1 EP 4119417A1 EP 22181742 A EP22181742 A EP 22181742A EP 4119417 A1 EP4119417 A1 EP 4119417A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
information
scene
vehicle
route
objects
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.)
Pending
Application number
EP22181742.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Waschulzik
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.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility 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 Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4119417A1 publication Critical patent/EP4119417A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains
    • B61L23/04Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/041Obstacle detection

Definitions

  • the present invention relates to a method and a system for monitoring a vehicle environment when a vehicle is traveling on a route, and a vehicle, in particular a rail vehicle.
  • Modern vehicles in particular rail vehicles, are usually equipped with a sensor system that is used to monitor the area around the vehicle.
  • the sensor system With the help of the sensor system, other road users or lanes can be detected, for example, and the information obtained can be used by assistance systems for - if necessary supporting - control of the vehicle.
  • assistance systems for - if necessary supporting - control of the vehicle.
  • This object is achieved by a method and a system for monitoring the area around the vehicle when a vehicle is traveling on a route, and by a vehicle according to the independent claims.
  • a first aspect of the invention relates to a method, in particular a computer-implemented method, for monitoring a Vehicle environment when driving a vehicle, in particular a rail vehicle, on a particular predetermined route.
  • the method has the following steps: (i) sensory detection of a scene in the vehicle environment and generation of corresponding sensor data; (ii) Generating a virtual scene representation of the captured scene based on the sensor data and quality-assured route information stored in a database.
  • a scene within the meaning of the invention is preferably to be understood as a driving situation of the vehicle.
  • a scene can represent a "snapshot" of the vehicle's surroundings at a particular point in time.
  • a scene is thus expediently characterized by objects from the area surrounding the vehicle and their arrangement relative to one another and/or to the vehicle at a specific point in time.
  • a virtual scene representation within the meaning of the invention is preferably understood to mean a digital image of a (real) scene, for example from the vehicle environment.
  • an assistance system can analyze the vehicle environment and control the vehicle or at least individual vehicle functions based on the analysis and/or at least give the vehicle driver instructions on how to control the vehicle.
  • Route information within the meaning of the invention is preferably to be understood as additional information about possible scenes on the route.
  • the route information can be, for example, additional information about objects that can be detected by sensors or a specific area in the scene that is currently being detected.
  • the route information can be at least partially route-specific. For example, it is conceivable for the route information to identify special objects, object constellations, route sections and/or the like that occur along the route and/or their effects on one another and/or on the vehicle.
  • a database within the meaning of the invention is preferably understood to mean a map, in particular a digital map, which can contain route-specific information, for example.
  • the information contained in the database in particular route-specific information, is expediently linked to geographical information.
  • the database also contains generic information about the vehicle environment, for example about road users possibly occurring in the vehicle environment.
  • the database expediently contains, for example, in addition to route information about the course of streets or paths, additional information about the surroundings of the streets, for example about so-called landmarks. With an extremely high spatial resolution, the landmarks can characterize, for example, traffic signs, traffic lights, street lamps, buildings and/or other prominent objects in the vicinity of streets or paths.
  • Quality-assured information within the meaning of the invention is preferably understood to mean information that meets at least one specified security requirement.
  • Quality-assured information can, for example, be correct with a specified probability or have a small error, so that a system using the information only has a low probability of behavior that is dangerous to health or life.
  • An (assistance) system operated on the basis of the quality-assured information preferably fulfills a so-called safety requirement level (SIL) in order to be able to detect any risk to people, the environment or processes from the system with a specified reliability - for example to less than one risk every eleven years. to be able to reduce.
  • SIL safety requirement level
  • the quality-assured information can, for example, characterize properties, also referred to below as characteristics, of objects.
  • the quality assurance of the information expediently includes, among other things, that at least one Combination of properties or characteristics is specific to each of the objects.
  • One aspect of the invention is based on the approach of using external information to adapt, in particular to simplify and/or supplement, a virtual scene representation that is based on sensory detection of a vehicle environment and characterizes a real scene from the vehicle environment.
  • External information here means that the information is not provided by the vehicle or its sensors, but rather is taken from a database, for example.
  • a virtual scene representation adapted in this way can then be analyzed, for example, and the control of at least one sub-function of the vehicle can be used as a basis.
  • the determination of the scene taking into account the information from the database, enables not only a more reliable, but possibly also a faster scene analysis.
  • Accessing external information, also referred to as route information, stored in the database is particularly advantageous since this allows prior knowledge about the vehicle environment along the route to be incorporated into the determination of the virtual scene representation—in particular into its adaptation. This exploits the fact that rail vehicles in particular are repeatedly traveling on the same route and objects that do not impair driving safety, for example, are previously known or can at least be determined. If, for example, the virtual scene representation is to be used as a basis for a risk analysis to assess driving safety, these objects do not have to be included in the scene representation at all, or they can be marked there as irrelevant for driving safety. Through this technical support can also a vehicle driver who has not yet been trained for this route can drive a new route with a comparable level of safety as a trained driver, which means that the flexibility of rail vehicle operations with regard to personnel planning can be significantly increased.
  • a scene in the area surrounding the vehicle can be detected by sensors and the position of the vehicle on its route can be determined.
  • Route information corresponding to the position can then be loaded from a digital map.
  • the virtual scene representation can be generated on the basis of the sensor data generated during the sensory detection of the vehicle surroundings and the route information.
  • the virtual scene representation determined on the basis of the sensor data is adapted using the route information, i. H. is further modified.
  • the route information is expediently quality-assured, i. H. in particular accurate, complete, up-to-date and available.
  • the semantics of the information should be well defined so that, for example, an algorithm based on the information can correctly interpret it.
  • the information contains object features to characterize an object
  • the value range of the features should be defined exactly and completely together with the possible characteristics and the semantics of each characteristic.
  • the required parameters should be defined for each use of the information, for example in connection with a safety-related function.
  • Such parameters can be, for example, the quality features specified for identifying an object or determining the position of an object.
  • the parameters should be the correct situation for each trip show on the route.
  • the information should also be available for use while driving with the quality required, for example, in a safety architecture.
  • quality-assured route information not only allows a particularly reliable scene adaptation, but also, if necessary, a check of the vehicle's sensory functions by comparing the route information with information obtained from the sensor data. For example, properties derived from the sensor data of an object detected in the vehicle environment can be compared with so-called feature vectors stored in the digital map, which characterize objects in the vehicle environment.
  • the feature vectors preferably have specific features of the detected objects as entries.
  • the length of the vectors i. H. the number of features they describe corresponds appropriately to a measure of reliability.
  • a large amount of information stored in the database allows objects from the vehicle's surroundings that are detected using the sensor data to be validated with a high level of reliability.
  • an object recognized on the basis of the sensor data can be identified in the database with a high level of certainty by a combination of features of a feature vector, i. H. associated with an object recorded in the database.
  • a feature vector i. H. associated with an object recorded in the database.
  • the feature vectors are expediently overdetermined. This means that a subset of specific features contained in the feature vectors is already sufficient to clearly identify the object. As a result, the robustness when comparing the sensor data with the corresponding feature vectors can be increased.
  • the length and properties of the feature vectors are preferably defined or predetermined by a risk analysis and security architecture.
  • the features in the feature vector should be sufficiently specific so that a coincidental match between objects from the vehicle environment and objects recorded in the database can be ruled out with a sufficiently high degree of certainty.
  • the route information for scene adaptation is expediently also taken from such feature vectors.
  • the feature vectors can, for example, contain information about how great the influence of the respective object is on the driving safety of the vehicle. Correspondingly, certain objects in the scene representation can be given greater consideration when the vehicle is controlled, while other objects can be neglected.
  • a degree of correspondence is determined for the correspondence between environmental information derived from the sensor data and the route information.
  • the degree of agreement can also be understood as a degree of confidence which characterizes the reliability of the detection of the objects in the vicinity of the vehicle, in particular the extent of discrepancies between the environmental information and the route information.
  • the degree of agreement can be used to specify a specificity with which an object is recognized on the basis of the sensor data. The reliability of object recognition can be assessed particularly easily on the basis of the degree of agreement.
  • the degree of agreement can, for example, assume a high value if the sensor data not only characterizes objects that are also characterized by the route information, but also if the characterization by the respective information essentially matches.
  • the route information can not only contain information about the position of an object, but also about other quality-assured features, the traceability and specificity of which can be proven to an expert.
  • the route information can, for example, also contain information about the shape, structure, extent, texture, color and/or the like of an object. The greater the proportion of this information that matches corresponding information from the sensor data, the greater the determined degree of correspondence can be. Accordingly, the ascertained measure of correspondence can assume a small value if the information contained in the sensor data about a position and shape of a detected object essentially corresponds to the corresponding route information, but the information about the extent and texture does not.
  • a check is made as to whether the degree of correspondence reaches or exceeds a predetermined correspondence threshold value.
  • the agreement threshold value can be used as an indicator as to whether a number of properties of a recognized object that is specified as sufficient or certain agree with the route information. If this is the case, reliable detection of the objects can be assumed. From this, conclusions can be drawn, for example, about the reliability of the position determination of the vehicle, the reliable and precise functioning of the sensors for detecting and determining the object positions and, if necessary, the correct calibration of several sensors to one another. If this is not the case, it can be assumed that the object was not recognized correctly.
  • the agreement threshold value preferably depends on the security requirements or can be dependent be elected from. If the matching threshold value is chosen to be large and the matching measure reaches or exceeds it, a high security level can in principle be associated with the object recognition. On the other hand, if the matching threshold value is chosen to be smaller and the matching level is reached or exceeded, only a low security level can be associated with the object recognition.
  • the route information is provided as a function of at least one travel parameter, ie read from the database, for example.
  • a travel parameter can be, for example, the position, the speed and/or the direction of travel of the vehicle.
  • a trip parameter can also be the weather, the time, the date and/or the like. This enables a differentiated assessment of the recorded scene.
  • the impairment of driving safety by an object can be taken into account in the larger context. For example, people on a platform when a train is passing through the station can be assessed differently from a safety point of view than people who are on a possibly structurally separate path next to the railway line. While the latter do not have to be included in the virtual scene representation, considering the people on the platform can be of the utmost importance for driving safety.
  • the information for the safety-related evaluation of the position of the person relative to the track is preferably stored in the database in a correspondingly quality-assured manner. The safety-related evaluation can thus be stored for the entire route when planning the journey, which means that this evaluation does not have to be determined by an algorithm during the journey.
  • the ascertained virtual scene representation is used as the basis for an assessment of driving safety.
  • an analysis of the virtual scene representation can be carried out and a risk assessment can be carried out on the basis of the analysis.
  • Driving safety is preferably to be understood as safety both with regard to a risk to the vehicle from its environment, for example from objects in the vehicle environment, and with regard to a risk to the vehicle environment, ie for example objects in the vehicle environment, from the vehicle .
  • the vehicle can be safely steered through its surroundings, in particular along the specified route.
  • the route information is used to check whether a predetermined risk criterion is met.
  • the objects are preferably taken into account depending on a result of the check when determining the virtual scene representation, for example marked in the scene representation by a "flag", ie a status indicator, or not included at all.
  • the objects can preferably be taken into account as a function of a result of the check/marking in an assessment of driving safety based on the scene representation. For example, it is conceivable that objects are removed from the scene representation during the evaluation depending on their marking. This can prevent the (computing) effort from increasing in an analysis of the scene representation, in particular with regard to driving safety, due to the unnecessary consideration of objects that are per se dangerous, for example stationary objects such as buildings, vegetation and/or the like.
  • the route information expediently contains a risk assessment—with regard to the journey of the vehicle—of individual objects in the recorded scene. For example, individual objects along the route, possibly even entire types of objects, can be rated as dangerous or not dangerous and/or have a danger score. This type information is expediently also quality-assured. This allows a particularly simple check as to whether the specified risk criterion is met or a particularly simple consideration of the route information.
  • the route information contains type information specific to an object type, ie information that characterizes an object type. All objects of an object type are preferably taken into account when determining the virtual scene representation according to the type information, e.g. B. marked. All objects of an object type are particularly preferably removed from the virtual scene representation on the basis of the type information, for example in order to facilitate the scene analysis.
  • type information can be understood in particular as generalized information on an object type, for example on a vehicle or a specific vehicle class, a pedestrian, the vegetation, buildings, signal systems and/or the like.
  • the type information can, in particular, be a generally valid risk assessment of a specific object type, ie a risk assessment valid for all objects of this type, for example in the form of a risk score.
  • the type information can contain, for example, the information that a pedestrian can potentially be particularly endangered by the vehicle. Alternatively or additionally, the type information can contain the information that there is generally no danger from birds or an oncoming rail vehicle (on a different track). With the help of the type information, account can be taken of the fact that certain objects from a detected scene do not have to be taken into account a priori with regard to driving safety.
  • the route information includes scene information specific to an area in the captured scene.
  • the route information contains information that characterizes an area in the scene, preferably with regard to its effect on driving safety.
  • the determination or a (later) adjustment of the virtual scene representation is then expediently carried out on the basis of the scene information.
  • the scene information can be used to better secure the journey, even in potentially dangerous sections of the route.
  • the scene information can identify areas in which objects are never to be regarded as dangerous. For example, areas can be marked that are separated from the route of the vehicle, for example from the track bed, by a barrier, such as a structural measure.
  • the scene information can be used to check whether they can be removed from the virtual scene representation or whether they should be recorded at all.
  • the scene information can also be used to highlight areas in and/or from which there is a particularly great danger. For example, in a scene analysis, a area characterized by the scene information, such as a platform, should be given particular attention.
  • the route information contains interaction information on the interaction between at least two objects in the recorded scene.
  • the route information can contain information about a barrier in the vehicle environment, which restricts the freedom of movement of other objects in the vehicle environment.
  • the information can be stored in the database that a footpath running parallel to the route is separated from the route by a fence, for example a track bed, which prevents pedestrians from entering the route. It is also conceivable that the position of a tree standing at a level crossing is stored in the database, which makes it difficult to detect people on the level crossing due to the shadow it casts. This makes it possible to take into account the impact of certain objects on their surroundings in a differentiated manner, possibly even as early as the sensory capture of the scene.
  • the determination, in particular the (subsequent) adjustment, of the virtual scene representation is preferably undertaken taking into account the interaction information.
  • people on the footpath could be removed from the virtual scene representation or marked as not dangerous, or the scene representation in the shade of the tree could be recorded and/or processed with other parameters or sensors.
  • a safety area in the detected scene is determined on the basis of the route information, in particular the interaction information, in which the risk of driving through an object from the scene is at least reduced.
  • a security area can also be understood as a protection zone in which objects cannot impair driving safety.
  • a safety area can be formed, for example, by a barrier, such as a fence, a wall, a barrier, a safety line on a platform and/or the like. The safety area is expediently located on a side of the barrier that faces away from the route. Objects detected in the scene that are in the safety area can be removed from the scene representation or marked as non-dangerous accordingly. Alternatively, at least their risk assessment can be adjusted, for example a risk score assigned to them can be reduced at least temporarily.
  • the effect of the safety area on a trajectory of an object from the scene is determined.
  • This effect on the trajectory is expediently taken into account when determining, in particular the (later) adaptation, of the virtual scene representation.
  • the effect of the security area on an object preferably depends on the type information corresponding to the object, i. H. from the object type. For example, bollards can slow down a cyclist's journey, while allowing a pedestrian to continue walking essentially unhindered, but stopping a car. The effects of a barrier on moving objects can thus be taken into account in a differentiated manner.
  • the effect on the trajectory can also depend on the type information corresponding to the barrier.
  • scene matching can be based on a strong constraint on the movement of objects, such as a fence or barrier, or a weak constraint, such as a safety line on a train platform.
  • Information on the strength of the effect is expediently contained in the interaction information.
  • the route information is validated while the vehicle is traveling on the route. During the journey, it is preferably checked in particular whether an object in the detected scene has the expected effects on other objects in the scene, for example according to the interaction information. It can thus be checked, for example, whether a barrier or a safety area defined by it is intact, i.e. whether it actually restricts the movement of other objects, in particular to the extent expected. With such a validation of the route information, the journey of the vehicle, but in particular the future journeys of other vehicles on the same route, can be secured even better. Alternatively or additionally, it is also conceivable that appropriate safety measures are initiated if the validation fails, for example the route information is corrected and/or an emergency stop is initiated.
  • the route information is validated using a comparison of the temporal development of the recorded scene with a prediction based on the route information. For example, a determined ("measured") trajectory of a cyclist detected in the area of a barrier can be compared with a trajectory of the cyclist predicted, for example, using the interaction information. If there is a match, it can be assumed that the route information is correct.
  • additional object information is received specifically for an object from the detected scene and (ii) the virtual scene representation is determined, in particular adapted, on the basis of the additional object information.
  • additional object information can be sent, for example, by objects from the scene, such as other road users, signal systems, personnel working on the route and/or the like.
  • the consideration of the additional object information is particularly advantageous because you can place a particularly high level of trust in it.
  • the scene representation can be adjusted based on specially secured information.
  • the determined virtual scene representation is transmitted to other road users, for example an oncoming train.
  • Information about the reliability of the determination of the virtual scene representation is preferably also transmitted during the transmission. This can facilitate the scene analysis of the other road user.
  • the additional object information contains status information that characterizes a status of an object in the recorded scene.
  • the current risk to the vehicle's travel and/or the object posed by the vehicle can preferably be assessed on the basis of the status information.
  • Such additional information can, for example, relate to the opening status of a barrier: if the barrier is closed, there is a low risk, but if the barrier is open, there is a high risk.
  • the additional information can also include that personnel working on the route have noticed and confirmed the approach of the vehicle.
  • the status information can also characterize a dynamic condition, for example the acceleration of a road user: if the road user brakes before a level crossing, there is a low risk, but if the road user accelerates or maintains his speed, there is a high risk.
  • the information about dynamic objects can also come from a trackside system which monitors a certain area and transmits the information about dynamic objects in a quality-assured manner.
  • the route information contains lighting information.
  • the lighting information can, for example, information about the shadows cast by objects in the captured scene, glare effects, reflections, brightness gradients and/or the like, which are to be expected, for example, when capturing the scene by sensors. Lighting-related effects are expediently taken into account when determining the virtual scene representation, possibly even as early as when the scene is detected by sensors. For example, shadowed areas in the scene representation can be illuminated or objects can be identified as reflections of another object and removed from the scene representation or not included at all. In this way, even seemingly complex decision-making situations can be reliably resolved or at least simplified.
  • a second aspect of the invention relates to a system for monitoring a vehicle environment when a vehicle, in particular a rail vehicle, is traveling on a route, in particular a predetermined one.
  • the system has a sensor device that is set up to capture a scene and generate corresponding sensor data, and a database in which quality-assured route information is stored.
  • a data processing device is provided, which is set up to generate a virtual scene representation based on the sensor data and the route information.
  • Such a system is preferably set up to carry out the method according to the first aspect of the invention. It can be used particularly advantageously in a rail vehicle to ensure safe travel of the rail vehicle on a predetermined route, i. H. along rails, and/or to avoid or at least reduce the risk to objects in the vicinity of the vehicle or, more generally, in the vicinity of the route.
  • a vehicle in particular a rail vehicle, according to a third aspect of the invention has a system according to the second aspect of the invention.
  • FIG 1 shows an example of a scene from the environment 10 of a vehicle 1.
  • the vehicle 1 is designed here, for example, as a rail vehicle that travels on a route 2 specified by a rail track.
  • the scene is characterized by objects 11 from the environment 10 of the vehicle 1 - or, to put it more generally: from the environment of the route 2 .
  • the environment 10 of the vehicle 1 purely by way of example, there is a tree 11a, a wall 11b, a footpath 11c, birds 11d, a signal system 11e, a bridge 11f and people 11g.
  • the vehicle 1 is equipped with a sensor device 51 with which it can detect its surroundings 10, in particular the current scene, also referred to as the driving situation.
  • the information about the vehicle environment 10 obtained during the detection can be used as a basis for controlling the vehicle 1 or at least individual vehicle functions. Such information can be used in particular by assistance systems in order to move vehicle 1 safely along route 2, i. H. without endangering the vehicle 1 or objects 11 in the environment 10 of the vehicle.
  • the information obtained during the acquisition can also be understood as a virtual scene representation since it characterizes the real scene.
  • a virtual scene representation can be derived from sensor data generated by the sensor device 51, for example.
  • stationary objects such as the tree 11a, the wall 11b, the footpath 11c, or the bridge 11f do not pose any danger to the rail-bound vehicle 1. In a scene analysis, they therefore need to be given little or no attention. In other words, these stationary objects can, for example, be removed from the scene representation or at least be ignored in a risk assessment based on the virtual scene representation.
  • dynamic objects such as the birds 11d or the people 11g potentially represent a danger to the vehicle 1 - or can be endangered by the vehicle 1 - since they can move into the path of the vehicle 1 . Increased attention can therefore be paid to these dynamic objects in the scene analysis.
  • objects 11 provided specifically for the operation of the vehicle 1, such as the signal system 11e, are also important for driving safety. Objects 11 that can be designated as operating objects should also be taken into account in the scene analysis.
  • Route information on the stationary objects 11 that are located in the vehicle surroundings 10 each time a vehicle 1 travels on route 2 or are detected by sensor device 51 each time vehicle 1 travels along route 2 can be recorded directly in the database.
  • the virtual scene representation can be easily checked using the route information, whether an object 11 detected in the environment 10 is stationary or dynamic - for example by checking whether its position relative to the vehicle 1 or to the route 2 is characterized by the route information.
  • the linking of a stationary object 11 with a fixed position can be understood as a risk criterion, on the basis of which stationary and/or non-stationary objects 11 are correspondingly marked in the scene representation (i.e. provided with a corresponding "flag") or even completely removed from the scene representation scene representation can be removed. This marking can be used when evaluating driving safety—and consequently also when generating responsive control signals for controlling vehicle 1—whether and/or which objects 11 are to be taken into account or can remain unconsidered.
  • the route information can therefore contain corresponding type information that is specific to an object type.
  • This type information thus represents generic information with which an analysis of the virtual scene representation can also be improved, in particular simplified, with regard to dynamic objects 11d, 11g.
  • FIG 2 12 shows an example of scene information specific to each area 12a, 12b of a scene.
  • the scene is characterized here by objects 11h, 11i in the environment 10 of a vehicle 1 on a route 2.
  • the objects are two fences 11h and two barriers 11i, which are positioned along a rail track forming the route 2 and are therefore intended to ensure the driving safety of the vehicle 1—which is a rail-bound vehicle 1 in the present case.
  • Both the fences 11h and the barriers 11i are stationary objects that restrict the freedom of movement of dynamic objects.
  • Such dynamic objects for example pedestrians, cyclists or even cars, which are located in one of the areas 12a, 12b, accordingly cannot get into the travel path of the vehicle 1.
  • the areas 12a, 12b can therefore also be referred to as security areas 13 or protection zones.
  • the stationary objects 11h, 11i, by which the areas 12a, 12b or safety areas 13 are defined, can accordingly also be referred to as barriers.
  • a route information with which a virtual image of the in FIG 2 shown scene can be adjusted preferably contains information regarding such barriers or areas 12a, 12b.
  • the route information can contain interaction information which characterizes the effects of a (stationary) object such as the fences 11h and/or the barriers 11i, ie in particular a barrier, on other objects.
  • dynamic objects can be disregarded when assessing the driving safety of the vehicle 1 on the basis of a virtual scene representation if they are located in one of the areas 12a, 12b or safety areas 13.
  • objects from the (real) scene provide additional object information that supplements the route information, with which the virtual scene representation can be determined or adapted in an even more differentiated manner.
  • the barriers 11i could, for example, use a communication device 14a to provide object information that characterizes the opening state.
  • the vehicle 1 can receive this object information with a corresponding communication device 14b.
  • a decision can then be made as to whether a dynamic object in the areas 12b assigned to the barriers 11i is currently moving into the route, i. H. on route 2, is blocked or not.
  • FIG 3 shows an example of a system 50 for monitoring a vehicle environment 10 when a vehicle, in particular a rail vehicle, is traveling on a route.
  • the system 50 has a sensor device 51 , a database 52 and a data processing device 53 .
  • sensor device 51 is set up to capture a scene from surroundings 10 of the vehicle.
  • the sensor device 51 can, for example, detect objects 11 from the vehicle surroundings 10 .
  • the sensor device 51 expediently generates corresponding sensor data, which can be processed by the data processing device 53, for example.
  • the sensor device 51 expediently has an optical sensor device, for example one or more cameras, a radar device, a lidar device and/or the like.
  • the data processing device 53 is set up to determine a virtual scene representation of the scene detected by sensors on the basis of the sensor data.
  • the data processing device 53 is expediently set up to recognize the objects 11 in the surroundings 10 of the vehicle as such on the basis of the sensor data.
  • the data processing device 53 can preferably recognize the Characterize objects 11, for example, derive properties such as size, shape, texture, color, position relative to other objects and/or the vehicle, temperature and/or the like of the detected objects 11 from the sensor data.
  • the data processing device 53 is preferably set up to determine a so-called virtual feature vector with a large number of entries for each of the objects 11 in the recorded scene, which characterizes the respective object 11 in the scene representation in detail.
  • the database 52 contains quality-assured route information. Such route information preferably characterizes the route on which the vehicle is driving.
  • the route information can contain, for example, information about stationary objects that appear in the vicinity of the vehicle or are detected by sensor device 51 while the vehicle is moving along the route.
  • the database 52 expediently contains a detailed feature vector for each object 11, by means of which the respective object 11 can be clearly identified, for example, and/or a risk to the vehicle's travel can be assessed.
  • the route information can also contain information about dynamic objects that could possibly appear in the area surrounding the vehicle, ie generic information about other road users, living beings and/or the like.
  • the data processing device 53 is preferably set up to adapt, for example to simplify and/or supplement, the virtual scene representation on the basis of the route information. For example, based on the route information in the surroundings 10, the data processing device 53 can highlight objects 11 recognized in the virtual scene representation as important for driving safety or mark them as insignificant.
  • the data processing device 53 receives additional object information from objects 11 from the real scene, which supplement the route information.
  • object information can contain, for example, information about a state of the object 11, such as the open state of a barrier, the acceleration of another road user and/or the like. With this additional object information, the data processing device 53 can carry out a particularly reliable and detailed adaptation of the virtual scene representation.
  • the system 50 can be installed in the vehicle whose surroundings 10 are to be monitored. Alternatively, however, it is also possible for at least part of the system 50 to be arranged outside of the vehicle. In particular, the system 50 may be configured distributed between the vehicle and a land side.
  • the database 52 can be a central database in which the route information is stored on a server and can be called up, for example, via a wireless communication link.
  • the data processing device 53 is a central or at least external data processing device to which the vehicle can be connected via a wireless communication link.
  • FIG 4 shows an example of the use of quality-assured route information stored in a database 52 .
  • an object 11e in the vehicle environment 10 is detected using a sensor device 51 of a vehicle 1 on a route 2 .
  • features of the object 11e in the present case, purely by way of example, a signaling system—can be derived from the sensor data generated in the process.
  • background knowledge about the vehicle environment 10 can also flow into the derivation.
  • some features can be detected by image processing such as edge detection, mathematical morphology, Fourier, Hough and/or Gabor transform, wavelet transform and/or the like can be determined.
  • features can be extracted from neural networks or recognized by digital text recognition (OCR).
  • OCR digital text recognition
  • 2.5D or 3D shapes of the object 11e, possibly also of substructures and/or information about joints of the object 11e, material types, size/expansion and/or estimated weight obtained from a movement analysis can be analyzed for feature determination. It is also conceivable to determine histograms of such variables, for example substructures of the shape of the object, which may have been standardized, as a feature.
  • the characteristics e.g. B. size V'1, shape V'2, color V'3, position V'4 relative to route 2 and / or the like, together form a feature vector V'.
  • the feature vector V' thus characterizes the detected object 11e.
  • the route information also contains a feature vector V.
  • the feature vector V indicates that the object 11e is located at a specific point on route 2 and is characterized by features V1, V2, V3, V4, .
  • a comparison W of the feature vectors V′ and V can thus be used to prove, for example, that the object 11e was recognized (exactly) at the expected location.
  • the assured quality of the route information can be transferred to the result of the object recognition or associated with the result of the object recognition.
  • the information obtained by recognizing the object 11e can be used in further processing with the quality determined in the security verification.
  • Evidence can also be provided at low cost that hardware and software are working.
  • the presence of errors which could lead to the system malfunctioning, can be ruled out at least for a predetermined period of time. If an error budget associated with a tolerated risk is provided, an error accumulation in another part of the system can also be compensated for if necessary.
  • the comparison W it can be checked in particular whether an object type T or subtypes T1, . . .
  • An algorithm for carrying out the comparison W should be designed in accordance with the requirements of the intended security requirements and be based, for example, on mathematical and statistical theories such as probability theory, in particular conditional probabilities.
  • Background knowledge about the vehicle environment 10 can also be included in the comparison W, for example the probability distribution of the feature values in the recorded scene, the dependency or independence of the features, the probability that features cannot be determined due to the current vehicle position, coverage by a other object, the weather or other environmental influences, technical failures in data processing, and/or the like.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System (50) zur Überwachung eines Fahrzeugumfelds (10) bei der Fahrt eines Fahrzeugs (1) auf einer Route (2) sowie ein Fahrzeug (1). Dabei wird eine Szene im Fahrzeugumfeld sensorisch erfasst und entsprechende Sensordaten erzeugt. Auf Grundlage der Sensordaten und in einer Datenbank (52) gespeicherten, qualitätsgesicherten Routeninformation wird eine virtuelle Szenenrepräsentation der erfassten Szene ermittelt.The present invention relates to a method and a system (50) for monitoring a vehicle environment (10) when a vehicle (1) is traveling on a route (2), and to a vehicle (1). A scene in the vehicle's surroundings is detected by sensors and corresponding sensor data is generated. A virtual scene representation of the recorded scene is determined on the basis of the sensor data and quality-assured route information stored in a database (52).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Überwachung eines Fahrzeugumfelds bei der Fahrt eines Fahrzeugs auf einer Route sowie ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug.The present invention relates to a method and a system for monitoring a vehicle environment when a vehicle is traveling on a route, and a vehicle, in particular a rail vehicle.

Moderne Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, sind üblicherweise mit einer Sensorik ausgestattet, die zur Überwachung des Fahrzeugumfelds eingesetzt wird. Mithilfe der Sensorik können beispielsweise andere Verkehrsteilnehmer oder Fahrspuren erfasst und die dabei gewonnene Information von Assistenzsystemen zur - gegebenenfalls unterstützenden - Steuerung des Fahrzeugs eingesetzt werden. Dabei ist es eine besondere Herausforderung, die bei der Überwachung des Fahrzeugumfelds anfallende Datenmenge zu verarbeiten. Beispielsweise kann es schwierig sein, komplexe Fahrsituationen, in denen eine Vielzahl von statischen Objekten und/oder anderen Verkehrsteilnehmern miteinander interagiert, zu analysieren und eine der Situation angemessene Reaktion des Assistenzsystems zu ermitteln.Modern vehicles, in particular rail vehicles, are usually equipped with a sensor system that is used to monitor the area around the vehicle. With the help of the sensor system, other road users or lanes can be detected, for example, and the information obtained can be used by assistance systems for - if necessary supporting - control of the vehicle. It is a particular challenge to process the amount of data generated when monitoring the vehicle's surroundings. For example, it can be difficult to analyze complex driving situations in which a large number of static objects and/or other road users interact with one another and to determine a response by the assistance system that is appropriate to the situation.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Analyse von Fahrsituationen zu verbessern, insbesondere zu vereinfachen.It is an object of the present invention to improve, in particular to simplify, an analysis of driving situations.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und ein System zur Überwachung des Fahrzeugumfelds bei einer Fahrt eines Fahrzeugs auf einer Route sowie ein Fahrzeug gemäß den unabhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a method and a system for monitoring the area around the vehicle when a vehicle is traveling on a route, and by a vehicle according to the independent claims.

Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der folgenden Beschreibung.Preferred embodiments are subject matter of the dependent claims and the following description.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein, insbesondere computerimplementiertes, Verfahren zur Überwachung eines Fahrzeugumfelds bei der Fahrt eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, auf einer, insbesondere vorgegebenen, Route. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: (i) sensorisches Erfassen einer Szene im Fahrzeugumfeld und Erzeugen entsprechender Sensordaten; (ii) Erzeugen einer virtuellen Szenenrepräsentation der erfassten Szene auf Grundlage der Sensordaten und in einer Datenbank gespeicherter, qualitätsgesicherter Routeninformation.A first aspect of the invention relates to a method, in particular a computer-implemented method, for monitoring a Vehicle environment when driving a vehicle, in particular a rail vehicle, on a particular predetermined route. The method has the following steps: (i) sensory detection of a scene in the vehicle environment and generation of corresponding sensor data; (ii) Generating a virtual scene representation of the captured scene based on the sensor data and quality-assured route information stored in a database.

Unter einer Szene im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Fahrsituation des Fahrzeugs zu verstehen. Anders gesagt kann eine Szene eine "Momentaufnahme" der Umgebung des Fahrzeugs zu einem bestimmten Zeitpunkt darstellen. Somit ist eine Szene zweckmäßigerweise durch Objekte aus dem Umfeld des Fahrzeugs und deren Anordnung relativ zueinander und/oder zum Fahrzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt gekennzeichnet.A scene within the meaning of the invention is preferably to be understood as a driving situation of the vehicle. In other words, a scene can represent a "snapshot" of the vehicle's surroundings at a particular point in time. A scene is thus expediently characterized by objects from the area surrounding the vehicle and their arrangement relative to one another and/or to the vehicle at a specific point in time.

Unter einer virtuellen Szenenrepräsentation im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise ein digitales Abbild einer (realen) Szene, beispielsweise aus dem Fahrzeugumfeld, zu verstehen. Anhand einer virtuellen Szenenrepräsentation kann etwa ein Assistenzsystem das Fahrzeugumfeld analysieren und das Fahrzeug oder zumindest einzelne Fahrzeugfunktionen auf Grundlage der Analyse steuern und/oder dem Fahrzeugführer zumindest Hinweise zur Fahrzeugsteuerung geben.A virtual scene representation within the meaning of the invention is preferably understood to mean a digital image of a (real) scene, for example from the vehicle environment. Using a virtual representation of a scene, an assistance system can analyze the vehicle environment and control the vehicle or at least individual vehicle functions based on the analysis and/or at least give the vehicle driver instructions on how to control the vehicle.

Unter einer Routeninformation im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Zusatzinformation zu möglichen Szenen auf der Route zu verstehen. Bei der Routeninformation kann es sich beispielsweise um eine Zusatzinformation zu sensorisch erfassbaren Objekten oder einem bestimmten Bereich in der gegenwärtig erfassten Szene handeln. Die Routeninformation kann dabei zumindest teilweise routenspezifisch sein. Beispielsweise ist es denkbar, dass durch die Routeninformation besondere Objekte, Objektkonstellationen, Streckenabschnitte und/oder dergleichen, die entlang der Route auftreten, und/oder deren Auswirkungen aufeinander und/oder auf das Fahrzeug gekennzeichnet sind.Route information within the meaning of the invention is preferably to be understood as additional information about possible scenes on the route. The route information can be, for example, additional information about objects that can be detected by sensors or a specific area in the scene that is currently being detected. The route information can be at least partially route-specific. For example, it is conceivable for the route information to identify special objects, object constellations, route sections and/or the like that occur along the route and/or their effects on one another and/or on the vehicle.

Unter einer Datenbank im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine, insbesondere digitale, Karte zu verstehen, die zum Beispiel routenspezifische Information enthalten kann. Dabei ist die in der Datenbank enthaltene, insbesondere routenspezifische, Information zweckmäßigerweise mit einer geographischen Information verknüpft. Bevorzugt ist insbesondere, wenn die Datenbank zusätzlich auch generische Information zum Fahrzeugumfeld, zum Beispiel zu möglicherweise im Fahrzeugumfeld auftretenden Verkehrsteilnehmern, enthält. Zweckmäßigerweise enthält die Datenbank, zum Beispiel neben einer Routeninformation zum Verlauf von Straßen oder Wegen, zusätzliche Information zur Umgebung der Straßen, beispielsweise zu sogenannten Landmarken. Die Landmarken können mit extrem hoher räumlicher Auflösung beispielsweise Verkehrszeichen, Ampeln, Straßenlampen, Bauwerke und/oder andere markante Objekte in der Umgebung von Straßen oder Wegen charakterisieren.A database within the meaning of the invention is preferably understood to mean a map, in particular a digital map, which can contain route-specific information, for example. In this case, the information contained in the database, in particular route-specific information, is expediently linked to geographical information. In particular, it is preferred if the database also contains generic information about the vehicle environment, for example about road users possibly occurring in the vehicle environment. The database expediently contains, for example, in addition to route information about the course of streets or paths, additional information about the surroundings of the streets, for example about so-called landmarks. With an extremely high spatial resolution, the landmarks can characterize, for example, traffic signs, traffic lights, street lamps, buildings and/or other prominent objects in the vicinity of streets or paths.

Unter einer qualitätsgesicherten Information im Sinne der Erfindung ist vorzugsweise eine Information zu verstehen, die wenigstens eine vorgegebene Sicherheitsanforderung erfüllt. Eine qualitätsgesicherte Information kann beispielsweise mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit korrekt sein bzw. einen geringen Fehler aufweisen, sodass ein auf die Information zurückgreifendes System nur eine geringe Wahrscheinlichkeit für ein die Gesundheit oder das Leben gefährdendes Verhalten aufweist. Eine auf Grundlage der qualitätsgesicherten Information betriebenes (Assistenz-)System erfüllt vorzugsweise eine sogenannte Sicherheitsanforderungsstufe (SIL), um eine Gefährdung von Personen, der Umwelt oder Prozessen durch das System mit einer vorgegebenen Zuverlässigkeit - zum Beispiel auf weniger als eine Gefährdung alle elf Jahre - reduzieren zu können.Quality-assured information within the meaning of the invention is preferably understood to mean information that meets at least one specified security requirement. Quality-assured information can, for example, be correct with a specified probability or have a small error, so that a system using the information only has a low probability of behavior that is dangerous to health or life. An (assistance) system operated on the basis of the quality-assured information preferably fulfills a so-called safety requirement level (SIL) in order to be able to detect any risk to people, the environment or processes from the system with a specified reliability - for example to less than one risk every eleven years. to be able to reduce.

Die qualitätsgesicherte Information kann zum Beispiel Eigenschaften, im Folgenden auch Merkmale genannt, von Objekten charakterisieren. Die Qualitätssicherung der Information umfasst zweckmäßigerweise unter anderem, dass zumindest eine Kombination der Eigenschaften bzw. Merkmale spezifisch für jedes der Objekte ist. Insbesondere kann für eine qualitätsgesicherte Information vorgesehen sein, dass die eindeutige Beschreibung eines Objekts durch zumindest ein Merkmal, insbesondere eine Kombination von Merkmalen, hinsichtlich der Spezifität gegenüber anderen Objekten gesichert ist.The quality-assured information can, for example, characterize properties, also referred to below as characteristics, of objects. The quality assurance of the information expediently includes, among other things, that at least one Combination of properties or characteristics is specific to each of the objects. In particular, it can be provided for quality-assured information that the unambiguous description of an object is secured by at least one feature, in particular a combination of features, with regard to specificity in relation to other objects.

Ein Aspekt der Erfindung basiert auf dem Ansatz, eine auf einer sensorischen Erfassung eines Fahrzeugumfelds basierende virtuelle Szenenrepräsentation, die eine reale Szene aus dem Fahrzeugumfeld charakterisiert, mithilfe von externer Information anzupassen, insbesondere zu vereinfachen und/oder zu ergänzen. Externe Information bedeutet hierbei, dass die Information nicht von dem Fahrzeug oder seinen Sensoren bereitgestellt wird, sondern vielmehr zum Beispiel einer Datenbank entnommen wird. Eine derart angepasste virtuelle Szenenrepräsentation kann dann zum Beispiel analysiert und der Steuerung zumindest einer Teilfunktion des Fahrzeugs zugrunde gelegt werden. Die Ermittlung der Szene unter Berücksichtigung der Information aus der Datenbank ermöglicht dabei nicht nur eine zuverlässigere, sondern gegebenenfalls auch eine schnellere Szenenanalyse.One aspect of the invention is based on the approach of using external information to adapt, in particular to simplify and/or supplement, a virtual scene representation that is based on sensory detection of a vehicle environment and characterizes a real scene from the vehicle environment. External information here means that the information is not provided by the vehicle or its sensors, but rather is taken from a database, for example. A virtual scene representation adapted in this way can then be analyzed, for example, and the control of at least one sub-function of the vehicle can be used as a basis. The determination of the scene, taking into account the information from the database, enables not only a more reliable, but possibly also a faster scene analysis.

Ein Zurückgreifen auf in der Datenbank gespeicherte auch als Routeninformation bezeichnete externe Information ist besonders vorteilhaft, da dadurch Vorwissen über das Fahrzeugumfeld entlang der Route in die Ermittlung der virtuellen Szenenrepräsentation - insbesondere in deren Anpassung - einfließen kann. Dabei wird ausgenutzt, dass gerade Schienenfahrzeuge wiederholt auf derselben Route verkehren und so beispielsweise Objekte, die keine Beeinträchtigung der Fahrsicherheit bewirken, vorbekannt sein oder zumindest ermittelt werden können. Soll die virtuelle Szenenrepräsentation beispielsweise einer Gefährdungsanalyse zur Beurteilung der Fahrsicherheit zugrunde gelegt werden, müssen diese Objekte gar nicht mit in die Szenenrepräsentation aufgenommen werden oder können dort als für die Fahrsicherheit irrelevant markiert werden. Durch diese technische Unterstützung kann auch ein Fahrzeugführer, der für diese Strecke noch nicht ausgebildet ist, mit vergleichbarem Sicherheitsniveau eine neue Strecke fahren wie ein ausgebildeter Fahrer, wodurch sich die Flexibilität des Schienenfahrzeugbetriebs bezüglich der Personalplanung erheblich steigern lässt.Accessing external information, also referred to as route information, stored in the database is particularly advantageous since this allows prior knowledge about the vehicle environment along the route to be incorporated into the determination of the virtual scene representation—in particular into its adaptation. This exploits the fact that rail vehicles in particular are repeatedly traveling on the same route and objects that do not impair driving safety, for example, are previously known or can at least be determined. If, for example, the virtual scene representation is to be used as a basis for a risk analysis to assess driving safety, these objects do not have to be included in the scene representation at all, or they can be marked there as irrelevant for driving safety. Through this technical support can also a vehicle driver who has not yet been trained for this route can drive a new route with a comparable level of safety as a trained driver, which means that the flexibility of rail vehicle operations with regard to personnel planning can be significantly increased.

Zur Ermittlung der virtuellen Szenenrepräsentation kann beispielsweise eine Szene im Umfeld des Fahrzeugs, etwa das Gleisbett vor einem Zug oder ein Bahnsteig bei Einfahrt des Zugs in einen Bahnhof, sensorisch erfasst und die Position des Fahrzeugs auf seiner Route bestimmt werden. Aus einer digitalen Karte lässt sich dann mit der Position korrespondierende Routeninformation laden. Anhand bei der sensorischen Erfassung des Fahrzeugumfelds erzeugter Sensordaten und der Routeninformation kann die virtuelle Szenenrepräsentation erzeugt werden. Es ist insbesondere denkbar, dass die auf Grundlage der Sensordaten ermittelte virtuelle Szenenrepräsentation anhand der Routeninformation angepasst, d. h. weiter modifiziert wird.To determine the virtual scene representation, for example, a scene in the area surrounding the vehicle, such as the track bed in front of a train or a platform when the train enters a station, can be detected by sensors and the position of the vehicle on its route can be determined. Route information corresponding to the position can then be loaded from a digital map. The virtual scene representation can be generated on the basis of the sensor data generated during the sensory detection of the vehicle surroundings and the route information. In particular, it is conceivable that the virtual scene representation determined on the basis of the sensor data is adapted using the route information, i. H. is further modified.

Dabei ist die Routeninformation zweckmäßigerweise qualitätsgesichert, d. h. insbesondere präzise, vollständig, aktuell und verfügbar.The route information is expediently quality-assured, i. H. in particular accurate, complete, up-to-date and available.

Dies bedeutet, dass die Semantik der Information wohldefiniert sein sollte, damit zum Beispiel eine Interpretation durch einen auf der Information aufbauenden Algorithmus korrekt erfolgt. Enthält die Information beispielsweise Objektmerkmale zur Charakterisierung eines Objekts, sollte der Wertebereich der Merkmale zusammen mit den möglichen Ausprägungen sowie der Semantik jeder Ausprägung exakt und vollständig definiert sein. Zudem sollten für jede Nutzung der Information, etwa im Zusammenhang mit einer sicherheitsgerichteten Funktion, die erforderlichen Parameter festgelegt sein. Bei solchen Parametern kann es sich beispielsweise um die für eine Identifikation eines Objekts oder eine Positionsbestimmung eines Objekts vorgegebenen Qualitätsmerkmale handeln. Dabei sollten die Parameter bei jeder Fahrt die korrekte Situation auf der Route darstellen. Ebenso sollte die Information für die Anwendung während der Fahrt mit der in zum Beispiel einer Sicherheitsarchitektur geforderten Qualität verfügbar sein.This means that the semantics of the information should be well defined so that, for example, an algorithm based on the information can correctly interpret it. For example, if the information contains object features to characterize an object, the value range of the features should be defined exactly and completely together with the possible characteristics and the semantics of each characteristic. In addition, the required parameters should be defined for each use of the information, for example in connection with a safety-related function. Such parameters can be, for example, the quality features specified for identifying an object or determining the position of an object. The parameters should be the correct situation for each trip show on the route. The information should also be available for use while driving with the quality required, for example, in a safety architecture.

Die Verwendung qualitätsgesicherter Routeninformation erlaubt so nicht nur eine besonders zuverlässige Szenenanpassung, sondern gegebenenfalls auch eine Überprüfung der sensorischen Funktionen des Fahrzeugs anhand eines Abgleichs der Routeninformation mit aus den Sensordaten gewonnener Information. Beispielsweise lassen sich aus den Sensordaten abgeleitete Eigenschaften von einem im Fahrzeugumfeld erfassten Objekt mit sogenannten in der digitalen Karte gespeicherten Merkmalsvektoren vergleichen, die Objekte im Fahrzeugumfeld charakterisieren.The use of quality-assured route information not only allows a particularly reliable scene adaptation, but also, if necessary, a check of the vehicle's sensory functions by comparing the route information with information obtained from the sensor data. For example, properties derived from the sensor data of an object detected in the vehicle environment can be compared with so-called feature vectors stored in the digital map, which characterize objects in the vehicle environment.

Die Merkmalsvektoren weisen als Einträge vorzugsweise spezifische Merkmale der erfassten Objekte auf. Die Länge der Vektoren, d. h. die Anzahl der durch sie beschriebenen Merkmale, korrespondiert zweckmäßigerweise mit einem Zuverlässigkeitsmaß. Ein großer Umfang der in der Datenbank gespeicherten Information erlaubt das Validieren von anhand der Sensordaten erkannten Objekten aus dem Fahrzeugumfeld mit hoher Zuverlässigkeit.The feature vectors preferably have specific features of the detected objects as entries. The length of the vectors, i. H. the number of features they describe corresponds appropriately to a measure of reliability. A large amount of information stored in the database allows objects from the vehicle's surroundings that are detected using the sensor data to be validated with a high level of reliability.

Insbesondere kann durch eine Kombination von Merkmalen eines Merkmalsvektors ein auf Grundlage der Sensordaten erkanntes Objekt mit hoher Sicherheit in der Datenbank identifiziert, d. h. mit einem in der Datenbank erfassten Objekt assoziiert, werden. Dadurch kann der Nachweis des Vorliegens des Objekts in den Sensordaten geführt werden.In particular, an object recognized on the basis of the sensor data can be identified in the database with a high level of certainty by a combination of features of a feature vector, i. H. associated with an object recorded in the database. As a result, the presence of the object can be verified in the sensor data.

Zweckmäßigerweise sind die Merkmalsvektoren überbestimmt. D. h., dass bereits eine Untermenge von in den Merkmalsvektoren enthaltenen spezifischen Merkmalen ausreicht, um das Objekt eindeutig zu erkennen. Dadurch kann die Robustheit beim Vergleichen der Sensordaten mit den korrespondierenden Merkmalsvektoren erhöht werden.The feature vectors are expediently overdetermined. This means that a subset of specific features contained in the feature vectors is already sufficient to clearly identify the object. As a result, the robustness when comparing the sensor data with the corresponding feature vectors can be increased.

Die Länge und Eigenschaften der Merkmalsvektoren sind vorzugsweise über eine Gefährdungsanalyse und Sicherheitsarchitektur definiert bzw. dadurch vorgegeben. Insbesondere sollten die Merkmale im Merkmalsvektor ausreichend spezifisch sein, damit eine zufällige Übereinstimmung zwischen Objekten aus dem Fahrzeugumfeld und in der Datenbank erfassten Objekten mit ausreichend hoher Sicherheit ausgeschlossen werden kann.The length and properties of the feature vectors are preferably defined or predetermined by a risk analysis and security architecture. In particular, the features in the feature vector should be sufficiently specific so that a coincidental match between objects from the vehicle environment and objects recorded in the database can be ruled out with a sufficiently high degree of certainty.

Solchen Merkmalsvektoren wird zweckmäßigerweise auch die Routeninformation zur Szenenanpassung entnommen. Die Merkmalsvektoren können beispielsweise eine Information darüber enthalten, wie groß der Einfluss des jeweiligen Objekts auf die Fahrsicherheit des Fahrzeugs ist. Entsprechend können bestimmte Objekte in der Szenenrepräsentation bei einer Steuerung des Fahrzeugs verstärkt berücksichtigt und andere Objekte dagegen vernachlässigt werden.The route information for scene adaptation is expediently also taken from such feature vectors. The feature vectors can, for example, contain information about how great the influence of the respective object is on the driving safety of the vehicle. Correspondingly, certain objects in the scene representation can be given greater consideration when the vehicle is controlled, while other objects can be neglected.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und deren Weiterbildungen beschrieben, die jeweils, soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wird, beliebig miteinander sowie mit den im Weiteren beschriebenen Aspekten der Erfindung kombiniert werden können.In the following, preferred embodiments of the invention and their developments are described, which, insofar as this is not expressly excluded, can be combined with one another as desired and with the aspects of the invention described below.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird beim Erzeugen der virtuellen Szenenrepräsentation ein Übereinstimmungsmaß für die Übereinstimmung einer aus den Sensordaten abgeleiteten Umweltinformation und der Routeninformation ermittelt. Das Übereinstimmungsmaß kann auch als ein Konfidenzmaß aufgefasst werden, welches die Zuverlässigkeit des Erkennens der Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere die Stärke von Abweichungen zwischen der Umweltinformation und der Routeninformation, charakterisiert. Anders gesagt lässt sich mit dem Übereinstimmungsmaß eine Spezifität angeben, mit der ein Objekt auf Grundlage der Sensordaten erkannt wird. Anhand des Übereinstimmungsmaßes lässt sich die Zuverlässigkeit einer Objekterkennung besonders einfach beurteilen.In a preferred embodiment, when the virtual scene representation is generated, a degree of correspondence is determined for the correspondence between environmental information derived from the sensor data and the route information. The degree of agreement can also be understood as a degree of confidence which characterizes the reliability of the detection of the objects in the vicinity of the vehicle, in particular the extent of discrepancies between the environmental information and the route information. In other words, the degree of agreement can be used to specify a specificity with which an object is recognized on the basis of the sensor data. The reliability of object recognition can be assessed particularly easily on the basis of the degree of agreement.

Das Übereinstimmungsmaß kann beispielsweise einen großen Wert annehmen, wenn durch die Sensordaten nicht nur Objekte charakterisiert sind, die auch durch die Routeninformation charakterisiert sind, sondern auch, wenn die Charakterisierung durch die jeweilige Information im Wesentlichen übereinstimmt. Die Routeninformation kann etwa nicht nur Information über die Position eines Objekts enthalten, sondern auch über weitere qualitätsgesicherte Merkmale, deren Nachvollziehbarkeit und Spezifität einem Gutachter nachgewiesen werden kann. Die Routeninformation kann beispielsweise auch Information über die Form, Struktur, Ausdehnung, Textur, Farbe und/oder dergleichen eines Objekts enthalten. Je größer der Anteil dieser Information ist, der mit entsprechender Information aus den Sensordaten übereinstimmt, desto größer kann das ermittelte Übereinstimmungsmaß sein. Entsprechend kann das ermittelte Übereinstimmungsmaß einen kleinen Wert annehmen, wenn zwar die in den Sensordaten enthaltene Information über eine Position und Form eines erfassten Objekts mit der entsprechenden Routeninformation im Wesentlichen übereinstimmt, die Information über die Ausdehnung und Textur jedoch nicht.The degree of agreement can, for example, assume a high value if the sensor data not only characterizes objects that are also characterized by the route information, but also if the characterization by the respective information essentially matches. The route information can not only contain information about the position of an object, but also about other quality-assured features, the traceability and specificity of which can be proven to an expert. The route information can, for example, also contain information about the shape, structure, extent, texture, color and/or the like of an object. The greater the proportion of this information that matches corresponding information from the sensor data, the greater the determined degree of correspondence can be. Accordingly, the ascertained measure of correspondence can assume a small value if the information contained in the sensor data about a position and shape of a detected object essentially corresponds to the corresponding route information, but the information about the extent and texture does not.

Zweckmäßigerweise wird geprüft, ob das Übereinstimmungsmaß einen vorgegebenen Übereinstimmungsschwellenwert erreicht oder überschreitet. Der Übereinstimmungsschwellenwert kann als Indikator dienen, ob eine als ausreichend bzw. sicher vorgegebene Anzahl an Eigenschaften eines erkannten Objekts mit der Routeninformation übereinstimmt. Ist dies der Fall, kann von einer sicheren Erkennung der Objekte ausgegangen werden. Daraus lässt sich zum Beispiel auf die Sicherheit der Positionsbestimmung des Fahrzeugs, die zuverlässige und exakte Funktion der Sensorik zur Erfassung und Ermittlung der Objektpositionen und gegebenenfalls der korrekten Kalibrierung mehrerer Sensoren zueinander schließen. Ist dies nicht der Fall, kann davon ausgegangen werden, dass das Objekt nicht korrekt erkannt wurde.Expediently, a check is made as to whether the degree of correspondence reaches or exceeds a predetermined correspondence threshold value. The agreement threshold value can be used as an indicator as to whether a number of properties of a recognized object that is specified as sufficient or certain agree with the route information. If this is the case, reliable detection of the objects can be assumed. From this, conclusions can be drawn, for example, about the reliability of the position determination of the vehicle, the reliable and precise functioning of the sensors for detecting and determining the object positions and, if necessary, the correct calibration of several sensors to one another. If this is not the case, it can be assumed that the object was not recognized correctly.

Der Übereinstimmungsschwellenwert hängt dabei in bevorzugter Weise von den Sicherheitsanforderungen ab oder kann abhängig davon gewählt werden. Wird der Übereinstimmungsschwellenwert groß gewählt und von dem Übereinstimmungsmaß erreicht oder überschritten, kann grundsätzlich eine hohe Sicherheitsstufe mit der Objekterkennung assoziiert werden. Wird der Übereinstimmungsschwellenwert kleiner gewählt und von dem Übereinstimmungsmaß erreicht oder überschritten, kann dagegen lediglich eine geringe Sicherheitsstufe mit der Objekterkennung assoziiert werden.In this case, the agreement threshold value preferably depends on the security requirements or can be dependent be elected from. If the matching threshold value is chosen to be large and the matching measure reaches or exceeds it, a high security level can in principle be associated with the object recognition. On the other hand, if the matching threshold value is chosen to be smaller and the matching level is reached or exceeded, only a low security level can be associated with the object recognition.

Gegebenenfalls kann für verschiedene Umstände, unter denen das Fahrzeug auf der Route fährt, unterschiedliche Routeninformation gültig sein. Daher wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die Routeninformation in Abhängigkeit von wenigstens einem Fahrtparameter bereitgestellt, also zum Beispiel aus der Datenbank gelesen. Ein Fahrtparameter kann hierbei zum Beispiel die Position, die Geschwindigkeit und/oder die Fahrtrichtung des Fahrzeugs sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Fahrtparameter auch das Wetter, die Uhrzeit, das Datum und/oder dergleichen sein. Dies ermöglicht eine differenzierte Beurteilung der erfassten Szene.Where appropriate, different route information may be valid for different circumstances in which the vehicle is traveling on the route. Therefore, in a further preferred embodiment, the route information is provided as a function of at least one travel parameter, ie read from the database, for example. A travel parameter can be, for example, the position, the speed and/or the direction of travel of the vehicle. Alternatively or additionally, a trip parameter can also be the weather, the time, the date and/or the like. This enables a differentiated assessment of the recorded scene.

So kann durch die Berücksichtigung von fahrtparameterabhängiger Routeninformation die Beeinträchtigung der Fahrsicherheit durch ein Objekt im größeren Kontext berücksichtigt werden. Beispielsweise lassen sich Personen auf einem Bahnsteig bei der Durchfahrt eines Zugs durch den Bahnhof sicherheitstechnisch anders bewerten als Personen, die sich auf einem möglicherweise baulich getrennten Weg neben der Bahnstrecke aufhalten. Während letztere nicht mit in die virtuelle Szenenrepräsentation aufgenommen werden müssen, kann die Berücksichtigung der Personen auf dem Bahnsteig für die Fahrsicherheit von größter Bedeutung sein.By taking into account route information dependent on travel parameters, the impairment of driving safety by an object can be taken into account in the larger context. For example, people on a platform when a train is passing through the station can be assessed differently from a safety point of view than people who are on a possibly structurally separate path next to the railway line. While the latter do not have to be included in the virtual scene representation, considering the people on the platform can be of the utmost importance for driving safety.

Befindet sich eine Person jedoch auf oder an der freien Strecke ohne eine schützende Barriere, insbesondere in der gleichen Entfernung zum Fahrweg wie die Person im Bahnhof, dann wird sie für die Sicherheit der Fahrt als relevanter betrachtet, da sich diese Person an der Position eigentlich nicht aufhalten dürfte. Befindet sich diese Person auf der freien Strecke ohne Barriere in der räumlichen Nähe zu einem Krankenhaus, in dem Personen mit psychiatrischen Erkrankungen behandelt werden, so kann die Bewertung der geringen Entfernung der Person zum Fahrweg von noch größerer Bedeutung sein. Entsprechend kann die Bewertung des Sachverhalts, dass eine Person sich in der Nähe des Gleises befindet, sehr stark von dem Kontext in der Szene abhängen. Die Information für die sicherheitstechnische Bewertung der Relativposition der Person zum Gleis ist vorzugsweise entsprechend qualitätsgesichert in der Datenbank hinterlegt. Die sicherheitstechnische Bewertung kann so für die komplette Strecke bei der Planung der Fahrt hinterlegt werden, wodurch diese Bewertung nicht durch einen Algorithmus während der Fahrt bestimmt werden muss.However, if a person is on or near the open track without a protective barrier, particularly at the same distance from the track as the person is in the station, then they are considered more relevant to the safety of the journey, as that person is not actually in that position should stop. If this person is on the free route without a barrier in the physical vicinity of a hospital where people with psychiatric illnesses are treated, the assessment of the short distance of the person to the road can be of even greater importance. Accordingly, the assessment of the fact that a person is in the vicinity of the track can depend very much on the context in the scene. The information for the safety-related evaluation of the position of the person relative to the track is preferably stored in the database in a correspondingly quality-assured manner. The safety-related evaluation can thus be stored for the entire route when planning the journey, which means that this evaluation does not have to be determined by an algorithm during the journey.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die ermittelte virtuelle Szenenrepräsentation einer Bewertung der Fahrsicherheit zugrunde gelegt. So kann zum Beispiel eine Analyse der virtuellen Szenenrepräsentation durchgeführt und anhand der Analyse eine Gefährdungsbewertung vorgenommen werden. Dabei ist unter der Fahrsicherheit vorzugsweise die Sicherheit sowohl im Hinblick auf eine Gefährdung des Fahrzeugs durch sein Umfeld, zum Beispiel durch Objekte im Fahrzeugumfeld, als auch im Hinblick auf eine Gefährdung des Fahrzeugumfelds, also zum Beispiel von Objekten im Fahrzeugumfeld, durch das Fahrzeug zu verstehen. Auf Grundlage der virtuellen Szenenrepräsentation kann das Fahrzeug sicher durch sein Umfeld, insbesondere entlang der vorgegebenen Route, gesteuert werden.In a further preferred embodiment, the ascertained virtual scene representation is used as the basis for an assessment of driving safety. For example, an analysis of the virtual scene representation can be carried out and a risk assessment can be carried out on the basis of the analysis. Driving safety is preferably to be understood as safety both with regard to a risk to the vehicle from its environment, for example from objects in the vehicle environment, and with regard to a risk to the vehicle environment, ie for example objects in the vehicle environment, from the vehicle . On the basis of the virtual representation of the scene, the vehicle can be safely steered through its surroundings, in particular along the specified route.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird für in der erfassten Szene identifizierte Objekte anhand der Routeninformation geprüft, ob ein vorgegebenes Gefährdungskriterium erfüllt ist. Vorzugsweise werden die Objekte in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Prüfung bei der Ermittlung der virtuellen Szenenrepräsentation berücksichtigt, beispielsweise in der Szenenrepräsentation etwa durch einen "Flag", d. h. einen Statusindikator, markiert oder gar nicht erst mit aufgenommen. Vorzugsweise können die Objekte in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Prüfung/der Markierung bei einer auf der Szenenrepräsentation basierenden Bewertung der Fahrsicherheit berücksichtigt werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass Objekte in Abhängigkeit ihrer Markierung bei der Bewertung aus der Szenenrepräsentation entfernt werden. Dadurch kann vermieden werden, dass der (Rechen-)Aufwand bei einer Analyse der Szenenrepräsentation, insbesondere im Hinblick auf die Fahrsicherheit, durch die unnötige Berücksichtigung per se ungefährlicher Objekte, zum Beispiel stationärer Objekte wie Gebäude, Vegetation und/oder dergleichen, steigt.In a further preferred embodiment, for objects identified in the recorded scene, the route information is used to check whether a predetermined risk criterion is met. The objects are preferably taken into account depending on a result of the check when determining the virtual scene representation, for example marked in the scene representation by a "flag", ie a status indicator, or not included at all. The objects can preferably be taken into account as a function of a result of the check/marking in an assessment of driving safety based on the scene representation. For example, it is conceivable that objects are removed from the scene representation during the evaluation depending on their marking. This can prevent the (computing) effort from increasing in an analysis of the scene representation, in particular with regard to driving safety, due to the unnecessary consideration of objects that are per se dangerous, for example stationary objects such as buildings, vegetation and/or the like.

Zweckmäßigerweise enthält die Routeninformation eine Gefährdungsbewertung - im Hinblick auf die Fahrt des Fahrzeugs - einzelner Objekte in der erfassten Szene. Beispielsweise können einzelne Objekte entlang der Route, gegebenenfalls sogar ganze Typen von Objekten, als gefährlich oder ungefährlich bewertet sein und/oder einen Gefährdungsscore aufweisen. Diese Typinformation ist zweckmäßigerweise ebenfalls qualitätsgesichert. Dies erlaubt eine besonders einfache Prüfung, ob das vorgegebene Gefährdungskriterium erfüllt ist bzw. eine besonders einfache Berücksichtigung der Routeninformation.The route information expediently contains a risk assessment—with regard to the journey of the vehicle—of individual objects in the recorded scene. For example, individual objects along the route, possibly even entire types of objects, can be rated as dangerous or not dangerous and/or have a danger score. This type information is expediently also quality-assured. This allows a particularly simple check as to whether the specified risk criterion is met or a particularly simple consideration of the route information.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Routeninformation eine Typinformation spezifisch für einen Objekttyp, d. h. eine Information, die einen Objekttyp charakterisiert. Vorzugsweise werden alle Objekte eines Objekttyps bei der Ermittlung der virtuellen Szenenrepräsentation gemäß der Typeninformation berücksichtigt, z. B. markiert. Besonders bevorzugt werden auf Grundlage der Typeninformation alle Objekte eines Objekttyps aus der virtuellen Szenenrepräsentation entfernt, zum Beispiel um die Szenenanalyse zu erleichtern. Unter einer Typinformation kann hierbei insbesondere eine generalisierte Information zu einem Objekttyp verstanden werden, zum Beispiel zu einem Fahrzeug oder einer bestimmten Fahrzeugklasse, einem Fußgänger, der Vegetation, Bauwerken, Signalanlagen und/oder dergleichen. Die Typeninformation kann insbesondere eine allgemeingültige Gefährdungsbewertung eines spezifischen Objekttypen, d. h. eine für alle Objekte dieses Typs gültige Gefährdungsbewertung etwa in Form eines Gefährdungsscores, enthalten. Die Typeninformation kann beispielsweise die Information enthalten, dass ein Fußgänger durch das Fahrzeug potenziell besonders stark gefährdet sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Typeninformation die Information enthalten, dass von Vögeln oder einem entgegenkommenden Schienenfahrzeug (auf einem anderen Gleis) generell keine Gefahr ausgeht. Mithilfe der Typeninformation kann so der Tatsache Rechnung getragen werden, dass bestimmte Objekte aus einer erfassten Szene im Hinblick auf die Fahrsicherheit a priori nicht berücksichtigt werden müssen.In a further preferred embodiment, the route information contains type information specific to an object type, ie information that characterizes an object type. All objects of an object type are preferably taken into account when determining the virtual scene representation according to the type information, e.g. B. marked. All objects of an object type are particularly preferably removed from the virtual scene representation on the basis of the type information, for example in order to facilitate the scene analysis. In this context, type information can be understood in particular as generalized information on an object type, for example on a vehicle or a specific vehicle class, a pedestrian, the vegetation, buildings, signal systems and/or the like. The type information can, in particular, be a generally valid risk assessment of a specific object type, ie a risk assessment valid for all objects of this type, for example in the form of a risk score. The type information can contain, for example, the information that a pedestrian can potentially be particularly endangered by the vehicle. Alternatively or additionally, the type information can contain the information that there is generally no danger from birds or an oncoming rail vehicle (on a different track). With the help of the type information, account can be taken of the fact that certain objects from a detected scene do not have to be taken into account a priori with regard to driving safety.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Routeninformation eine Szeneninformation spezifisch für einen Bereich in der erfassten Szene. Anders gesagt enthält die Routeninformation eine Information, die einen Bereich in der Szene, vorzugsweise im Hinblick auf seine Auswirkung auf die Fahrsicherheit, charakterisiert. Zweckmäßigerweise wird die Ermittlung oder eine (spätere) Anpassung der virtuellen Szenenrepräsentation dann auf Grundlage der Szeneninformation vorgenommen. Durch die Szeneninformation kann eine bessere Absicherung der Fahrt auch in potenziell gefährlichen Abschnitten der Route erreicht werden.In another preferred embodiment, the route information includes scene information specific to an area in the captured scene. In other words, the route information contains information that characterizes an area in the scene, preferably with regard to its effect on driving safety. The determination or a (later) adjustment of the virtual scene representation is then expediently carried out on the basis of the scene information. The scene information can be used to better secure the journey, even in potentially dangerous sections of the route.

Beispielsweise können durch die Szeneninformation Bereiche gekennzeichnet sein, in denen Objekte niemals als gefährlich zu betrachten sind. So können etwa Bereiche gekennzeichnet sein, die durch eine Barriere, etwa eine bauliche Maßnahme, von der Route des Fahrzeugs, zum Beispiel vom Gleisbett, getrennt sind. Für in der erfassten Szene erkannte Objekte kann anhand der Szeneninformation geprüft werden, ob sie aus der virtuellen Szenenrepräsentation entfernt werden können oder ob sie überhaupt aufgenommen werden sollten. Andersherum können anhand der Szeneninformation ebenso Bereiche hervorgehoben werden, in und/oder aus denen besonders große Gefahr droht. Beispielsweise kann bei einer Szenenanalyse einem durch die Szeneninformation gekennzeichneten Bereich, etwa einem Bahnsteig, besonders große Aufmerksamkeit gewidmet werden.For example, the scene information can identify areas in which objects are never to be regarded as dangerous. For example, areas can be marked that are separated from the route of the vehicle, for example from the track bed, by a barrier, such as a structural measure. For objects recognized in the recorded scene, the scene information can be used to check whether they can be removed from the virtual scene representation or whether they should be recorded at all. Conversely, the scene information can also be used to highlight areas in and/or from which there is a particularly great danger. For example, in a scene analysis, a area characterized by the scene information, such as a platform, should be given particular attention.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Routeninformation eine Wechselwirkungsinformation zur Wechselwirkung zwischen wenigstens zwei Objekten in der erfassten Szene. Beispielsweise kann die Routeninformation eine Information zu einer Barriere im Fahrzeugumfeld enthalten, welche die Bewegungsfreiheit von anderen Objekten im Fahrzeugumfeld einschränkt. So kann in der Datenbank etwa die Information hinterlegt sein, dass ein parallel zu Route verlaufender Fußweg durch einen Zaun von der Route, zum Beispiel einem Gleisbett, getrennt ist, welcher Fußgänger am Betreten der Route hindert. Ebenso ist es denkbar, dass in der Datenbank die Position eines an einem Bahnübergang stehenden Baumes hinterlegt ist, der durch seinen Schattenwurf die Erfassung von Personen auf dem Bahnübergang erschwert. Dies macht es möglich, die Auswirkung von bestimmten Objekten auf ihr Umfeld differenziert, gegebenenfalls sogar bereits bei der sensorischen Erfassung der Szene, zu berücksichtigen.In a further preferred embodiment, the route information contains interaction information on the interaction between at least two objects in the recorded scene. For example, the route information can contain information about a barrier in the vehicle environment, which restricts the freedom of movement of other objects in the vehicle environment. For example, the information can be stored in the database that a footpath running parallel to the route is separated from the route by a fence, for example a track bed, which prevents pedestrians from entering the route. It is also conceivable that the position of a tree standing at a level crossing is stored in the database, which makes it difficult to detect people on the level crossing due to the shadow it casts. This makes it possible to take into account the impact of certain objects on their surroundings in a differentiated manner, possibly even as early as the sensory capture of the scene.

Vorzugsweise wird die Ermittlung, insbesondere die (spätere) Anpassung, der virtuellen Szenenrepräsentation unter Berücksichtigung der Wechselwirkungsinformation vorgenommen. Im Fall der zuvor genannten Beispiele könnten etwa sich auf dem Fußweg befindliche Personen aus der virtuellen Szenenrepräsentation entfernt oder als ungefährlich markiert werden, oder die Szenenrepräsentation im Schatten des Baumes mit anderen Parametern oder Sensoren erfasst und/oder verarbeitet werden.The determination, in particular the (subsequent) adjustment, of the virtual scene representation is preferably undertaken taking into account the interaction information. In the case of the aforementioned examples, people on the footpath could be removed from the virtual scene representation or marked as not dangerous, or the scene representation in the shade of the tree could be recorded and/or processed with other parameters or sensors.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird anhand der Routeninformation, insbesondere der Wechselwirkungsinformation, ein Sicherheitsbereich in der erfassten Szene ermittelt, in dem die Gefährdung der Fahrt durch ein Objekt aus der Szene zumindest vermindert ist. Ein Sicherheitsbereich kann hierbei auch als Schutzzone verstanden werden, in der Objekte die Fahrsicherheit nicht beeinträchtigen können. Ein Sicherheitsbereich kann beispielsweise durch eine Barriere, etwa einen Zaun, einen Wall, eine Schranke, eine Sicherheitslinie auf einem Bahnsteig und/oder dergleichen, gebildet sein. Dabei befindet sich der Sicherheitsbereich zweckmäßigerweise auf einer von der Route abgewandten Seite der Barriere. In der Szene erfasste Objekte, die sich im Sicherheitsbereich befinden, können entsprechend aus der Szenenrepräsentation entfernt oder als ungefährlich markiert werden. Alternativ kann zumindest ihre Gefährdungsbewertung angepasst werden, also zum Beispiel ein ihnen zugeordneter Gefährdungsscore zumindest zeitweise herabgesetzt werden.In a further preferred embodiment, a safety area in the detected scene is determined on the basis of the route information, in particular the interaction information, in which the risk of driving through an object from the scene is at least reduced. A security area can also be understood as a protection zone in which objects cannot impair driving safety. A safety area can be formed, for example, by a barrier, such as a fence, a wall, a barrier, a safety line on a platform and/or the like. The safety area is expediently located on a side of the barrier that faces away from the route. Objects detected in the scene that are in the safety area can be removed from the scene representation or marked as non-dangerous accordingly. Alternatively, at least their risk assessment can be adjusted, for example a risk score assigned to them can be reduced at least temporarily.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Auswirkung des Sicherheitsbereichs auf eine Trajektorie eines Objekts aus der Szene ermittelt. Diese Auswirkung auf die Trajektorie wird zweckmäßigerweise bei der Ermittlung, insbesondere der (späteren) Anpassung, der virtuellen Szenenrepräsentation berücksichtigt. Vorzugsweise hängt die Auswirkung des Sicherheitsbereichs auf ein Objekt dabei von der mit dem Objekt korrespondieren Typinformation, d. h. vom Objekttyp, ab. Poller können beispielsweise die Fahrt eines Fahrradfahrers verzögern, während ein Fußgänger im Wesentlichen ungehindert weiterlaufen kann, ein Auto jedoch gestoppt wird. Die Auswirkungen einer Barriere auf bewegliche Objekte können somit differenziert berücksichtigt werden.In a further preferred embodiment, the effect of the safety area on a trajectory of an object from the scene is determined. This effect on the trajectory is expediently taken into account when determining, in particular the (later) adaptation, of the virtual scene representation. The effect of the security area on an object preferably depends on the type information corresponding to the object, i. H. from the object type. For example, bollards can slow down a cyclist's journey, while allowing a pedestrian to continue walking essentially unhindered, but stopping a car. The effects of a barrier on moving objects can thus be taken into account in a differentiated manner.

Die Auswirkung auf die Trajektorie kann dabei auch von der mit der Barriere korrespondierenden Typinformation abhängen. Je nach Typ der Barriere kann der Szenenanpassung zum Beispiel eine starke Einschränkung der Bewegung von Objekten zugrunde gelegt werden, zum Beispiel durch einen Zaun oder durch eine Schranke, oder eine schwache Einschränkung, etwa durch eine Sicherheitslinie auf einem Bahnsteig. Zweckmäßigerweise ist eine Information zur Stärke der Auswirkung in der Wechselwirkungsinformation enthalten.The effect on the trajectory can also depend on the type information corresponding to the barrier. For example, depending on the type of barrier, scene matching can be based on a strong constraint on the movement of objects, such as a fence or barrier, or a weak constraint, such as a safety line on a train platform. Information on the strength of the effect is expediently contained in the interaction information.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Routeninformation während der Fahrt des Fahrzeugs auf der Fahrtroute validiert. Vorzugsweise wird während der Fahrt hierbei insbesondere geprüft, ob ein Objekt in der erfassten Szene die - zum Beispiel gemäß der Wechselwirkungsinformation - erwarteten Auswirkungen auf andere Objekte in der Szene hat. Es kann so beispielsweise geprüft werden, ob eine Barriere bzw. ein durch sie definierter Sicherheitsbereich intakt ist, die Bewegung von anderen Objekten also tatsächlich, insbesondere in dem erwarteten Maße, einschränkt. Durch eine derartige Validierung der Routeninformation kann die Fahrt des Fahrzeugs, insbesondere aber die zukünftigen Fahrten von anderen Fahrzeugen auf der gleichen Route, noch besser abgesichert werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass bei fehlgeschlagener Validierung entsprechende Sicherungsmaßnahmen eingeleitet werden, etwa die Routeninformation korrigiert und/oder ein Nothalt eingeleitet wird.In a further preferred embodiment, the route information is validated while the vehicle is traveling on the route. During the journey, it is preferably checked in particular whether an object in the detected scene has the expected effects on other objects in the scene, for example according to the interaction information. It can thus be checked, for example, whether a barrier or a safety area defined by it is intact, i.e. whether it actually restricts the movement of other objects, in particular to the extent expected. With such a validation of the route information, the journey of the vehicle, but in particular the future journeys of other vehicles on the same route, can be secured even better. Alternatively or additionally, it is also conceivable that appropriate safety measures are initiated if the validation fails, for example the route information is corrected and/or an emergency stop is initiated.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Routeninformation anhand eines Vergleichs der zeitlichen Entwicklung der erfassten Szene mit einer Prädiktion auf Grundlage der Routeninformation validiert. Beispielsweise kann eine ermittelte ("gemessene") Trajektorie eines im Bereich einer Barriere erfassten Radfahrers mit einer etwa anhand der Wechselwirkungsinformation vorhergesagten Trajektorie des Radfahrers verglichen werden. Bei einer Übereinstimmung kann davon ausgegangen werden, dass die Routeninformation korrekt ist.In a further preferred embodiment, the route information is validated using a comparison of the temporal development of the recorded scene with a prediction based on the route information. For example, a determined ("measured") trajectory of a cyclist detected in the area of a barrier can be compared with a trajectory of the cyclist predicted, for example, using the interaction information. If there is a match, it can be assumed that the route information is correct.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird (i) zusätzliche Objektinformation spezifisch für ein Objekt aus der erfassten Szene empfangen und (ii) die virtuelle Szenenrepräsentation auf Grundlage der zusätzlichen Objektinformation ermittelt, insbesondere angepasst. Solche zusätzliche Objektinformation kann zum Beispiel von Objekten aus der Szene gesendet werden, etwa von anderen Verkehrsteilnehmern, Signalanlagen, an der Route arbeitendem Personal und/oder dergleichen. Die Berücksichtigung der zusätzlichen Objektinformation ist besonders vorteilhaft, da ihr besonders großes Vertrauen entgegengebracht werden kann. Anders gesagt kann die Szenenrepräsentation auf Grundlage besonders gesicherter Information angepasst werden.In a further preferred embodiment, (i) additional object information is received specifically for an object from the detected scene and (ii) the virtual scene representation is determined, in particular adapted, on the basis of the additional object information. Such additional object information can be sent, for example, by objects from the scene, such as other road users, signal systems, personnel working on the route and/or the like. The consideration of the additional object information is particularly advantageous because you can place a particularly high level of trust in it. In other words, the scene representation can be adjusted based on specially secured information.

Es ist bevorzugt, dass die ermittelte virtuelle Szenenrepräsentation an andere Verkehrsteilnehmer, beispielsweise einen entgegenkommenden Zug, übermittelt wird. Vorzugsweise wird bei der Übertragung auch eine Information über die Zuverlässigkeit der Ermittlung der virtuellen Szenenrepräsentation übermittelt. Dadurch kann die Szenenanalyse des anderen Verkehrsteilnehmers erleichtert werden.It is preferred that the determined virtual scene representation is transmitted to other road users, for example an oncoming train. Information about the reliability of the determination of the virtual scene representation is preferably also transmitted during the transmission. This can facilitate the scene analysis of the other road user.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die zusätzliche Objektinformation eine Zustandsinformation, die einen Zustand eines Objekts in der erfassten Szene charakterisiert. Anhand der Zustandsinformation lässt sich vorzugsweise die gegenwärtige Gefährdung für die Fahrt des Fahrzeugs und/oder das Objekt durch das Fahrzeug beurteilen. Eine solche Zusatzinformation kann beispielsweise den Öffnungszustand einer Schranke betreffen: ist die Schranke zu, besteht eine geringe Gefährdung, ist die Schranke jedoch offen, besteht eine hohe Gefährdung. Die Zusatzinformation kann auch beinhalten, dass an der Route arbeitendes Personal die Annäherung des Fahrzeugs wahrgenommen und bestätigt hat. Die Zustandsinformation kann aber auch einen dynamischen Zustand charakterisieren, zum Beispiel die Beschleunigung eines Verkehrsteilnehmers: bremst der Verkehrsteilnehmer vor einem Bahnübergang, besteht eine geringe Gefährdung, beschleunigt der Verkehrsteilnehmer jedoch oder behält seine Geschwindigkeit bei, besteht eine hohe Gefährdung. Die Information über dynamische Objekte kann auch von einem streckenseitigen System kommen, welches einen gewissen Bereich überwacht und die Information über dynamische Objekte qualitätsgesichert übermittelt.In a further preferred embodiment, the additional object information contains status information that characterizes a status of an object in the recorded scene. The current risk to the vehicle's travel and/or the object posed by the vehicle can preferably be assessed on the basis of the status information. Such additional information can, for example, relate to the opening status of a barrier: if the barrier is closed, there is a low risk, but if the barrier is open, there is a high risk. The additional information can also include that personnel working on the route have noticed and confirmed the approach of the vehicle. However, the status information can also characterize a dynamic condition, for example the acceleration of a road user: if the road user brakes before a level crossing, there is a low risk, but if the road user accelerates or maintains his speed, there is a high risk. The information about dynamic objects can also come from a trackside system which monitors a certain area and transmits the information about dynamic objects in a quality-assured manner.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Routeninformation eine Beleuchtungsinformation. Die Beleuchtungsinformation kann beispielsweise eine Information über den Schattenwurf von Objekten in der erfassten Szene, über Blendeffekte, Spiegelungen, Helligkeitsverläufe und/oder dergleichen enthalten, die zum Beispiel beim sensorischen Erfassen der Szene zu erwarten sind. Zweckmäßigerweise werden bei der Ermittlung der virtuellen Szenenrepräsentation, gegebenenfalls sogar bereits beim sensorischen Erfassen der Szene, beleuchtungsbedingte Effekte berücksichtigt. Beispielsweise können beschattete Bereiche in der Szenenrepräsentation beleuchtet werden oder Objekte als Spiegelungen eines anderen Objekts identifiziert und aus der Szenenrepräsentation entfernt oder gar nicht erst aufgenommen werden. Somit lassen sich auch scheinbar komplexe Entscheidungssituationen zuverlässig auflösen oder zumindest vereinfachen.In a further preferred embodiment, the route information contains lighting information. The lighting information can, for example, information about the shadows cast by objects in the captured scene, glare effects, reflections, brightness gradients and/or the like, which are to be expected, for example, when capturing the scene by sensors. Lighting-related effects are expediently taken into account when determining the virtual scene representation, possibly even as early as when the scene is detected by sensors. For example, shadowed areas in the scene representation can be illuminated or objects can be identified as reflections of another object and removed from the scene representation or not included at all. In this way, even seemingly complex decision-making situations can be reliably resolved or at least simplified.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Überwachung eines Fahrzeugumfelds bei der Fahrt eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, auf einer, insbesondere vorgegebenen, Route. Das System weist eine Sensorvorrichtung auf, die zum Erfassen einer Szene und Erzeugen entsprechender Sensordaten eingerichtet ist, und eine Datenbank, in der eine qualitätsgesicherte Routeninformation gespeichert ist. Zudem ist eine Datenverarbeitungsvorrichtung vorgesehen, die zum Erzeugen einer virtuellen Szenenrepräsentation auf Grundlage der Sensordaten und der Routeninformation eingerichtet ist.A second aspect of the invention relates to a system for monitoring a vehicle environment when a vehicle, in particular a rail vehicle, is traveling on a route, in particular a predetermined one. The system has a sensor device that is set up to capture a scene and generate corresponding sensor data, and a database in which quality-assured route information is stored. In addition, a data processing device is provided, which is set up to generate a virtual scene representation based on the sensor data and the route information.

Ein solches System ist vorzugsweise dazu eingerichtet, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auszuführen. Es kann besonders vorteilhaft bei einem Schienenfahrzeug eingesetzt werden, um eine sichere Fahrt des Schienenfahrzeugs auf einer vorgegebenen Route, d. h. entlang von Schienen, sicherzustellen und/oder die Gefährdung von Objekten aus dem Umfeld des Fahrzeugs oder, allgemeiner, dem Umfeld der Route zu vermeiden oder zumindest zu verringern.Such a system is preferably set up to carry out the method according to the first aspect of the invention. It can be used particularly advantageously in a rail vehicle to ensure safe travel of the rail vehicle on a predetermined route, i. H. along rails, and/or to avoid or at least reduce the risk to objects in the vicinity of the vehicle or, more generally, in the vicinity of the route.

Ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung weist ein System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung auf.A vehicle, in particular a rail vehicle, according to a third aspect of the invention has a system according to the second aspect of the invention.

Die bisher gegebene Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, dem System gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und dem Fahrzeug gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit gegenständlich formuliert zu sehen und umgekehrt.The description of preferred embodiments of the invention given so far contains numerous features, some of which are summarized in the individual dependent claims. However, these features can expediently also be considered individually and combined to form further meaningful combinations. In particular, these features can each be combined individually and in any suitable combination with the method according to the first aspect of the invention, the system according to the second aspect of the invention and the vehicle according to the third aspect of the invention. Thus, method features are also to be seen formulated as a property of the corresponding device unit and vice versa.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebene Kombination von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in ein anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.The properties, features and advantages of this invention described above, and the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawings. The exemplary embodiments serve to explain the invention and do not restrict the invention to the combination of features specified therein, not even in relation to functional features. In addition, suitable features of each exemplary embodiment can also be explicitly considered in isolation, removed from one exemplary embodiment, introduced into another exemplary embodiment to supplement it and combined with any of the claims.

Es zeigen:

FIG 1
ein Beispiel einer Szene aus dem Umfeld eines Fahrzeugs;
FIG 2
ein Beispiel einer Szeneninformation spezifisch für einen Bereich einer Szene;
FIG 3
ein Beispiel eines Systems zum Überwachen eines Fahrzeugumfelds; und
FIG 4
ein Beispiel für eine Nutzung von in einer Datenbank gespeicherten, qualitätsgesicherten Routenin-formation.
Show it:
FIG 1
an example of a scene from the surroundings of a vehicle;
FIG 2
an example of scene information specific to a portion of a scene;
3
an example of a system for monitoring a vehicle environment; and
FIG 4
an example of the use of quality-assured route information stored in a database.

FIG 1 zeigt ein Beispiel einer Szene aus dem Umfeld 10 eines Fahrzeugs 1. Das Fahrzeug 1 ist hier beispielhaft als Schienenfahrzeug ausgebildet, das auf einer durch einen Schienenstrang vorgegebenen Route 2 fährt. Die Szene ist durch Objekte 11 aus dem Umfeld 10 des Fahrzeugs 1 - oder, allgemeiner formuliert: aus dem Umfeld der Route 2 - charakterisiert. Vorliegend befindet sich im Umfeld 10 des Fahrzeugs 1 rein beispielhaft ein Baum 11a, ein Wall 11b, ein Fußweg 11c, Vögel 11d, eine Signalanlage 11e, eine Brücke 11f und Personen 11g. FIG 1 shows an example of a scene from the environment 10 of a vehicle 1. The vehicle 1 is designed here, for example, as a rail vehicle that travels on a route 2 specified by a rail track. The scene is characterized by objects 11 from the environment 10 of the vehicle 1 - or, to put it more generally: from the environment of the route 2 . Presently, in the environment 10 of the vehicle 1, purely by way of example, there is a tree 11a, a wall 11b, a footpath 11c, birds 11d, a signal system 11e, a bridge 11f and people 11g.

Das Fahrzeug 1 ist mit einer Sensorvorrichtung 51 ausgestattet, mit der es sein Umfeld 10, insbesondere die gegenwärtige, auch als Fahrsituation bezeichnete Szene, erfassen kann. Die bei der Erfassung gewonnene Information über das Fahrzeugumfeld 10, zum Beispiel über die die Szene konstituierenden Objekte 11, können einer Steuerung des Fahrzeugs 1 oder zumindest einzelnen Fahrzeugfunktionen zugrunde gelegt werden. Solche Information kann insbesondere von Assistenzsystemen genutzt werden, um das Fahrzeug 1 sicher entlang der Route 2 zu bewegen, d. h. ohne das Fahrzeug 1 oder Objekte 11 im Umfeld 10 des Fahrzeugs gefährden.The vehicle 1 is equipped with a sensor device 51 with which it can detect its surroundings 10, in particular the current scene, also referred to as the driving situation. The information about the vehicle environment 10 obtained during the detection, for example about the objects 11 constituting the scene, can be used as a basis for controlling the vehicle 1 or at least individual vehicle functions. Such information can be used in particular by assistance systems in order to move vehicle 1 safely along route 2, i. H. without endangering the vehicle 1 or objects 11 in the environment 10 of the vehicle.

Die bei der Erfassung gewonnene Information kann auch als virtuelle Szenenrepräsentation aufgefasst werden, da sie die reale Szene charakterisiert. Eine solche virtuelle Szenenrepräsentation kann zum Beispiel aus von der Sensorvorrichtung 51 erzeugten Sensordaten abgeleitet werden.The information obtained during the acquisition can also be understood as a virtual scene representation since it characterizes the real scene. Such a virtual scene representation can be derived from sensor data generated by the sensor device 51, for example.

Da die Analyse einer solchen virtuellen Szenenrepräsentation, zum Beispiel im Hinblick auf zu ergreifende Steuerungsmaßnahmen, im Allgemeinen sehr aufwändig und komplex ist, wird zweckmäßigerweise in einer Datenbank gespeicherte, qualitätsgesicherte Routeninformation herangezogen, um die Szenenrepräsentation zu ermitteln, insbesondere anzupassen. Dadurch kann der Tatsache Rechnung getragen werden, dass üblicherweise nicht alle Objekte 11 im Umfeld 10 des Fahrzeugs 1 die Fahrsicherheit des Fahrzeugs 1 beeinträchtigen (können).Since the analysis of such a virtual scene representation, for example with regard to control measures to be taken, is generally very time-consuming and complex, quality-assured route information stored in a database is expediently used to determine, and in particular adapt, the scene representation. As a result, account can be taken of the fact that usually not all objects 11 in the surroundings 10 of the vehicle 1 (can) impair the driving safety of the vehicle 1 .

Zum Beispiel stellen stationäre Objekte wie der Baum 11a, der Wall 11b, der Fußweg 11c, oder die Brücke 11f für das schienengebundene Fahrzeug 1 keine Gefahr dar. Bei einer Szenenanalyse muss Ihnen daher keine oder nur untergeordnete Aufmerksamkeit zuteil werden. Anders gesagt können diese stationären Objekte bei einer Gefährdungsbewertung auf Grundlage der virtuellen Szenenrepräsentation beispielsweise aus der Szenenrepräsentation entfernt werden oder zumindest übergangen werden.For example, stationary objects such as the tree 11a, the wall 11b, the footpath 11c, or the bridge 11f do not pose any danger to the rail-bound vehicle 1. In a scene analysis, they therefore need to be given little or no attention. In other words, these stationary objects can, for example, be removed from the scene representation or at least be ignored in a risk assessment based on the virtual scene representation.

Anders stellen dynamische Objekte wie die Vögel 11d oder die Personen 11g potenziell eine Gefahr für das Fahrzeug 1 dar - oder können durch das Fahrzeug 1 gefährdet sein -, da sie sich in den Fahrweg des Fahrzeugs 1 bewegen können. Diesen dynamischen Objekten kann bei der Szenenanalyse daher eine erhöhte Aufmerksamkeit zuteil werden.On the other hand, dynamic objects such as the birds 11d or the people 11g potentially represent a danger to the vehicle 1 - or can be endangered by the vehicle 1 - since they can move into the path of the vehicle 1 . Increased attention can therefore be paid to these dynamic objects in the scene analysis.

Ebenso sind auch speziell für den Betrieb des Fahrzeugs 1 vorgesehene Objekte 11 wie die Signalanlage 11e für die Fahrsicherheit wichtig. Auch solche als Betriebsobjekte bezeichenbare Objekte 11 sollten bei der Szenenanalyse berücksichtigt werden.Likewise, objects 11 provided specifically for the operation of the vehicle 1, such as the signal system 11e, are also important for driving safety. Objects 11 that can be designated as operating objects should also be taken into account in the scene analysis.

Routeninformation zu den stationären Objekten 11, die sich bei jeder Fahrt eines Fahrzeugs 1 auf der Route 2 im Fahrzeugumfeld 10 befinden bzw. von der Sensorvorrichtung 51 bei jeder Fahrt des Fahrzeugs 1 entlang der Route 2 erfasst werden, kann unmittelbar in der Datenbank erfasst sein. In der virtuellen Szenenrepräsentation kann anhand der Routeninformation entsprechend leicht geprüft werden, ob ein in der Umgebung 10 erfasstes Objekt 11 stationär ist oder dynamisch - zum Beispiel indem geprüft wird, ob seine Position relativ zum Fahrzeug 1 oder zur Route 2 durch die Routeninformation charakterisiert ist. Die Verknüpfung eines stationären Objekts 11 mit einer fixen Position kann dabei als Gefährdungskriterium aufgefasst werden, auf dessen Grundlage stationäre und/oder nicht stationäre Objekte 11 in der Szenenrepräsentation entsprechend markiert (also zum Beispiel mit einem entsprechenden "Flag" versehen) oder gar ganz aus der Szenenrepräsentation entfernt werden können. Anhand dieser Markierung lässt sich bei einer Bewertung der Fahrsicherheit - und in Folge auch bei der Erzeugung von ansprechenden Steuersignalen zur Steuerung des Fahrzeugs 1 - erkennen, ob und/oder welche der Objekte 11 berücksichtigt werden sollen oder unberücksichtigt bleiben können.Route information on the stationary objects 11 that are located in the vehicle surroundings 10 each time a vehicle 1 travels on route 2 or are detected by sensor device 51 each time vehicle 1 travels along route 2 can be recorded directly in the database. In the virtual scene representation can be easily checked using the route information, whether an object 11 detected in the environment 10 is stationary or dynamic - for example by checking whether its position relative to the vehicle 1 or to the route 2 is characterized by the route information. The linking of a stationary object 11 with a fixed position can be understood as a risk criterion, on the basis of which stationary and/or non-stationary objects 11 are correspondingly marked in the scene representation (i.e. provided with a corresponding "flag") or even completely removed from the scene representation scene representation can be removed. This marking can be used when evaluating driving safety—and consequently also when generating responsive control signals for controlling vehicle 1—whether and/or which objects 11 are to be taken into account or can remain unconsidered.

Dabei ist es denkbar, dass auch ausgewählte Typen von dynamischen Objekten 11d, 11g in der virtuellen Szenenrepräsentation ebenfalls als ungefährlich markiert oder aus der virtuellen Szenenrepräsentation entfernt werden. Beispielsweise kann davon ausgegangen werden, dass die Vögel 11d die Fahrsicherheit des Fahrzeugs 1 nicht beeinträchtigen können. Die Routeninformation kann daher entsprechende Typinformation enthalten, die spezifisch für einen Objekttyp ist. Diese Typinformation stellt somit eine generische Information dar, mit der eine Analyse der virtuellen Szenenrepräsentation auch im Hinblick auf dynamische Objekte 11d, 11g verbessert, insbesondere vereinfacht, werden kann.It is conceivable that selected types of dynamic objects 11d, 11g in the virtual scene representation are also marked as harmless or are removed from the virtual scene representation. For example, it can be assumed that the birds 11d cannot impair the driving safety of the vehicle 1. The route information can therefore contain corresponding type information that is specific to an object type. This type information thus represents generic information with which an analysis of the virtual scene representation can also be improved, in particular simplified, with regard to dynamic objects 11d, 11g.

Aber selbst potenziell gefährliche Objekte 11 wie Personen 11g können unter bestimmten Umständen aus einer Gefährdungsbetrachtung ausgeschlossen werden, wie im Zusammenhang mit FIG 2 näher erläutert wird.But even potentially dangerous objects 11 such as people 11g can be excluded from a risk assessment under certain circumstances, such as in connection with FIG 2 is explained in more detail.

FIG 2 zeigt ein Beispiel einer Szeneninformation spezifisch für jeweils einen Bereich 12a, 12b einer Szene. Die Szene wird hierbei durch Objekte 11h, 11i im Umfeld 10 eines Fahrzeugs 1 auf einer Route 2 charakterisiert. Bei den Objekten handelt es sich vorliegend um zwei Zäune 11h und zwei Schranken 11i, die entlang eines die Route 2 bildenden Schienenstrangs positioniert sind und damit die Fahrsicherheit des Fahrzeugs 1 - welches vorliegend ein schienengebundenes Fahrzeug 1 ist - sicherstellen sollen. FIG 2 12 shows an example of scene information specific to each area 12a, 12b of a scene. The scene is characterized here by objects 11h, 11i in the environment 10 of a vehicle 1 on a route 2. In the present case, the objects are two fences 11h and two barriers 11i, which are positioned along a rail track forming the route 2 and are therefore intended to ensure the driving safety of the vehicle 1—which is a rail-bound vehicle 1 in the present case.

Sowohl die Zäune 11h als auch die Schranken 11i sind stationäre Objekte, welche die Bewegungsfreiheit von dynamischen Objekten einschränken. Solche dynamischen Objekte, beispielsweise Fußgänger, Fahrradfahrer oder sogar Autos, die sich in einem der Bereiche 12a, 12b befinden, können entsprechend nicht in den Fahrweg des Fahrzeugs 1 gelangen. Die Bereiche 12a, 12b lassen sich daher auch als Sicherheitsbereiche 13 oder Schutzzonen bezeichnen. Die stationären Objekte 11h, 11i, durch welche die Bereiche 12a, 12b bzw. Sicherheitsbereiche 13 definiert sind, können entsprechend auch als Barrieren bezeichnet werden.Both the fences 11h and the barriers 11i are stationary objects that restrict the freedom of movement of dynamic objects. Such dynamic objects, for example pedestrians, cyclists or even cars, which are located in one of the areas 12a, 12b, accordingly cannot get into the travel path of the vehicle 1. The areas 12a, 12b can therefore also be referred to as security areas 13 or protection zones. The stationary objects 11h, 11i, by which the areas 12a, 12b or safety areas 13 are defined, can accordingly also be referred to as barriers.

Eine Routeninformation, mit welcher ein virtuelles Abbild der in FIG 2 gezeigten Szene angepasst werden kann, enthält vorzugsweise Information bezüglich solcher Barrieren bzw. Bereiche 12a, 12b. Zumindest jedoch ist es zweckmäßig, wenn eine solche Information zur Einschränkung der Bewegungsfreiheit von anderen, insbesondere dynamischen, Objekten aus der Routeninformation abgeleitet werden kann. Beispielsweise kann die Routeninformation eine Wechselwirkungsinformation enthalten, welche die Auswirkungen eines (stationären) Objekts wie beispielsweise der Zäune 11h und/oder der Schranken 11i, d. h. insbesondere einer Barriere, auf andere Objekte charakterisiert. Entsprechend können dynamische Objekte bei der Beurteilung der Fahrsicherheit des Fahrzeugs 1 auf Grundlage einer virtuellen Szenenrepräsentation außer Betracht bleiben, wenn sie sich in einem der Bereiche 12a, 12b bzw. Sicherheitsbereiche 13 befinden.A route information with which a virtual image of the in FIG 2 shown scene can be adjusted, preferably contains information regarding such barriers or areas 12a, 12b. However, it is at least expedient if such information for restricting the freedom of movement of other, in particular dynamic, objects can be derived from the route information. For example, the route information can contain interaction information which characterizes the effects of a (stationary) object such as the fences 11h and/or the barriers 11i, ie in particular a barrier, on other objects. Accordingly, dynamic objects can be disregarded when assessing the driving safety of the vehicle 1 on the basis of a virtual scene representation if they are located in one of the areas 12a, 12b or safety areas 13.

Dabei ist es auch denkbar, dass Objekte aus der (realen) Szene zusätzliche, die Routeninformation ergänzende Objektinformation bereitstellen, mit der die virtuelle Szenenrepräsentation noch differenzierter ermittelbar oder anpassbar ist. Im vorliegenden Beispiel könnten die Schranken 11i beispielsweise mithilfe einer Kommunikationseinrichtung 14a eine Objektinformation bereitstellen, die den Öffnungszustand charakterisiert. Das Fahrzeug 1 kann diese Objektinformation mit einer entsprechenden Kommunikationseinrichtung 14b empfangen. Abhängig von dieser Objektinformation kann dann entschieden werden, ob ein dynamisches Objekt in den den Schranken 11i zugeordneten Bereichen 12b gegenwärtig an der Bewegung in den Fahrtweg, d. h. auf die Route 2, gehindert wird oder nicht.It is also conceivable that objects from the (real) scene provide additional object information that supplements the route information, with which the virtual scene representation can be determined or adapted in an even more differentiated manner. In the present example, the barriers 11i could, for example, use a communication device 14a to provide object information that characterizes the opening state. The vehicle 1 can receive this object information with a corresponding communication device 14b. Depending on this object information, a decision can then be made as to whether a dynamic object in the areas 12b assigned to the barriers 11i is currently moving into the route, i. H. on route 2, is blocked or not.

FIG 3 zeigt ein Beispiel eines Systems 50 zur Überwachung eines Fahrzeugumfelds 10 bei der Fahrt eines Fahrzeugs, insbesondere eine Schienenfahrzeugs, auf einer Route. Das System 50 weist eine Sensorvorrichtung 51, eine Datenbank 52 sowie eine Datenverarbeitungsvorrichtung 53 auf. FIG 3 shows an example of a system 50 for monitoring a vehicle environment 10 when a vehicle, in particular a rail vehicle, is traveling on a route. The system 50 has a sensor device 51 , a database 52 and a data processing device 53 .

Die Sensorvorrichtung 51 ist dabei zum Erfassen einer Szene aus dem Umfeld 10 des Fahrzeugs eingerichtet. Dabei kann die Sensorvorrichtung 51 beispielsweise Objekte 11 aus dem Fahrzeugumfeld 10 erfassen. Die Sensorvorrichtung 51 erzeugt zweckmäßigerweise entsprechende Sensordaten, die zum Beispiel von der Datenverarbeitungsvorrichtung 53 verarbeitet werden können. Die Sensorvorrichtung 51 weist zweckmäßigerweise eine optische Sensoreinrichtung, etwa eine oder mehrere Kameras, eine Radareinrichtung, eine Lidareinrichtung und/oder dergleichen auf.In this case, sensor device 51 is set up to capture a scene from surroundings 10 of the vehicle. In this case, the sensor device 51 can, for example, detect objects 11 from the vehicle surroundings 10 . The sensor device 51 expediently generates corresponding sensor data, which can be processed by the data processing device 53, for example. The sensor device 51 expediently has an optical sensor device, for example one or more cameras, a radar device, a lidar device and/or the like.

Die Datenverarbeitungsvorrichtung 53 ist dazu eingerichtet, auf Grundlage der Sensordaten eine virtuelle Szenenrepräsentation der sensorisch erfassten Szene zu ermitteln. Zweckmäßigerweise ist die Datenverarbeitungsvorrichtung 53 dazu eingerichtet, die Objekte 11 im Umfeld 10 des Fahrzeugs auf Grundlage der Sensordaten als solche zu erkennen. Vorzugsweise kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 53 die erkannten Objekte 11 dabei auch charakterisieren, also beispielsweise Eigenschaften wie Größe, Form, Textur, Farbe, Position relativ zu anderen Objekten und/oder zum Fahrzeug, Temperatur und/oder dergleichen der erkannten Objekte 11 aus den Sensordaten ableiten. Anders gesagt ist die Datenverarbeitungsvorrichtung 53 in bevorzugter Weise dazu eingerichtet, für jedes der Objekte 11 in der erfassten Szene einen sogenannten virtuellen Merkmalsvektor mit einer Vielzahl von Einträgen zu ermitteln, der das jeweilige Objekt 11 in der Szenenrepräsentation detailliert charakterisiert.The data processing device 53 is set up to determine a virtual scene representation of the scene detected by sensors on the basis of the sensor data. The data processing device 53 is expediently set up to recognize the objects 11 in the surroundings 10 of the vehicle as such on the basis of the sensor data. The data processing device 53 can preferably recognize the Characterize objects 11, for example, derive properties such as size, shape, texture, color, position relative to other objects and/or the vehicle, temperature and/or the like of the detected objects 11 from the sensor data. In other words, the data processing device 53 is preferably set up to determine a so-called virtual feature vector with a large number of entries for each of the objects 11 in the recorded scene, which characterizes the respective object 11 in the scene representation in detail.

Die Datenbank 52 enthält eine qualitätsgesicherte Routeninformation. Eine solche Routeninformation charakterisiert vorzugsweise die Route, auf der das Fahrzeug fährt. Die Routeninformation kann beispielsweise Information über stationäre Objekte enthalten, die im Umfeld des Fahrzeugs auftauchen bzw. von der Sensorvorrichtung 51 erfasst werden, während sich das Fahrzeug entlang der Route bewegt. Zweckmäßigerweise enthält die Datenbank 52 zu jedem Objekt 11 einen detaillierten Merkmalsvektor, anhand dem das jeweilige Objekt 11 zum Beispiel eindeutig identifizierbar und/oder eine Gefährdung der Fahrt des Fahrzeugs bewertbar ist.The database 52 contains quality-assured route information. Such route information preferably characterizes the route on which the vehicle is driving. The route information can contain, for example, information about stationary objects that appear in the vicinity of the vehicle or are detected by sensor device 51 while the vehicle is moving along the route. The database 52 expediently contains a detailed feature vector for each object 11, by means of which the respective object 11 can be clearly identified, for example, and/or a risk to the vehicle's travel can be assessed.

Alternativ oder zusätzlich kann die Routeninformation auch Information über dynamische Objekte enthalten, die gegebenenfalls im Umfeld des Fahrzeugs auftauchen könnten, also etwa generische Information zu anderen Verkehrsteilnehmern, Lebewesen und/oder dergleichen.Alternatively or additionally, the route information can also contain information about dynamic objects that could possibly appear in the area surrounding the vehicle, ie generic information about other road users, living beings and/or the like.

Die Datenverarbeitungsvorrichtung 53 ist vorzugsweise dazu eingerichtet, auf Grundlage der Routeninformation die virtuelle Szenenrepräsentation anzupassen, zum Beispiel zu vereinfachen und/oder zu ergänzen. Beispielsweise kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 53 auf Grundlage der Routeninformation im Umfeld 10 erkannte Objekte 11 in der virtuellen Szenenrepräsentation als bedeutsam für die Fahrsicherheit hervorheben oder als unbedeutend markieren.The data processing device 53 is preferably set up to adapt, for example to simplify and/or supplement, the virtual scene representation on the basis of the route information. For example, based on the route information in the surroundings 10, the data processing device 53 can highlight objects 11 recognized in the virtual scene representation as important for driving safety or mark them as insignificant.

Dabei ist es auch denkbar, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung 53 zusätzliche Objektinformation von Objekten 11 aus der realen Szene empfängt, welche die Routeninformation ergänzen. Eine solche Objektinformation kann beispielsweise einen Information über einen Zustand des Objekts 11 enthalten, etwa den Öffnungszustand einer Schranke, die Beschleunigung eines anderen Verkehrsteilnehmers und/oder dergleichen. Mit dieser zusätzlichen Objektinformation kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 53 eine besonders zuverlässige und detaillierte Anpassung der virtuellen Szenenrepräsentation vornehmen.It is also conceivable that the data processing device 53 receives additional object information from objects 11 from the real scene, which supplement the route information. Such object information can contain, for example, information about a state of the object 11, such as the open state of a barrier, the acceleration of another road user and/or the like. With this additional object information, the data processing device 53 can carry out a particularly reliable and detailed adaptation of the virtual scene representation.

Das System 50 kann in dem Fahrzeug, dessen Umfeld 10 überwacht werden soll, verbaut sein. Alternativ ist es aber auch möglich, dass zumindest ein Teil des Systems 50 außerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist. Insbesondere kann das System 50 verteilt zwischen dem Fahrzeug und einer Landseite konfiguriert sein. Beispielsweise kann es sich bei der Datenbank 52 um eine zentrale Datenbank handeln, bei der die Routeninformation auf einem Server gespeichert und beispielsweise über eine drahtlose Kommunikationsverbindung abrufbar ist. Ebenso ist es auch denkbar, dass es sich bei der Datenverarbeitungsvorrichtung 53 um eine zentrale oder zumindest externe Datenverarbeitungsvorrichtung handelt, mit der das Fahrzeug über eine drahtlose Kommunikationsverbindung verbindbar ist.The system 50 can be installed in the vehicle whose surroundings 10 are to be monitored. Alternatively, however, it is also possible for at least part of the system 50 to be arranged outside of the vehicle. In particular, the system 50 may be configured distributed between the vehicle and a land side. For example, the database 52 can be a central database in which the route information is stored on a server and can be called up, for example, via a wireless communication link. Likewise, it is also conceivable that the data processing device 53 is a central or at least external data processing device to which the vehicle can be connected via a wireless communication link.

FIG 4 zeigt ein Beispiel für eine Nutzung von in einer Datenbank 52 gespeicherten, qualitätsgesicherten Routeninformation. Hierbei wird ein Objekt 11e im Fahrzeugumfeld 10 mithilfe einer Sensorvorrichtung 51 eines Fahrzeugs 1 auf einer Route 2 erfasst. Aus den dabei erzeugten Sensordaten können mithilfe eines Algorithmus zur Objekterkennung, insbesondere einer künstlichen Intelligenz, Merkmale des Objekts 11e - im vorliegenden Fall rein beispielhaft eine Signalanlage - abgeleitet werden. Gegebenenfalls kann auch Hintergrundwissen über das Fahrzeugumfeld 10 in die Ableitung einfließen. Einige Merkmale können zum Beispiel durch Bildverarbeitung wie Kantendetektion, mathematische Morphologie, Fourier-, Hough- und/oder Gabor-Transformation, Wavelet-Transformation und/oder dergleichen ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich können Merkmale von neuronalen Netzwerken extrahiert oder durch digitale Texterkennung (OCR) erkannt werden. Es lassen sich auch 2,5D- oder 3D-Formen des Objekts 11e, gegebenenfalls auch von Substrukturen und/oder aus einer Bewegungsanalyse gewonnene Information über Gelenke des Objekts 11e, Materialtypen, Größe/Ausdehnung und/oder geschätztes Gewicht zur Merkmalsbestimmung analysieren. Es ist auch denkbar, gegebenenfalls normierte Histogramme solcher Größen, zum Beispiel Unterstrukturen der Form des Objekts, als Merkmal zu ermitteln. Die Merkmale, z. B. Größe V'1, Form V'2, Farbe V'3, Position V'4 relativ zur Route 2 und/oder dergleichen, bilden zusammen einen Merkmalsvektor V'. Der Merkmalsvektor V' charakterisiert somit das erfasste Objekt 11e. FIG 4 shows an example of the use of quality-assured route information stored in a database 52 . In this case, an object 11e in the vehicle environment 10 is detected using a sensor device 51 of a vehicle 1 on a route 2 . Using an algorithm for object recognition, in particular an artificial intelligence, features of the object 11e—in the present case, purely by way of example, a signaling system—can be derived from the sensor data generated in the process. If necessary, background knowledge about the vehicle environment 10 can also flow into the derivation. For example, some features can be detected by image processing such as edge detection, mathematical morphology, Fourier, Hough and/or Gabor transform, wavelet transform and/or the like can be determined. Alternatively or additionally, features can be extracted from neural networks or recognized by digital text recognition (OCR). 2.5D or 3D shapes of the object 11e, possibly also of substructures and/or information about joints of the object 11e, material types, size/expansion and/or estimated weight obtained from a movement analysis can be analyzed for feature determination. It is also conceivable to determine histograms of such variables, for example substructures of the shape of the object, which may have been standardized, as a feature. The characteristics, e.g. B. size V'1, shape V'2, color V'3, position V'4 relative to route 2 and / or the like, together form a feature vector V'. The feature vector V' thus characterizes the detected object 11e.

Im vorliegenden Beispiel enthält die Routeninformation ebenfalls einen Merkmalsvektor V. Der Merkmalsvektor V gibt an, dass sich das Objekt 11e an einer bestimmten Stelle der Route 2 befindet und durch Merkmale V1, V2, V3, V4, ... charakterisiert ist. Durch einen Vergleich W der Merkmalsvektoren V' und V kann so beispielsweise nachgewiesen werden, dass (genau) das Objekt 11e an der erwarteten Stelle erkannt wurde. Insbesondere kann die gesicherte Qualität der Routeninformation auf das Ergebnis der Objekterkennung übertragen bzw. mit dem Ergebnis der Objekterkennung assoziiert werden. Die durch das Erkennen des Objekts 11e erhaltene Information kann mit der im Sicherheitsnachweis bestimmten Qualität in einer weiteren Verarbeitung verwendet werden.In the present example, the route information also contains a feature vector V. The feature vector V indicates that the object 11e is located at a specific point on route 2 and is characterized by features V1, V2, V3, V4, . A comparison W of the feature vectors V′ and V can thus be used to prove, for example, that the object 11e was recognized (exactly) at the expected location. In particular, the assured quality of the route information can be transferred to the result of the object recognition or associated with the result of the object recognition. The information obtained by recognizing the object 11e can be used in further processing with the quality determined in the security verification.

Es kann ferner aufwandsgünstig der Nachweis geführt werden, dass Hardware und Software funktionieren. Es lässt sich insbesondere das Vorliegen von Fehlern zumindest für einen vorgegebenen Zeitraum ausschließen, die zu einem Fehlverhalten des Systems führen könnten. Ist ein mit einem tolerierten Risiko assoziiertes Fehlerbudget vorgesehen, kann dadurch gegebenenfalls auch eine Fehlerhäufung in einem anderen Teil des Systems ausgeglichen werden.Evidence can also be provided at low cost that hardware and software are working. In particular, the presence of errors, which could lead to the system malfunctioning, can be ruled out at least for a predetermined period of time. If an error budget associated with a tolerated risk is provided, an error accumulation in another part of the system can also be compensated for if necessary.

Dabei kann beim Vergleich W insbesondere geprüft werden, ob ein Objekttyp T oder Subtypen T1, ..., Tn des Objekts 11e oder eine Instanz I des Objekts 11e miteinander oder zumindest mit einem vorgegebenen Grad übereinstimmen. Der Objekttyp T und die Subtypen T1, ..., Tn und die Instanz I ergeben sich dabei vorzugsweise aus Gruppen von Merkmalen der Merkmalsvektoren V, V', wie durch die Klammern angedeutet ist.In the comparison W, it can be checked in particular whether an object type T or subtypes T1, . . . The object type T and the subtypes T1, .

Ein Algorithmus zum Durchführen des Vergleiches W sollte dabei entsprechend der Anforderungen der beabsichtigen Sicherheitsanforderungen ausgelegt sein und etwa auf mathematischen und statistischen Theorien wie Wahrscheinlichkeitstheorie, insbesondere bedingten Wahrscheinlichkeiten, beruhen. Beim Vergleich W kann auch Hintergrundwissen über das Fahrzeugumfeld 10 mit einfließen, zum Beispiel zur Wahrscheinlichkeitsverteilung der Merkmalswerte in der erfassten Szene, über die Abhängigkeit oder Unabhängigkeit der Merkmale, zur Wahrscheinlichkeit, dass Merkmale nicht ermittelbar sind aufgrund der gegenwärtigen Fahrzeugposition, einer Abdeckung etwa durch ein anderes Objekt, des Wetters oder anderer Umwelteinflüsse, technischer Ausfälle in der Datenverarbeitung, und/oder dergleichen.An algorithm for carrying out the comparison W should be designed in accordance with the requirements of the intended security requirements and be based, for example, on mathematical and statistical theories such as probability theory, in particular conditional probabilities. Background knowledge about the vehicle environment 10 can also be included in the comparison W, for example the probability distribution of the feature values in the recorded scene, the dependency or independence of the features, the probability that features cannot be determined due to the current vehicle position, coverage by a other object, the weather or other environmental influences, technical failures in data processing, and/or the like.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, 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.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims (15)

Verfahren zur Überwachung eines Fahrzeugumfelds (10) bei der Fahrt eines Fahrzeugs (1), insbesondere Schienenfahrzeugs, auf einer Route (2), mit den Schritten: - sensorisches Erfassen einer Szene im Fahrzeugumfeld (10) und Erzeugen entsprechender Sensordaten; und - Erzeugen einer virtuellen Szenenrepräsentation der erfassten Szene auf Grundlage der Sensordaten und in einer Datenbank (52) gespeicherter, qualitätsgesicherter Routeninformation.Method for monitoring a vehicle environment (10) when driving a vehicle (1), in particular a rail vehicle, on a route (2), with the steps: - Sensory detection of a scene in the vehicle environment (10) and generating corresponding sensor data; and - generating a virtual scene representation of the captured scene based on the sensor data and Quality-assured route information stored in a database (52). Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Routeninformation in Abhängigkeit von wenigstens einem Fahrtparameter bereitgestellt wird.Method according to Claim 1, in which the route information is provided as a function of at least one travel parameter. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die ermittelte virtuelle Szenenrepräsentation einer Bewertung der Fahrsicherheit zugrunde gelegt wird.Method according to one of Claims 1 or 2, in which the determined virtual scene representation is used as the basis for an assessment of driving safety. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei für in der erfassten Szene identifizierte Objekte (11, 11a-11i) anhand der Routeninformation geprüft wird, ob ein vorgegebenes Gefährdungskriterium erfüllt ist, und die Objekte (11, 11a-11i) in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Prüfung bei der Ermittlung der virtuellen Szenenrepräsentation berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein for objects (11, 11a-11i) identified in the detected scene, the route information is used to check whether a predetermined risk criterion is met, and the objects (11, 11a-11i) depending on a result of the Check are taken into account when determining the virtual scene representation. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Routeninformation eine Typinformation spezifisch für einen Objekttyp enthält und alle Objekte (11, 11a-11i) eines Objekttyps bei der Ermittlung der virtuellen Szenenrepräsentation gemäß der Typeninformation berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the route information contains type information specific to an object type and all objects (11, 11a-11i) of an object type are taken into account when determining the virtual scene representation according to the type information. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Routeninformation eine Szeneninformation spezifisch für einen Bereich (12a, 12b) in der erfassten Szene enthält und die Anpassung der virtuellen Szenenrepräsentation auf Grundlage der Szeneninformation vorgenommen wird.A method according to any one of the preceding claims, wherein the route information includes scene information specific to an area (12a, 12b) in the detected scene and the adaptation of the virtual scene representation is carried out on the basis of the scene information. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Routeninformation eine Wechselwirkungsinformation zur Wechselwirkung zwischen wenigstens zwei Objekten (11, 11a-11i) in der erfassten Szene enthält und die Anpassung der virtuellen Szenenrepräsentation unter Berücksichtigung der Wechselwirkungsinformation vorgenommen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the route information contains interaction information on the interaction between at least two objects (11, 11a-11i) in the detected scene and the virtual scene representation is adapted taking into account the interaction information. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei anhand der Routeninformation ein Sicherheitsbereich (13) in der erfassten Szene ermittelt wird, in dem die Gefährdung der Fahrt durch ein Objekt (11, 11a-11i) aus der Szene zumindest vermindert ist.Method according to one of the preceding claims, wherein a safety area (13) in the detected scene is determined on the basis of the route information, in which the risk of driving through an object (11, 11a-11i) from the scene is at least reduced. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Auswirkung des Sicherheitsbereichs (13) auf eine Trajektorie eines Objekts (11, 11a-11i) aus der Szene ermittelt und bei der Anpassung der virtuellen Szenenrepräsentation berücksichtigt wird.Method according to Claim 8, in which the effect of the safety area (13) on a trajectory of an object (11, 11a-11i) is determined from the scene and taken into account when adapting the virtual scene representation. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Routeninformation während der Fahrt des Fahrzeugs (1) auf der Fahrtroute (2) validiert wird.Method according to one of the preceding claims, in which the route information is validated while the vehicle (1) is traveling on the route (2). Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Routeninformation anhand eines Vergleichs der zeitlichen Entwicklung der erfassten Szene mit einer Prädiktion auf Grundlage der Routeninformation validiert wird.11. The method of claim 10, wherein the route information is validated based on a comparison of the temporal evolution of the captured scene with a prediction based on the route information. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend: - Empfangen von zusätzlicher Objektinformation spezifisch für ein Objekt (11, 11a-11i) aus der erfassten Szene; und - Ermitteln der virtuellen Szenenrepräsentation auf Grundlage der zusätzlichen Objektinformation. A method according to any one of the preceding claims, comprising: - receiving additional object information specific to an object (11, 11a-11i) from the captured scene; and - determining the virtual scene representation based on the additional object information. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Routeninformation eine Beleuchtungsinformation enthält und bei der Anpassung der virtuellen Szenenrepräsentation beleuchtungsbedingte Effekte berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the route information contains lighting information and lighting-related effects are taken into account when adapting the virtual scene representation. System (50) zur Überwachung eines Fahrzeugumfelds (10) bei der Fahrt eines Fahrzeugs (1), insbesondere Schienenfahrzeugs, auf einer Route (2), mit - einer Sensorvorrichtung (51), die zum Erfassen einer Szene und Erzeugen entsprechender Sensordaten eingerichtet ist, - einer Datenbank (52), in der eine qualitätsgesicherte Routeninformation gespeichert ist, und - einer Datenverarbeitungsvorrichtung (53), die zum Erzeugen einer virtuellen Szenenrepräsentation auf Grundlage der Sensordaten und der Routeninformation eingerichtet ist. System (50) for monitoring a vehicle environment (10) when driving a vehicle (1), in particular a rail vehicle, on a route (2). - a sensor device (51), which is set up to capture a scene and generate corresponding sensor data, - A database (52) in which quality-assured route information is stored, and - A data processing device (53) which is set up to generate a virtual scene representation on the basis of the sensor data and the route information. Fahrzeug (1), insbesondere Schienenfahrzeug, mit einem System (50) gemäß Anspruch 14.Vehicle (1), in particular rail vehicle, with a system (50) according to claim 14.
EP22181742.2A 2021-07-13 2022-06-29 Monitoring method and system Pending EP4119417A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021207417.0A DE102021207417A1 (en) 2021-07-13 2021-07-13 Monitoring procedure and system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4119417A1 true EP4119417A1 (en) 2023-01-18

Family

ID=82608054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22181742.2A Pending EP4119417A1 (en) 2021-07-13 2022-06-29 Monitoring method and system

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4119417A1 (en)
DE (1) DE102021207417A1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170161568A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 Icomera Ab Train security system
WO2018104191A1 (en) * 2016-12-06 2018-06-14 Siemens Aktiengesellschaft Automated open space identification by means of difference analysis for vehicles
WO2018104460A1 (en) * 2016-12-07 2018-06-14 Siemens Aktiengesellschaft Method, device and track-bound vehicle, in particular a rail vehicle, for identifying dangerous situations in the track-bound traffic system, in particular in the railway traffic system
EP3552921A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-16 Siemens Mobility GmbH Autonomous speed planning of a mobile actor limited to a predetermined path
DE102018206593A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Mobile recognition of passengers and objects on platforms

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016216070A1 (en) 2016-08-26 2018-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Control unit, system with such a control unit and method of operating such a system
DE102018111982A1 (en) 2018-05-18 2019-11-21 Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH A collision avoidance system for a vehicle and method therefor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170161568A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-08 Icomera Ab Train security system
WO2018104191A1 (en) * 2016-12-06 2018-06-14 Siemens Aktiengesellschaft Automated open space identification by means of difference analysis for vehicles
WO2018104460A1 (en) * 2016-12-07 2018-06-14 Siemens Aktiengesellschaft Method, device and track-bound vehicle, in particular a rail vehicle, for identifying dangerous situations in the track-bound traffic system, in particular in the railway traffic system
EP3552921A1 (en) * 2018-04-13 2019-10-16 Siemens Mobility GmbH Autonomous speed planning of a mobile actor limited to a predetermined path
DE102018206593A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Mobile recognition of passengers and objects on platforms

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021207417A1 (en) 2023-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102015224192B4 (en) Detection of an open area
DE102014008578A1 (en) Method for determining position data for use in the operation of a vehicle system of a motor vehicle and position data acquisition and distribution system
DE102009009211A1 (en) Method and assistance system for detecting objects in the environment of a vehicle
DE102009043458A1 (en) Driving assistance system for vehicles
DE102009038929A1 (en) Personal vehicle identification device and collision mitigation device hereby
DE102013019027A1 (en) Method for operating a safety system of a motor vehicle and motor vehicle
DE102014219691A1 (en) Method for monitoring a rail track environment and monitoring system
DE102014016578A1 (en) Device for adaptive speed and distance control for a motor vehicle, associated motor vehicle and associated method
DE102016011544A1 (en) Method for operating a vehicle
DE102018210779A1 (en) Method and system for rescue alley formation by a vehicle
DE102020209680B3 (en) Signal processing path, device for environment recognition and method for validating a driving system that can be operated automatically
DE102014219388A1 (en) Collision avoidance with vehicle door via Car2X
DE69920829T2 (en) Collision protection system for level crossing
DE102012024959A1 (en) Method for operating vehicle e.g. passenger car, involves calculating position of object, and determining instantaneous detection area of sensor based on determined position of object when object is not detected by sensor
DE102015214425A1 (en) Method for detecting a course of rails
WO2020126447A1 (en) Method and system for providing environmental data
DE102013001017A1 (en) Method for operating motor vehicle e.g. passenger car, involves determining whether vehicle adjusts light signal system during transition phase based on determined distance of vehicle to light signal system and determined speed of vehicle
EP4119417A1 (en) Monitoring method and system
EP3722994A1 (en) Determination of the intention of passenger transport means
EP2254104A2 (en) Method for automatic recognition of a change in a situation
WO2023011814A1 (en) Method and control circuit for monitoring an approval condition for an automated driving mode of a motor vehicle, and motor vehicle having the control circuit
DE102019218078B4 (en) Determination of a situation in the environment of a motor vehicle
DE102016013470A1 (en) Method for classifying a reflective object and correspondingly arranged motor vehicle
EP4260306A1 (en) Infrastructure-supported process of ascertaining trajectories for autonomous vehicles
DE102021203014A1 (en) Obstacle detection for a rail vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20230718

RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR