ES2821411T3 - Device, camera apparatus and procedure for a railway vehicle - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para monitorear un área espacial (12) en el entorno o dentro de un vehículo ferroviario (1), que comprende: un aparato de cámara (10) para registrar el área espacial (12), el cual presenta una disposición de objetivo (18), donde la disposición de objetivo (18) presenta un elemento de entrada (20), que está diseñado para recibir luz incidente (22), donde el elemento de entrada (20), relativamente con respecto a una superficie (32) del vehículo ferroviario (1), que delimita al menos parcialmente el área espacial (12), está diseñado de forma que puede moverse entre - una posición de marcha (40) prevista para un funcionamiento de marcha del vehículo ferroviario (1), y - una posición de registro (30), en la cual el elemento de entrada (20) está orientado para recibir luz (22) desde el área espacial (12), y donde un elemento sensor de imagen (46) del aparato de cámara (10) está diseñado para convertir la luz (22) recibida mediante el elemento de entrada (20) en una señal de imagen, y está dispuesto de forma fija en el lugar, relativamente con respecto a la superficie (32).Device for monitoring a spatial area (12) in the environment or within a railway vehicle (1), comprising: a camera apparatus (10) for registering the spatial area (12), which has an objective arrangement (18 ), where the lens arrangement (18) presents an input element (20), which is designed to receive incident light (22), where the input element (20), relative to a surface (32) of the vehicle railway (1), which at least partially delimits the spatial area (12), is designed in such a way that it can move between - a running position (40) intended for a running operation of the railway vehicle (1), and - a position register (30), in which the input element (20) is oriented to receive light (22) from the spatial area (12), and where an image sensor element (46) of the camera apparatus (10) is designed to convert the light (22) received by the input element (20) into an image signal n, and is fixedly arranged in place, relative to surface (32).
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Dispositivo, aparato de cámara y procedimiento para un vehículo ferroviarioDevice, camera apparatus and procedure for a railway vehicle
La presente invención hace referencia a un dispositivo, así como a un procedimiento para monitorear un área espacial en el entorno o dentro de un vehículo ferroviario, así como a un aparato de cámara para el vehículo ferroviario, para registrar el área espacial.The present invention relates to a device, as well as a method for monitoring a spatial area in the environment or within a railway vehicle, as well as a camera apparatus for the railway vehicle, for registering the spatial area.
El dispositivo comprende un, así como el, aparato de cámara para registrar el área espacial, el cual presenta una disposición de objetivo, donde la disposición de objetivo presenta un elemento de entrada que está diseñado para recibir luz incidente.The device comprises a, as well as a, camera apparatus for registering the spatial area, which has a target arrangement, wherein the target arrangement has an input element that is designed to receive incident light.
El monitoreo automatizado de áreas espaciales, en particular en el ámbito de la técnica de seguridad, juega cada vez más un rol más importante. En particular, en muchos aspectos se considera deseable automatizar los procesos de monitoreo, para evitar factores humanos que se producen debido al personal de monitoreo y las fuentes de error asociadas a los mismos. En particular para los vehículos ferroviarios se apunta a registrar áreas dentro o fuera del vehículo ferroviario con un aparato de cámara, y mostrar al conductor del vehículo las áreas espaciales registradas mediante un dispositivo de visualización correspondiente. De ese modo, el conductor del vehículo puede ver áreas del vehículo que no se encuentran directamente en su campo visual. Un ámbito de aplicación posible es un proceso de despacho de un vehículo ferroviario en una parada, por ejemplo en una estación de trenes, que es realizado por el conductor del vehículo con el respaldo de cámaras, en el vehículo y/o en el andén. Las cámaras posibilitan al conductor del vehículo observar el proceso de cierre de las puertas de incorporación y salida, y asegurarse de que ninguna persona se encuentre en riesgo, en particular que no quede atrapada en las puertas. Otro ámbito de aplicación es la marcha atrás y/o las maniobras del vehículo ferroviario y/o el registro del área de pasajeros durante el funcionamiento del vehículo ferroviario, en el transporte de pasajeros. En la solicitud DE 102013221 879 A1 se describe un sistema de asistencia para el conductor, para un vehículo a motor, que comprende una cámara, una unidad de control y de evaluación, así como una unidad de visualización, donde la posición de la cámara, relativamente con respecto al vehículo a motor, puede ajustarse mediante un mecanismo de ajuste.Automated monitoring of spatial areas, particularly in the field of security technology, plays an increasingly important role. In particular, in many aspects it is considered desirable to automate monitoring processes, to avoid human factors that occur due to monitoring personnel and the sources of error associated with them. In particular for railway vehicles it is aimed to register areas inside or outside the railway vehicle with a camera apparatus, and to show the driver of the vehicle the registered spatial areas by means of a corresponding display device. In this way, the vehicle driver can see areas of the vehicle that are not directly in his field of vision. One possible field of application is a process of dispatching a railway vehicle at a stop, for example at a train station, which is carried out by the driver of the vehicle with the backup of cameras, in the vehicle and / or on the platform. The cameras enable the vehicle driver to observe the process of closing the entry and exit doors, and ensure that no one is at risk, in particular that they are not trapped in the doors. Another field of application is the reversing and / or maneuvering of the railway vehicle and / or the search of the passenger area during the operation of the railway vehicle, in passenger transport. Application DE 102013221 879 A1 describes a driver assistance system for a motor vehicle, comprising a camera, a control and evaluation unit, as well as a display unit, where the position of the camera, Relatively to the motor vehicle, it can be adjusted by an adjustment mechanism.
Considerando estos antecedentes, el objeto de la presente invención consiste en mejorar un monitoreo del área espacial en el entorno o dentro del vehículo ferroviario. Dicho objeto se soluciona mediante un dispositivo de la clase mencionada en la introducción, en el cual, el elemento de entrada, relativamente con respecto a una superficie del vehículo ferroviario, que delimita al menos parcialmente el área espacial, está diseñado para moverse entre una posición de marcha prevista para un funcionamiento de marcha del vehículo ferroviario y una posición de registro, en la cual el elemento de entrada está orientado para recibir luz desde el área espacial.Considering these antecedents, the object of the present invention is to improve a monitoring of the spatial area in the environment or within the railway vehicle. Said object is solved by a device of the kind mentioned in the introduction, in which the input element, relatively with respect to a surface of the railway vehicle, which at least partially delimits the spatial area, is designed to move between a position gear intended for a running operation of the rail vehicle and a registration position, in which the input element is oriented to receive light from the space area.
Con la invención 13, que está definida por las características de las reivindicaciones independientes, se ha reconocido que el aparato de cámara (por ejemplo durante el monitoreo de un proceso de despacho del vehículo ferroviario en una parada), debe estar apartado suficientemente lejos de la superficie del vehículo ferroviario, para lograr un ángulo de visión adecuado del área espacial que debe registrarse (en la que por ejemplo tiene lugar el proceso de despacho). Al mismo tiempo, con la invención se reconoce que los aparatos de cámara que se encuentran en la superficie no deben infringir el así llamado gálibo de paso libre. El dispositivo según la invención soluciona este problema diseñando el elemento de entrada de modo que puede moverse entre la posición de marcha y la posición de registro. Preferentemente, el elemento de entrada, en la posición de marcha, se encuentra dentro de un gálibo de paso libre previsto para el funcionamiento de marcha. El experto, preferentemente, entiende el término "gálibo de paso libre" como una superficie envolvente alrededor del vehículo ferroviario (observado en la dirección de marcha puede representarse como una curva envolvente), desde la cual no pueden sobresalir elementos del vehículo ferroviario. El gálibo de paso libre puede comprender un gálibo de paso libre externo, es decir, una superficie envolvente por fuera del vehículo ferroviario: los elementos del vehículo ferroviario que se encuentren por fuera del gálibo de paso libre externo, en el funcionamiento de marcha, corren el riesgo de colisionar con la infraestructura (por ejemplo paredes de túneles, postes de señalización) o con otros vehículos. De manera alternativa o adicional, el gálibo de paso libre puede comprender un gálibo de paso libre interno, es decir, una superficie envolvente dentro del vehículo ferroviario: Los elementos del vehículo ferroviario que se encuentren por fuera del gálibo de paso libre interno representan un riesgo para los pasajeros durante el uso del vehículo ferroviario. With the invention 13, which is defined by the characteristics of the independent claims, it has been recognized that the camera apparatus (for example during the monitoring of a dispatch process of the railway vehicle at a stop), must be set apart sufficiently far from the surface of the rail vehicle, in order to achieve a suitable viewing angle of the spatial area to be recorded (in which for example the dispatch process takes place). At the same time, the invention recognizes that surface-mounted camera devices must not violate the so-called clearance gauge. The device according to the invention solves this problem by designing the input element so that it can move between the running position and the registration position. Preferably, the input element, in the driving position, is within a clearance clearance provided for driving operation. The expert, preferably, understands the term "clearance gauge" as an enveloping surface around the railway vehicle (seen in the direction of travel it can be represented as an enveloping curve), from which elements of the railway vehicle cannot protrude. The clear passage gauge may comprise an external clear passage gauge, that is to say, an enclosing surface outside the railway vehicle: the elements of the railway vehicle that are outside the external clear passage gauge, in running operation, run the risk of colliding with infrastructure (eg tunnel walls, signal poles) or with other vehicles. Alternatively or additionally, the clearance gauge may comprise an internal clearance gauge, that is, an enclosing surface inside the rail vehicle: Elements of the rail vehicle that are outside the internal clearance gauge represent a risk for passengers during the use of the rail vehicle.
El aparato de cámara, de manera preferente, está dispuesto en el vehículo ferroviario de manera que pueda registrarse como área espacial un área de incorporación y salida para pasajeros del vehículo ferroviario. Preferentemente, el aparato de cámara está diseñado de manera que el elemento de entrada, en la posición de registro, está orientado hacia el área de incorporación y salida.The camera apparatus is preferably arranged in the rail vehicle so that an entry and exit area for passengers of the rail vehicle can be registered as a spatial area. Preferably, the camera apparatus is designed so that the inlet element, in the registration position, is oriented towards the inlet and outlet area.
El aparato de cámara, preferentemente, está diseñado para generar una serie de imágenes, donde cada imagen de la serie de imágenes reproduce el área espacial o al menos una subárea del área espacial, en particular en un momento del registro. De modo aún más preferente, el aparato de cámara genera de 16 a 26 imágenes por segundo, preferentemente 24 imágenes por segundo. Debido a esto, al reproducir la serie de imágenes se posibilita una percepción como vídeo. Para una visualización de las imágenes, las mismas se transmiten a un dispositivo de visualización. La transmisión de las imágenes generadas por el aparato de cámara hacia el dispositivo de visualización puede tener lugar mediante cables o de forma inalámbrica. El dispositivo de visualización, de manera preferente, comprende una unidad de visualización con activación de transistor de capa delgada (TFT: Thin-film transistor), una unidad de visualización de diodos emisores de luz (LED: Light-Emitting Diode) y/o una unidad de visualización de cristal líquido (LCD: Liquid Crystal Display).The camera apparatus is preferably designed to generate a series of images, where each image of the series of images reproduces the spatial area or at least a subarea of the spatial area, in particular at a moment in the recording. Even more preferably, the camera apparatus generates 16 to 26 images per second, preferably 24 images per second. Because of this, reproducing the series of images makes it possible to a perception as video. For a display of the images, they are transmitted to a display device. Transmission of the images generated by the camera apparatus to the display device can take place via cables or wirelessly. The display device preferably comprises a display unit with activation of a thin-film transistor (TFT: Thin-film transistor), a display unit for light-emitting diodes (LED: Light-Emitting Diode) and / or a liquid crystal display unit (LCD: Liquid Crystal Display).
En el marco de la reproducción de la serie de imágenes, las imágenes se reproducen mediante el dispositivo de visualización, preferentemente en el orden registrado y, de manera preferente, con la misma frecuencia que durante el registro. El dispositivo de visualización preferentemente es un dispositivo de visualización del puesto de conducción, para el conductor del vehículo.In the frame of image series reproduction, the images are reproduced by the display device, preferably in the recorded order and preferably with the same frequency as during recording. The display device is preferably a display device of the driving position, for the driver of the vehicle.
La disposición a modo de objetivo del aparato de cámara, de manera preferente, comprende una pluralidad de elementos ópticos, por ejemplo al menos una lente, un filtro, un prisma, un espejo, etc. De manera alternativa o adicional, la disposición de objetivo comprende al menos un elemento de fibra de vidrio. De modo más preferente, la disposición de objetivo está diseñada para conducir la luz que debe registrarse mediante el aparato de cámara, desde el área espacial hacia un elemento de conversión. El elemento de conversión, preferentemente, está diseñado para convertir la luz incidente en una señal de imagen analógica y/o digital, para un procesamiento posterior o un almacenamiento, por ejemplo mediante un medio de memoria.The lens-like arrangement of the camera apparatus preferably comprises a plurality of optical elements, for example at least one lens, a filter, a prism, a mirror, etc. Alternatively or additionally, the lens arrangement comprises at least one fiberglass element. More preferably, the lens arrangement is designed to conduct the light to be recorded by the camera apparatus from the spatial area to a conversion element. The conversion element is preferably designed to convert the incident light into an analog and / or digital image signal, for further processing or storage, for example by a memory medium.
El elemento de entrada de la disposición de objetivo, de manera preferente, comprende una lente que, al menos durante el registro del área espacial, interactúa con la luz que se debe registrarse, y/o en la cual incide luz al menos durante el registro del área espacial. En el recorrido óptico de la disposición de objetivo, el elemento de entrada, en el sentido de la presente invención, forma un primer elemento de la disposición de objetivo, que interactúa con la luz que debe registrarse, desde el área espacial. Otros elementos de la disposición de objetivo están dispuestos aguas abajo del elemento de entrada, en un orden en el cual la luz incidente interactúa con los elementos ópticos de la disposición de objetivo.The input element of the objective arrangement preferably comprises a lens which, at least during the registration of the spatial area, interacts with the light to be registered, and / or on which light is incident at least during the registration. of the spatial area. In the optical path of the lens arrangement, the input element, in the sense of the present invention, forms a first element of the lens arrangement, which interacts with the light to be recorded from the spatial area. Other elements of the lens array are arranged downstream of the input element, in an order in which the incident light interacts with the optical elements of the lens array.
La formulación, según la cual al menos un elemento de entrada está diseñado de modo que puede moverse relativamente con respecto a una superficie del vehículo ferroviario que delimita al menos parcialmente el área espacial, es entendida por el experto preferentemente en el sentido de que otros elementos del aparato de cámara, así como otros elementos de la disposición de objetivo, están dispuestos de forma fija en el lugar, relativamente con respecto a la superficie, y no se mueven en el caso de un movimiento del elemento de entrada. De este modo, la solución según la invención en particular se diferencia de soluciones en las que el aparato de cámara se mueve en su totalidad.The formulation, according to which at least one input element is designed so that it can move relatively relative to a surface of the railway vehicle which at least partially delimits the spatial area, is preferably understood by the expert in the sense that other elements of the camera apparatus, as well as other elements of the lens arrangement, are fixedly arranged in place, relative to the surface, and do not move in the event of a movement of the input element. In this way, the solution according to the invention in particular differs from solutions in which the camera apparatus is fully moved.
De manera preferente, el experto entiende la posición de registro, en la que el elemento de entrada está orientado para la recepción de luz desde el área espacial, como una posición de separación del elemento de entrada, que representa una distancia del elemento de entrada, desde la superficie. De modo más preferente, el elemento de entrada, en la posición de registro, presenta una distancia mínima deseada desde la superficie, para poder registrar el área espacial deseada, por ejemplo las puertas de incorporación y salida.Preferably, the skilled person understands the registration position, in which the input element is oriented for the reception of light from the spatial area, as a position of separation from the input element, representing a distance from the input element, from the surface. More preferably, the entry element, in the registration position, has a desired minimum distance from the surface, in order to be able to register the desired spatial area, for example the entry and exit doors.
Además, el elemento de entrada, en la posición de registro, presenta una orientación en el espacio, en la cual el elemento de entrada está orientado para la recepción de luz desde el área espacial que debe registrarse. Expresado de otro modo: En la posición de registro, el elemento de entrada se encuentra en una posición y en una orientación en la cual la luz incide desde el área espacial que debe registrarse, hacia el elemento de entrada. La disposición de objetivo transmite la luz incidente en la posición de registro, hacia el elemento de conversión del aparato de cámara. Además, el experto entiende la posición de marcha como una posición que el elemento de entrada adopta preferentemente durante una marcha del vehículo ferroviario. Además, el experto entiende la posición de registro como una posición que el elemento de entrada adopta preferentemente durante una detención del vehículo ferroviario, en una parada.Furthermore, the input element, in the registration position, has an orientation in space, in which the input element is oriented for the reception of light from the spatial area to be registered. In other words: In the registration position, the input element is in a position and in an orientation in which light falls from the spatial area to be registered, towards the input element. The lens arrangement transmits the incident light at the recording position, towards the conversion element of the camera apparatus. Furthermore, the skilled person understands the gear position as a position that the input element preferably adopts during a run of the railway vehicle. Furthermore, the expert understands the registration position as a position that the input element preferably adopts during a stop of the railway vehicle, at a stop.
El experto entiende el término "que puede moverse" preferentemente como desplazable.The expert understands the term "movable" preferably as movable.
El dispositivo según la invención se caracteriza por un elemento sensor de imagen que está diseñado para convertir la luz recibida mediante el elemento de entrada, y preferentemente guiada mediante la disposición de objetivo hacia el elemento sensor de imagen, en una señal de imagen, y está dispuesto de forma fija en el lugar, relativamente con respecto a la superficie. Debido a esto, en el caso de un movimiento entre la posición de marcha y la posición de registro, el elemento sensor de imagen no se mueve. Expresado de otro modo: En el caso de un movimiento entre la posición de marcha y la posición de registro, esencialmente de manera exclusiva, el elemento de entrada se mueve como parte de la disposición de objetivo. The device according to the invention is characterized by an image sensor element that is designed to convert the light received through the input element, and preferably guided by the lens arrangement towards the image sensor element, into an image signal, and is fixedly arranged in place, relatively to the surface. Due to this, in the case of a movement between the running position and the registration position, the image sensor element does not move. In other words: In the case of a movement between the gear position and the registration position, essentially exclusively, the input element is moved as part of the target arrangement.
El elemento sensor de imagen, de manera preferente forma al menos una parte del elemento de conversión antes descrito. De modo más preferente, el elemento sensor de imagen se compone de un sensor CCD (CCD: chargecoupled device- dispositivo de carga acoplada) y/o un sensor CMOS (CMOS: complementary metal-oxidesemiconductor - semiconductor complementario de óxido metálico).The image sensor element preferably forms at least a part of the conversion element described above. More preferably, the image sensor element consists of a CCD sensor (CCD: charge coupled device) and / or a CMOS sensor (CMOS: complementary metal-oxidesemiconductor - complementary metal oxide semiconductor).
Según otra forma de ejecución preferente del dispositivo según la invención, el elemento de entrada está fijado en un elemento guía que está diseñado de forma que puede moverse linealmente en una dirección guía, de forma relativa con respecto a la superficie.According to another preferred embodiment of the device according to the invention, the input element is fixed on a guide element which is designed so that it can move linearly in a guide direction, relative to the surface.
El elemento guía puede moverse de forma neumática y/o mediante un accionamiento por cremallera, por husillo y/o por fricción. Un perfeccionamiento preferente de la forma de ejecución descrita está caracterizado por un accionamiento lineal que está diseñado para mover el elemento guía en la dirección guía. En particular durante un montaje del dispositivo en un vehículo ferroviario, la abertura requerida en la obra bruta, debido a la guía lineal, puede resultar más reducida que en las soluciones conocidas. Mediante la guía lineal del elemento guía se necesita un sector de la obra bruta sólo en un tamaño tal como se lo proporciona en el caso de aparatos de cámara externos, montados de forma fija, para el pasaje de cables, de un cable de la cámara hacia el entorno del vehículo ferroviario, o hacia el interior del vehículo ferroviario.The guide element can be moved pneumatically and / or by means of a rack, screw and / or friction drive. A preferred development of the described embodiment is characterized by a linear drive which is designed to move the guide element in the guide direction. In particular when mounting the device on a railway vehicle, the opening required in the rough work, due to the linear guide, can be smaller than in known solutions. By means of the linear guide of the guide element, a sector of the blank is needed only in one size as provided in the case of external camera apparatus, fixedly mounted, for the passage of cables, of a camera cable towards the environment of the railway vehicle, or towards the interior of the railway vehicle.
Preferentemente, el accionamiento lineal está diseñado para ejercer una fuerza sobre el elemento guía, mediante una transmisión de fuerza electromagnética. De modo más preferente, el accionamiento lineal comprende una disposición de imanes permanentes y/o de bobinas para la interacción mutua durante la transmisión de fuerza. Según otro perfeccionamiento preferente de la forma de ejecución, el elemento guía comprende un tubo guía que está diseñado para guiar luz recibida por el elemento de entrada hacia el elemento sensor de imagen antes descrito o hacia un elemento de sensor de imagen del aparato de cámara, que está diseñado para convertir la luz recibida mediante el elemento de entrada en una señal de imagen, y que se encuentra conectado de forma fija al tubo guía. Mediante el diseño del elemento guía como tubo guía, una hermetización con respecto a un soporte del tubo guía puede lograrse de forma particularmente sencilla, por ejemplo mediante una o varias juntas tóricas. La hermetización, de manera preferente, está diseñada para impedir una entrada de agua, gas y/o polvo a un área por fuera del tubo guía, apartada de la superficie. De modo más preferente, otros elementos ópticos de la disposición de objetivo están dispuestos dentro del tubo guía.Preferably, the linear drive is designed to exert a force on the guide element, by means of an electromagnetic force transmission. More preferably, the linear drive comprises an arrangement of permanent magnets and / or coils for mutual interaction during force transmission. According to another preferred refinement of the embodiment, the guide element comprises a guide tube which is designed to guide light received by the input element towards the above-described image sensor element or towards an image sensor element of the camera apparatus, which is designed to convert the light received by the input element into an image signal, and which is fixedly connected to the guide tube. By designing the guide element as a guide tube, sealing with respect to a guide tube holder can be achieved particularly easily, for example by means of one or more O-rings. The seal is preferably designed to prevent water, gas and / or dust from entering an area outside the guide tube, away from the surface. More preferably, other optical elements of the lens arrangement are arranged within the guide tube.
Preferentemente, el elemento sensor de imagen antes descrito está dispuesto por fuera del tubo guía, fijo en el lugar de forma relativa con respecto a la superficie. De manera alternativa, el elemento sensor de imagen, que está conectado de forma fija con el tubo guía según la segunda alternativa antes descrita, puede estar dispuesto dentro del tubo guía.Preferably, the above-described image sensor element is arranged outside the guide tube, fixed in place relative to the surface. Alternatively, the image sensor element, which is fixedly connected to the guide tube according to the second alternative described above, can be arranged inside the guide tube.
El guiado de la luz recibida hacia el elemento sensor de imagen, de manera preferente, tiene lugar mediante al menos un elemento de espejo. De modo más preferente, el tubo guía está diseñado a modo de un periscopio. De este modo, la luz que debe registrarse esencialmente incide de forma transversal con respecto a una extensión longitudinal del tubo guía, mediante el elemento de entrada, hacia el tubo guía, y mediante un primer elemento de espejo es guiada en una dirección que está orientada paralelamente con respecto a la extensión longitudinal del tubo guía. La luz, dentro del tubo guía, se mueve a lo largo de la extensión longitudinal del tubo guía. Eventualmente, mediante un segundo elemento de espejo, la luz puede ser guiada preferentemente de forma transversal con respecto a la extensión longitudinal, desde el tubo guía, y hacia el elemento sensor de imagen. Un perfeccionamiento preferente del dispositivo según la invención comprende un elemento calentador para calentar el tubo guía. En particular en el caso de una utilización del dispositivo para el monitoreo de un entorno (por fuera) del vehículo ferroviario, el elemento calentador puede impedir que una movilidad del tubo guía resulte perjudicada en el caso de temperaturas externas bajas, en particular menores que 0°C.Guiding the received light towards the image sensor element preferably takes place by means of at least one mirror element. Most preferably, the guide tube is designed in the manner of a periscope. In this way, the light to be recorded essentially falls transversely with respect to a longitudinal extension of the guide tube, via the input element, towards the guide tube, and is guided by a first mirror element in a direction that is oriented parallel to the longitudinal extension of the guide tube. The light, within the guide tube, moves along the longitudinal extent of the guide tube. Optionally, by means of a second mirror element, the light can preferably be guided transversely with respect to the longitudinal extension, from the guide tube, and towards the image sensor element. A preferred development of the device according to the invention comprises a heating element for heating the guide tube. In particular in the case of use of the device for monitoring an environment (outside) of the railway vehicle, the heating element can prevent a mobility of the guide tube from being impaired in the case of low external temperatures, in particular less than 0 ° C.
El elemento guía puede moverse esencialmente de forma transversal con respecto a la dirección de marcha, entre la posición de marcha y la posición de registro. En una forma de ejecución preferente del dispositivo según la invención, la dirección guía está orientada esencialmente en forma de un ángulo recto con respecto a una dirección de marcha del vehículo ferroviario. Preferentemente, el elemento de entrada, para la entrada de luz, está orientado esencialmente en forma de un ángulo recto con respecto a un eje longitudinal del elemento guía. En el caso de una orientación de la dirección guía en forma de un ángulo recto con respecto a la dirección de marcha, el elemento guía, en comparación con una orientación oblicua con respecto a la dirección de marcha, puede estar diseñado más corto. Una orientación de la dirección guía de forma oblicua con respecto a la dirección de marcha, por ejemplo, puede ser ventajosa si el tubo guía, debido a la construcción del vehículo, en el caso de una orientación en forma de un ángulo recto con respecto a la dirección de marcha, colisionara con otros componentes.The guide element can move essentially transversely with respect to the direction of travel, between the position of travel and the position of registration. In a preferred embodiment of the device according to the invention, the guide direction is oriented essentially at a right angle to a direction of travel of the railway vehicle. Preferably, the input element, for the input of light, is oriented essentially at a right angle with respect to a longitudinal axis of the guide element. In the case of an orientation of the guide direction in the form of a right angle with respect to the running direction, the guide element, in comparison with an oblique orientation with respect to the running direction, can be designed shorter. An orientation of the guide direction obliquely with respect to the direction of travel, for example, can be advantageous if the guide tube, due to the construction of the vehicle, in the case of an orientation in the form of a right angle with respect to direction of travel, collide with other components.
En otra forma de ejecución preferente del dispositivo según la invención, el elemento guía presenta una protección contra la torsión, que está diseñada para impedir una rotación del elemento guía alrededor de un eje longitudinal del elemento guía. En particular en el caso de una orientación del elemento de entrada para la recepción de luz desde una dirección de forma transversal con respecto a la extensión longitudinal del elemento guía, la protección contra la torsión asegura que el elemento de entrada no rote en una orientación distinta de la deseada. Expresado de otro modo: se impide que el elemento guía - por ejemplo durante el movimiento entre la posición de registro y la posición de marcha - rote de manera que el elemento de entrada ya no esté orientado hacia el área espacial que debe registrarse. De este modo, el aparato de cámara, en el caso de una torsión, podría registrar por ejemplo el suelo o el cielo (lo que no se considera deseable al menos para el monitoreo de las puertas de incorporación y salida).In another preferred embodiment of the device according to the invention, the guide element has a protection against twisting, which is designed to prevent a rotation of the guide element around a longitudinal axis of the guide element. In particular in the case of an orientation of the input element for receiving light from a direction transversely with respect to the longitudinal extension of the guide element, the protection against twisting ensures that the input element does not rotate in a different orientation. than desired. In other words: the guide element is prevented - for example during movement between the registration position and the running position - from rotating so that the input element is no longer oriented towards the spatial area to be registered. In this way, the camera apparatus, in the event of a torsion, could for example record the ground or the sky (which is not considered desirable at least for the monitoring of the entry and exit doors).
Preferentemente, el eje longitudinal del elemento guía está orientado paralelamente con respecto a la dirección guía. En un perfeccionamiento preferente de la forma de ejecución, la protección contra la torsión comprende un perfil externo del elemento guía, que está diseñado en correspondencia con una superficie interna de un soporte del elemento guía. Preferentemente, la protección contra la torsión comprende un perfil externo poligonal del elemento guía, que está diseñado en correspondencia con una superficie interna poligonal del soporte. De modo más preferente, la protección contra la torsión comprende una unión de ranura y lengüeta entre el elemento guía y el soporte. De modo más preferente, el elemento guía comprende una ranura y el soporte una lengüeta, de la unión de ranura y lengüeta.Preferably, the longitudinal axis of the guide element is oriented parallel to the guide direction. In a preferred development of the embodiment, the protection against twisting comprises an external profile of the guide element, which is designed in correspondence with an internal surface of a support of the guide element. Preferably, the protection against twisting comprises a polygonal external profile of the guide element, which is designed in correspondence with a polygonal internal surface of the support. More preferably, the twist guard comprises a tongue and groove joint between the guide element and the bracket. More preferably, the guide element comprises a groove and the support a tongue, of the groove and tongue joint.
El elemento calentador, preferentemente, está integrado en el soporte.The heating element is preferably integrated into the support.
El dispositivo según la invención puede usarse para el monitoreo de un área espacial dentro y/o en el entorno del vehículo ferroviario. En el caso de un monitoreo del área espacial en el entorno del vehículo ferroviario, la superficie, según una forma de ejecución preferente, es una superficie externa de una pared externa del vehículo ferroviario. En un perfeccionamiento preferente de la forma de ejecución, el elemento sensor de imagen está dispuesto dentro del vehículo ferroviario, preferentemente sobre un lado de la pared externa, apartado del área espacial. Debido a esto, el elemento sensor de imagen está protegido de influencias provenientes del entorno del vehículo ferroviario. Según otra forma de ejecución preferente del dispositivo según la invención, el elemento de entrada, al adoptar la posición de marcha, está dispuesto sobre un lado de la superficie, apartado del área espacial. Con la invención se ha reconocido que los elementos que sobresalen por fuera del vehículo ferroviario, como aparatos de cámara, en particular en los trenes de alta velocidad, tienen un efecto negativo en la aerodinámica, así como en la acústica, del vehículo ferroviario. Además, los aparatos de cámara que se encuentran por fuera del vehículo ferroviario, eventualmente resultan dañados por impactos de hielo y/o el recorrido óptico es influenciado por gotas de lluvia y/o polvo.The device according to the invention can be used for monitoring a spatial area within and / or in the environment of the railway vehicle. In the case of monitoring the spatial area in the vicinity of the railway vehicle, the surface, according to a preferred embodiment, is an external surface of an external wall of the railway vehicle. In a preferred development of the embodiment, the image sensor element is arranged inside the railway vehicle, preferably on one side of the outer wall, away from the space area. Due to this, the image sensor element is protected from influences from the environment of the railway vehicle. According to another preferred embodiment of the device according to the invention, the input element, when adopting the running position, is arranged on one side of the surface, away from the spatial area. With the invention it has been recognized that elements protruding outside the railway vehicle, such as camera devices, in particular in high-speed trains, have a negative effect on the aerodynamics, as well as on the acoustics, of the railway vehicle. Furthermore, the camera devices outside the railway vehicle are eventually damaged by ice impacts and / or the optical path is influenced by raindrops and / or dust.
Además, la invención hace referencia a un aparato de cámara para un vehículo ferroviario, para registrar un área espacial en el entorno o dentro del vehículo ferroviario. El aparato de cámara comprende una disposición de objetivo que presenta un elemento de entrada, el cual está diseñado para recibir luz incidente. El aparato de cámara está caracterizado porque, en el caso de un montaje del aparato de cámara en el vehículo ferroviario, el elemento de entrada, relativamente con respecto a una superficie del vehículo ferroviario, que delimita al menos parcialmente el área espacial, está diseñado para moverse entre una posición de marcha prevista para un funcionamiento de marcha del vehículo ferroviario y una posición de registro, en la cual el elemento de entrada está orientado para recibir luz desde el área espacial. El aparato de cámara comprende un elemento sensor de imagen que está diseñado para convertir la luz recibida mediante el elemento de entrada en una señal de imagen, y que está dispuesto de forma fija en el lugar, relativamente con respecto a la superficie.Furthermore, the invention relates to a camera apparatus for a railway vehicle, for recording a spatial area in the environment or within the railway vehicle. The camera apparatus comprises a lens arrangement having an input element, which is designed to receive incident light. The camera apparatus is characterized in that, in the case of mounting the camera apparatus on the railway vehicle, the input element, relative to a surface of the railway vehicle, which at least partially delimits the spatial area, is designed to moving between a gear position intended for a running operation of the rail vehicle and a registration position, in which the input element is oriented to receive light from the space area. The camera apparatus comprises an image sensor element which is designed to convert the light received by the input element into an image signal, and which is fixedly arranged in place, relative to the surface.
Además, la invención hace referencia a un procedimiento para el monitoreo de un área espacial en el entorno o dentro de un vehículo ferroviario, el cual comprende: el registro del área espacial mediante un aparato de cámara que presenta una disposición de objetivo, donde el registro comprende una recepción de luz mediante un elemento de entrada de la disposición de objetivo. El procedimiento está caracterizado por el movimiento del elemento de entrada, relativamente con respecto a una superficie del vehículo ferroviario que delimita al menos parcialmente el área espacial, desde una posición de marcha prevista para un funcionamiento de marcha del vehículo ferroviario, hacia una posición de registro, en la cual el elemento de entrada está orientado para recibir luz desde el área espacial. Un elemento sensor de imagen del aparato de cámara está diseñado para convertir la luz recibida mediante el elemento de entrada en una señal de imagen, y está dispuesto de forma fija en el lugar, relativamente con respecto a la superficie.Furthermore, the invention refers to a procedure for monitoring a spatial area in the environment or within a railway vehicle, which comprises: the registration of the spatial area by means of a camera device that has a lens arrangement, where the registration it comprises receiving light by an input element of the lens arrangement. The method is characterized by the movement of the input element, relatively with respect to a surface of the railway vehicle that at least partially delimits the spatial area, from a running position intended for a running operation of the railway vehicle, towards a registration position , in which the input element is oriented to receive light from the space area. An image sensor element of the camera apparatus is designed to convert the light received by the input element into an image signal, and is fixedly arranged in place, relative to the surface.
Una forma de ejecución preferente del procedimiento según la invención está caracterizada por el movimiento del elemento de entrada hacia la posición de marcha, en preparación para la puesta en marcha del vehículo ferroviario. Otra forma de ejecución preferente del procedimiento según la invención está caracterizada por impedir la puesta en marcha del vehículo ferroviario mediante una línea verde mientras el elemento de entrada adopta la posición de registro. A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized by the movement of the input element towards the running position, in preparation for the start-up of the railway vehicle. Another preferred embodiment of the method according to the invention is characterized by preventing the start-up of the railway vehicle by means of a green line while the input element adopts the registration position.
Con respecto a variantes, perfeccionamientos, detalles de variantes y ventajas del aparato de cámara según la invención, así como del procedimiento según la invención, se remite a la descripción relativa a las características correspondientes del dispositivo.With regard to variants, improvements, details of variants and advantages of the camera apparatus according to the invention, as well as of the method according to the invention, reference is made to the description relating to the corresponding characteristics of the device.
A continuación, mediante los dibujos se explican ejemplos de ejecución de la invención. Muestran:Exemplary embodiments of the invention are explained below by means of the drawings. They show:
Figura 1 una vista lateral esquemática de una sección parcial de un vehículo ferroviario según un primer y un segundo ejemplo de ejecución del dispositivo según la invención,Figure 1 a schematic side view of a partial section of a railway vehicle according to a first and a second embodiment of the device according to the invention,
Figura 2 una vista esquemática de la sección transversal del dispositivo según la invención, según el primer y el segundo ejemplo de ejecución,Figure 2 a schematic view of the cross section of the device according to the invention, according to the first and second exemplary embodiment,
Figura 3 una vista esquemática de la sección transversal del dispositivo según la invención, según el primer ejemplo de ejecución, en una posición de registro,Figure 3 a schematic view of the cross section of the device according to the invention, according to the first exemplary embodiment, in a registration position,
Figura 4 el ejemplo de ejecución mostrado en la figura 3, del dispositivo según la invención, en una posición de marcha, yFigure 4 the exemplary embodiment shown in Figure 3, of the device according to the invention, in a running position, and
Figura 5 una vista esquemática de la sección transversal de un dispositivo no acorde a la invención.Figure 5 a schematic view of the cross section of a device not according to the invention.
Los ejemplos de ejecución del dispositivo según la invención, descritos a continuación, se describen con respecto al monitoreo de un área externa (es decir de un entorno) de un vehículo ferroviario. No obstante, la invención puede utilizarse también para el monitoreo de otras áreas espaciales del vehículo ferroviario, por ejemplo del espacio para pasajeros dentro del vehículo ferroviario. La figura 1 muestra un vehículo ferroviario 1 en una vista lateral esquemática. El vehículo ferroviario 1 presenta un aparato de cámara 10, que está diseñado para registrar un área espacial 12 en el entorno del vehículo ferroviario 1. El área espacial 12, en los ejemplos de ejecución mostrados en las figuras 1 a 4, es un área externa del vehículo ferroviario 1, en particular un área de incorporación y salida en las puertas 14 del vehículo ferroviario 1. La figura 1 muestra el vehículo ferroviario 1, detenido en una parada en un andén 16.Exemplary embodiments of the device according to the invention, described below, are described with respect to monitoring an external area (ie an environment) of a railway vehicle. However, the invention can also be used for monitoring other spatial areas of the rail vehicle, for example the passenger space within the rail vehicle. Figure 1 shows a railway vehicle 1 in a schematic side view. The railway vehicle 1 has a camera apparatus 10, which is designed to record a spatial area 12 in the vicinity of the railway vehicle 1. The spatial area 12, in the exemplary embodiments shown in Figures 1 to 4, is an external area of the railway vehicle 1, in particular an entry and exit area at the doors 14 of the railway vehicle 1. Figure 1 shows the railway vehicle 1, stopped at a stop on a platform 16.
Dos líneas discontinuas mostradas en la figura 1 representan una orientación del aparato de cámara 10 hacia el área espacial 12.Two dashed lines shown in Figure 1 represent an orientation of the camera apparatus 10 towards the spatial area 12.
La figura 2 muestra una vista de la sección transversal del aparato de cámara 10 mostrado en la figura 1, en una dirección de observación que corresponde a la dirección de observación de la vista lateral del vehículo ferroviario 1 de la figura 1. El aparato de cámara 10 comprende una disposición de objetivo 18, que contiene un elemento de entrada 20. El elemento de entrada 20 está diseñado como lente 21, que recibe luz 22 incidente hacia la disposición de objetivo 18, desde el área espacial 12. El objetivo 21 desvía la luz 22 incidente, hacia un elemento de espejo 24. El elemento de espejo 24 desvía luz además en una dirección guía 26 orientada paralelamente con respecto a la dirección de observación de la figura 2.Figure 2 shows a cross-sectional view of the camera apparatus 10 shown in Figure 1, in an observation direction corresponding to the observation direction of the side view of the railway vehicle 1 of Figure 1. The camera apparatus 10 comprises an objective arrangement 18, which contains an input element 20. The input element 20 is designed as a lens 21, which receives light 22 incident towards the objective arrangement 18, from the spatial area 12. The objective 21 deflects the incident light 22, towards a mirror element 24. The mirror element 24 deflects light further in a guide direction 26 oriented parallel to the observation direction of FIG. 2.
El elemento de entrada 20 está fijado en un elemento guía 28 que está diseñado como tubo guía 29. La figura 3 muestra una vista lateral de la sección transversal del tubo guía 29 en una posición de registro 30. En la posición de registro 30, el elemento de entrada 20 está orientado hacia el área espacial 12 que debe registrarse. Para ello, en una etapa del procedimiento A, éste se mueve hacia la posición de registro 30. El movimiento del elemento de entrada 20 se logra al desplazarse el elemento guía 28 relativamente con respecto a una superficie 32 del vehículo ferroviario 1 en la dirección guía 26, hasta que dos elementos de tope 34, 35 dan contra un soporte 38 del elemento guía.The inlet element 20 is fixed on a guide element 28 which is designed as a guide tube 29. Figure 3 shows a cross-sectional side view of the guide tube 29 in a registration position 30. In the registration position 30, the input element 20 is oriented towards the spatial area 12 to be registered. To do this, in a process step A, it is moved towards the registration position 30. The movement of the input element 20 is achieved by moving the guide element 28 relative to a surface 32 of the railway vehicle 1 in the guide direction 26, until two stop elements 34, 35 strike against a support 38 of the guide element.
La figura 4 muestra una vista lateral de la sección transversal del tubo guía 29 en una posición de marcha 40. En la posición de marcha 40, el elemento de entrada 20 se encuentra sobre un lado de la superficie 32, apartado del área espacial 12. El extremo del tubo guía 29, dirigido hacia el área externa del vehículo ferroviario 1, termina aproximadamente de forma alineada con la superficie externa 32. Un movimiento del elemento de entrada 20 desde la posición de registro 30 hacia la posición de marcha 40 tiene lugar en una etapa del procedimiento B, antes de un arranque del vehículo ferroviario 1. Una línea verde (no mostrada) impide que el vehículo ferroviario 1 arranque mientras el elemento de entrada 20 se encuentra en la posición de registro 30 o adopta la misma.Figure 4 shows a cross-sectional side view of the guide tube 29 in a running position 40. In the running position 40, the input element 20 is located on one side of the surface 32, away from the spatial area 12. The end of the guide tube 29, directed towards the outer area of the rail vehicle 1, terminates approximately flush with the outer surface 32. A movement of the input element 20 from the registration position 30 towards the running position 40 takes place at a step of the procedure B, before a start of the railway vehicle 1. A green line (not shown) prevents the railway vehicle 1 from starting while the input element 20 is in the registration position 30 or adopts the same.
La superficie 32 es una superficie externa de una pared externa 33 del vehículo ferroviario 1. Para un movimiento lineal del elemento guía 28 está proporcionado un accionamiento lineal 42 que está diseñado para mover el elemento de entrada 20 entre la posición de registro 30 y la posición de marcha 40. El accionamiento lineal 42 está diseñado de modo tal, y está conectado de forma activa con el tubo guía 29, de manera que sea posible un movimiento entre la posición de registro 30 y la posición de marcha 40, donde no están previstas posiciones intermedias. La conexión activa se logra mediante una interacción electromagnética entre un elemento magnético (por ejemplo un imán permanente o una bobina) del soporte 38 (como estator del accionamiento lineal) y otro elemento magnético del tubo guía 29.The surface 32 is an external surface of an external wall 33 of the railway vehicle 1. For a linear movement of the guide element 28 a linear drive 42 is provided which is designed to move the input element 20 between the registration position 30 and the position 40. The linear drive 42 is designed in such a way, and is actively connected to the guide tube 29, so that a movement between the registration position 30 and the running position 40 is possible, where they are not provided intermediate positions. Active connection is achieved by electromagnetic interaction between a magnetic element (for example a permanent magnet or a coil) of the bracket 38 (as a stator of the linear drive) and another magnetic element of the guide tube 29.
La figura 3 muestra el recorrido óptico de la luz 22 que se recibe mediante el elemento de entrada 20, dentro del tubo guía 29. El elemento de espejo 24 desvía la luz 22 incidente hacia otro elemento de espejo 44 que, mediante una abertura 45 del tubo guía 29, orienta la luz hacia un elemento sensor de imagen 46 del aparato de cámara 10. Entre el elemento de espejo 24 y el elemento de espejo 44, la luz 22 se mueve dentro del tubo guía 29 en su extensión longitudinal, que corresponde a la dirección guía 26. Dentro del tubo guía 29, el recorrido óptico de la luz 22 es telecéntrico.Figure 3 shows the optical path of the light 22 that is received by the input element 20, inside the guide tube 29. The mirror element 24 deflects the incident light 22 towards another mirror element 44 which, through an opening 45 of the guide tube 29, directs light toward an image sensor element 46 of camera apparatus 10. Between mirror element 24 and mirror element 44, light 22 moves within guide tube 29 in its longitudinal extension, corresponding to guide direction 26. Within guide tube 29, the optical path of light 22 is telecentric.
El elemento sensor de imagen 46 está dispuesto dentro del vehículo ferroviario, en particular sobre un lado de la pared externa 33, apartado del área espacial 12. En el primer ejemplo de ejecución del dispositivo según la invención, mostrado en la figura 3, el elemento sensor de imagen 46 está dispuesto por fuera del tubo guía 29 y de forma fija en el lugar, relativamente con respecto a la superficie 32. Para ello, el elemento sensor de imagen 46, en el ejemplo mostrado en la figura 3, está conectado de forma fija con el soporte 38 y está dispuesto junto al tubo guía 29. Durante el movimiento A o B, el elemento sensor de imagen 46 no se mueve junto con el tubo guía 29 (y el elemento de entrada 20).The image sensor element 46 is arranged inside the railway vehicle, in particular on one side of the external wall 33, away from the spatial area 12. In the first embodiment of the device according to the invention, shown in FIG. 3, the element Image sensor 46 is arranged outside guide tube 29 and fixedly in place, relative to surface 32. For this, image sensor element 46, in the example shown in Figure 3, is connected in fixed with bracket 38 and is arranged adjacent to guide tube 29. During movement A or B, image sensor element 46 does not move along with guide tube 29 (and input element 20).
La figura 5 muestra un ejemplo de un dispositivo no acorde a la invención. Los elementos idénticos o que cumplen la misma función están provistos de los mismos símbolos de referencia. En el segundo ejemplo de ejecución, mostrado en la figura 5, el elemento sensor 46 está dispuesto dentro del tubo guía 29. Expresado de otro modo: En el caso de un movimiento del tubo guía 29 en la dirección guía 26, el elemento sensor de imagen 46 también se mueve. En los ejemplos de ejecución del dispositivo según la invención, mostrados en las figuras 1 a 5, la dirección guía 26 está orientada esencialmente en forma de un ángulo recto con respecto a una dirección de marcha 48 del vehículo ferroviario 1. Un elemento calentador 62 para calentar el tubo guía, de manera preferente, está integrado en el soporte 38. La vista de la sección transversal mostrada en la figura 2 muestra un perfil externo 52 del tubo guía 29 con una sección parcial 53 redondeada y una sección parcial 54 aplanada. Una superficie interna 56 del soporte 38 está diseñada en correspondencia con el perfil externo 52, de manera que la superficie interna 56 presenta una sección parcial 57 redondeada y una sección parcial 58 aplanada. Las secciones parciales 53, 54, 57 y 58 están dimensionadas de manera que se impide una rotación 59 del tubo guía 29 alrededor de su eje longitudinal 60. En particular las secciones parciales 54 y 58 aplanadas correspondientes forman una protección contra la torsión 50, que impide la rotación 59. Figure 5 shows an example of a device not according to the invention. Identical elements or elements that fulfill the same function are provided with the same reference symbols. In the second exemplary embodiment, shown in FIG. 5, the sensor element 46 is arranged inside the guide tube 29. In other words: In the case of a movement of the guide tube 29 in the guide direction 26, the sensor element of Image 46 also moves. In the exemplary embodiments of the device according to the invention, shown in Figures 1 to 5, the guide direction 26 is oriented essentially at a right angle with respect to a direction of travel 48 of the railway vehicle 1. A heating element 62 for Heating the guide tube, preferably, is integrated into the support 38. The cross-sectional view shown in Figure 2 shows an external profile 52 of the guide tube 29 with a rounded partial section 53 and a flattened partial section 54. An internal surface 56 of the support 38 is designed in correspondence with the external profile 52, so that the internal surface 56 has a rounded partial section 57 and a flattened partial section 58. The partial sections 53, 54, 57 and 58 are dimensioned in such a way as to prevent a rotation 59 of the guide tube 29 about its longitudinal axis 60. In particular the corresponding flattened partial sections 54 and 58 form a protection against twisting 50, which prevents rotation 59.
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