WO2015150340A1 - Providing automatic assistance to a driver of a track-bound vehicle, in particular of a rail vehicle - Google Patents

Providing automatic assistance to a driver of a track-bound vehicle, in particular of a rail vehicle Download PDF

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WO2015150340A1
WO2015150340A1 PCT/EP2015/056928 EP2015056928W WO2015150340A1 WO 2015150340 A1 WO2015150340 A1 WO 2015150340A1 EP 2015056928 W EP2015056928 W EP 2015056928W WO 2015150340 A1 WO2015150340 A1 WO 2015150340A1
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WO
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vehicle
interest
collision
region
information
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/056928
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German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Zinner
Gerald Newesely
Johann WEICHSELBAUM
Original Assignee
Bombardier Transportation Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • B61L15/0062
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00Recording or indicating positions or identities of vehicles or vehicle trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02Indicating or recording positions or identities of vehicles or vehicle trains
    • B61L25/021Measuring and recording of train speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00Recording or indicating positions or identities of vehicles or vehicle trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02Indicating or recording positions or identities of vehicles or vehicle trains
    • B61L25/026Relative localisation, e.g. using odometer

Definitions

  • the invention relates to a method for automatically assisting a driver of a lane-bound vehicle, in particular a rail vehicle.
  • the invention further relates to an automatic assistance system for a driver of a
  • the invention relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, with the automatic assistance system.
  • Track-bound vehicles i. Vehicles that can not leave a lane of a roadway or only at a switch or fork are well known. Most widely used are rail vehicles, which usually have metal wheels that roll on rails. The braking distance of such rail vehicles is relatively long. For example, at a speed of a tram of 60 km / h, the normal braking distance is more than 100 m. For an emergency stop is a
  • Obstacle detection region of interest evaluated which has a rectangular outer contour.
  • Such detection systems continuously provide high-resolution information about any obstacles on the given lane of a lane-bound vehicle.
  • DE102006007788 A1 discloses a method for computer-aided monitoring of the operation of a vehicle traveling over a predetermined route, wherein the stationary objects corresponding to a position mark of the route are detected by a sensor system positioned on the vehicle while driving and the objects appearing in a given environment around the vehicle are detected spatial position data in relation to the route are calculated. In this way, a distinction can be made between obstacles and position marks.
  • Driving operation of the vehicle such as emergency braking, be avoided.
  • imminent collisions should be reliably detected in order to identify, propose and / or automatically make interventions in the driving mode in particular.
  • Another The object of the invention is to provide a corresponding automatic assistance system.
  • the technologies for monitoring the area in front of a vehicle which are known, for example, from the abovementioned publications, are combined with a collision check.
  • an area of interest is detected in front of the vehicle.
  • the area of interest may change during travel of the vehicle with respect to a stationary reference system not moving with the vehicle, since the same area of interest is repeatedly detected with reference to the reference system of the vehicle.
  • This also includes information about objects with which the vehicle can collide. Objects are understood as objects as well as persons and animals.
  • the obstacle detection technology known per se it is also possible to evaluate whether there are objects in the region of interest with which a collision of the vehicle is to be avoided.
  • a light space which lies on the route in front of the vehicle.
  • the clearance is the space that is traversed by parts of the vehicle as the vehicle travels. In other words, the vehicle will fill in or occupy each partial volume of the light space during its further journey, as long as the journey is actually carried out.
  • the clearance gauge of vehicles is determined by the clearance gauge of vehicles
  • the clearance profile results from the clearance profile and the movement of the vehicle in the direction of travel.
  • the clearance from a computer of the assistance system or an associated device of the vehicle may be calculated from the trajectory and the clearance gauge of the vehicle.
  • Vehicle contour and an optional safety margin which increases the clearance profile at least in places, are calculated.
  • the trajectory results from the Course of the lane.
  • map data of a route map of the vehicle may be present, and the trajectory may be calculated from the current position of the vehicle and the route map.
  • the light space results from a vertical projection from the clearance gauge.
  • the light space can be determined in particular from a predetermined minimum distance (for example, a collision can not be avoided even before emergency braking) and / or up to a predetermined maximum distance in front of the vehicle.
  • Vehicle trajectory determine a possible collision object.
  • a method for automatically assisting a driver of a lane-bound vehicle, in particular a rail vehicle comprising the following steps, which are carried out automatically:
  • Vehicle is tied, and which the vehicle has to pass through
  • Vehicle will fill each partial volume of the light space during a journey on the route to be traveled, optionally at least in places increased by a safety margin,
  • the steps b) and c) can be carried out in any order and / or at least partially simultaneously.
  • An automatic assistance system for a driver of a lane-bound vehicle, in particular of a rail vehicle comprising:
  • a detection device configured to detect a region of interest along an in-vehicle route predetermined by a lane to which the vehicle is bound and which the vehicle has to travel through
  • a determining device configured to have a light space in the
  • the vehicle will fill each partial volume of the light space during a journey on the route to be traveled, optionally at least in places increased by a safety margin,
  • a determination device configured to detect an imminent collision, wherein it is predicted that at least one of the objects present in the detected region of interest is located in one
  • Partial volume of the light space will be that will occupy or occupy the vehicle at the same time as the object
  • an output device configured to output information about the impending collision.
  • the method and the assistance system have the advantage that it can be automatically determined with high accuracy whether a collision is imminent.
  • the light space in front of the vehicle is a region that is more precise than the area of interest of the surroundings detection and is clearly defined. Therefore, unnecessary warnings to the driver and automatic intervention in the vehicle control (see below) can be avoided. Conversely, an actual risk of collision can be reliably detected.
  • preferred embodiments of the method will be described.
  • the description also applies to the assistance system, which can be designed accordingly. These embodiments are based on the fact that in particular the instantaneous and / or future movement of the vehicle relative to the collision object and / or relative to the stationary, not with the vehicle mitbewegten reference system
  • At least one of the following variables can be taken into account: the vehicle speed, the object speed and at least one of the time derivatives of these variables.
  • Vehicle may be the incremental change of the distance to the obstacle (object) and the necessary to avoid a collision incremental change of the distance to the obstacle taken into account and in particular with each other.
  • the current (actual current) distance to the obstacle and the current vehicle speed must be determined.
  • the driving speed can be determined in particular in stationary, not moved with the vehicle reference frame.
  • the vehicle speed may be determined as velocity relative to a potential collision object in the region of interest.
  • step b Using the information about a time dependency of the driving speed, it is determined (eg in step b) whether there is an additional intervention in the driving operation of the vehicle
  • the determination device and / or an additional determination device can be designed accordingly Further, it is further determined using the information about the time dependency of the vehicle speed, which additional intervention in the driving operation of the vehicle is required to avoid the impending collision.
  • An additional intervention in the driving operation is understood to mean an intervention which, in addition to any changes that may already be imminent or have already been initiated
  • Driving speed is made.
  • Driving speed determined at least partially from an incremental change in the vehicle position respectively between two times of detection of the region of interest in step a) from the obtained detection results.
  • the incremental change of the vehicle position does not become just two
  • a chronological progression of the vehicle speed and / or a time profile of the vehicle acceleration can be determined in a simple manner from the various incremental changes in the vehicle position. This therefore also makes it possible to determine the vehicle speed and / or the vehicle acceleration at the current time precisely from the curve determined up to the moment.
  • the incremental change in the vehicle speed can be determined from the incremental change in the vehicle position by forming the second time derivative of the vehicle position or by forming the first time derivative of the vehicle speed.
  • step d it is preferred that in each case between two points in time of the detection of the region of interest from the detection results (in particular in step a), in particular by the detection device), it is determined which incremental change of the object position has an object present in the detected region of interest Determination (in particular in step d),
  • the determination device takes into account the incremental change of the object position.
  • the reliability of the prediction of an imminent collision is improved.
  • information about an imminent collision can be obtained taking into account the relative movement of object and vehicle.
  • the relative movement becomes directly apparent from the detection results when the detection results are related to the reference system (for example coordinate system) of the vehicle. This is especially the case with a detection with cameras attached to the vehicle or other detection devices.
  • the incremental change of the object position is used not only at two different times of detection of the region of interest, but repeatedly and preferably continuously for the detection of an imminent collision.
  • a temporal course of the movement of the object can be determined in a simple manner from the various incremental changes of the object position, in particular the object speed and / or the object velocity
  • the incremental change of the object position by forming the second time derivative of the object position or by forming the first time derivative of the object velocity, the incremental change of the object position
  • Object speed can be determined.
  • the object motion is equal to the relative motion of the object and the vehicle and therefore equal to the negative
  • Vehicle movement The same applies therefore to the object speed and the object acceleration.
  • information about it may be generated and output (for example, from the output device) that the (actual current) instantaneous incremental reduction in vehicle speed is less than that for
  • the aforementioned information can be obtained in particular from a
  • Determination device of the assistance system can be used to determine measures to avoid the collision.
  • the intervention may be that the delay of the
  • Vehicle movement is changed and in particular increased. This assumes that the required amount of delay is determined, for example by the
  • Determining device and / or an additional detection device Determining device and / or an additional detection device.
  • the vehicle speed is determined repeatedly,
  • the distance of the vehicle to a possible collision object is determined repeatedly
  • Incremental change of the object speed is / are determined in particular repeatedly.
  • Vehicle speed and / or the object speed taking into account the distance and taking into account the vehicle speed for a
  • a future change in the vehicle speed can be determined in which the collision with the object can be avoided or at least a collision takes place at a lower vehicle speed.
  • Vehicle speed can be a constant change over time changing change.
  • Vehicle speed can be calculated, for example, the continued movement with the future change in the vehicle speed, that is, a simulation of the movement of the vehicle to be performed.
  • this simulation can be carried out several times, each time with a different change in the vehicle speed, relative to the same time of the beginning of the simulation.
  • the determined future change in the vehicle speed, with which the collision can be avoided, can be output, for example to the driver or to a control device of the vehicle, which makes a corresponding intervention in the vehicle
  • detection devices For detection of the scene in front of the vehicle and in particular of the region of interest, all basically suitable detection devices can be used, such as cameras (which are particularly sensitive in the visible range and / or in the infrared range of electromagnetic radiation), radar sensors, ultrasonic sensors, sonar sensors.
  • cameras which are particularly sensitive in the visible range and / or in the infrared range of electromagnetic radiation
  • radar sensors ultrasonic sensors
  • sonar sensors For detection of the scene in front of the vehicle and in particular of the region of interest, all basically suitable detection devices can be used, such as cameras (which are particularly sensitive in the visible range and / or in the infrared range of electromagnetic radiation), radar sensors, ultrasonic sensors, sonar sensors.
  • At least one stereo detector is used to detect the area of interest in front of the vehicle.
  • this case results in the detection of the region of interest and its scaling in the direction of travel of the vehicle or more generally formulated in the depth direction and the distance of objects to the vehicle can be determined.
  • the special situation when cornering will be discussed in more detail.
  • detection with a single 3D camera is also possible, for example a time-of-flight camera, that is to say a camera which can also record depths for the pixels.
  • a three-dimensional (3D) detection of the region of interest takes place.
  • the light space is a 3D area.
  • Objects in the region of interest are identified in particular as 3D objects in the 3D region.
  • the determination of whether there is a risk of collision also takes place entirely on the basis of 3D data, namely on the basis of the combination of the region of interest and the light space as well as the identified 3D objects. This results in a precise knowledge of the situation taking into account the depth information (the
  • Depth direction is the direction of travel when driving straight) even at a great distance to the vehicle.
  • this also results in the knowledge of the height of an obstacle in the respective distance to the vehicle, even at distances, for example, in the range of 60 m to 100 m.
  • the obstacle can be described as a set of voxels (two-dimensional images with additional pixels)
  • the voxels form a 3D image volume of the object.
  • the 3D space points or voxels of the object thus calculated lie at least partially in the light space.
  • To determine the position of the object is z.
  • the center of a surrounding cuboid of this voxel volume or another excellent point of the voxel volume is determined.
  • the mean distance of the voxels from the vehicle can also be determined.
  • the detection device can also have more than two detection devices. For example, instead of two similar detection devices (for example, cameras) according to the stereo principle, three similar detection devices can be used to extract three three-dimensional information about the scene from them. It is also advantageous if detection devices of different types are used simultaneously, for example radar sensors and cameras. Furthermore, advantageously, a plurality of groups of similar detection devices, for example two groups of Cameras, each providing three-dimensional information about the scene. By comparing the separate three-dimensional information can then
  • Depth information can be improved.
  • the distance of an object from the rail vehicle can be determined by evaluating the various three-dimensional information.
  • the different groups of similar detection devices have at least one other different property, such as image sharpness, which is then used for
  • Improvement of the overall information can be used by comparing the separate three-dimensional information. Also, the different groups of not necessarily similar detection devices may have different spatial ones
  • Capture areas of the scene in front of the vehicle wherein the spatial areas preferably overlap.
  • the information about the different spatial areas can then be summarized into information about a composite spatial area. This is of particular importance in order to be able to determine an incremental change in the position of the object with changing light space. In other words, it is possible to determine the acceleration or deceleration of an object detected in the light space when the trajectory is changed, ie, the change in the light space with respect to the fixed reference system, e.g. when cornering, to determine.
  • the light space calculated, for example, by a computer of the assistance system is set in relation to the region of interest, in particular, in that the coordinate system of the light space and the coordinate system of the light space
  • Detecting means for detecting the region of interest are registered, that is set geometrically in relation to each other.
  • the coordinate system of the detector is registered in advance with the coordinate system of the vehicle, and the coordinate system of the vehicle has, for example, a coordinate axis that points straight ahead when traveling straight ahead in the center of the vehicle. This coordinate axis coincides with the direction of the trajectory at the location of the vehicle head.
  • the vehicle speed when predicting whether the vehicle will collide with an object, the vehicle speed, including the information about the direction, becomes the speed used.
  • the information about the vehicle speed may be determined in different ways and / or transmitted from other systems or devices to the assistance system.
  • the current driving speed or the time dependency of the driving speed such as impending or already introduced changes in the driving speed, for example braking operations, may be included in the information.
  • information about the timing of further travel of the vehicle is included.
  • the vehicle speed is determined directly from the image data.
  • Starting basis is e.g. a calibrated stereo camera system.
  • the result of the so-called visual odometry are vehicle positions, including time information in the fixed reference system.
  • the infinitesimal time difference dt in this case is the difference of the times of the determination.
  • Image detection frequencies in the range of 50 Hz to 150 Hz, for example 100 Hz, are achieved with this good results.
  • the vehicle speed information may be entirely or partially transmitted from the vehicle controller to the assistance system.
  • the information can be determined in whole or in part from the regions of interest which are repeatedly detected by the detection device.
  • the detection device detects a region of interest at different times.
  • At least one object (for example by digital image processing methods known per se) can be determined from the data thus obtained, wherein the same object can be identified in the data acquired at the different times.
  • the data collected at different points in time can be immediately analyzed Object speed relative to the vehicle or the vehicle speed are determined relative to the object. As long as the object moves away from the vehicle, no collision is to be feared. In particular, the incremental change of the
  • Object speed or incremental change in the vehicle speed can be determined. From this it is possible to determine the deceleration of the vehicle movement required for a collision avoidance.
  • a quantity of interest in collision determination for calculating the required vehicle deceleration is the distance up to the collision s_coll that would result if the vehicle were to continue driving.
  • any parameters of the time delay until the beginning of the intervention and the remaining time t_coll to collision flow are the latency of the assistance system t_AS, the reaction time of the driver (to be taken into account, unless intervened fully automatically) t_dr and / or the
  • the remaining time to collision can be in a simplified case under the
  • Vehicle speed is not carried out under the assumption that the vehicle and the object are moving at the current speed, the change in the vehicle speed in the calculation of the way to
  • the vehicle speed corresponding to a vehicle deceleration or a vehicle acceleration which is equal to the current vehicle deceleration or vehicle acceleration, changes in the further course of the journey until the collision.
  • the vehicle speed therefore decreases starting from the current one
  • Vehicle speed constantly decreases over time.
  • the required incremental change in vehicle speed in this case results from solving an integral equation that sets the remaining distance to collision equal to the integral of the speed over time to the collision location.
  • the integral equation can in particular be solved numerically.
  • the current state of movement of the vehicle and the object always flows into the calculation.
  • the determination device can be designed to detect the collision
  • existing information about the predetermined by the lane in front of the vehicle trajectory are used.
  • this existing information can be pure location information, ie position information and geometric characteristics of lanes.
  • the information can be used on which lane the vehicle will continue behind the fork. More generally, operating information may also be used. These include, for example, the Timing the further journey of the vehicle information, such as an imminent stop of the vehicle to a route signal or a stop.
  • the determination of the clearance is made possible and facilitated by setting the lane (e.g., a railroad) of the lane-bound vehicle.
  • Information about it e.g., digital maps
  • the lane recognizable in the detected area of interest provides the opportunity to insert the clearance.
  • Lane (s.o.) can, in particular in the evaluation of the area of interest and / or in determining whether there is a risk of collision, the trajectory of
  • Track tracks are determined (i.e., by the lane in front of the vehicle
  • the trajectory can be described by the direction vector, which points in the direction of travel during the drive of the vehicle along the lane and whose direction therefore changes through curves.
  • the direction vector which points in the direction of travel during the drive of the vehicle along the lane and whose direction therefore changes through curves.
  • the determination of a collision risk is relatively simple: it can be determined the distance of an object to the vehicle and determine whether the object is in the light space.
  • image data of the three-dimensional region of interest results from the distance of the object directly from its position relative to the light space.
  • a preferred embodiment of the invention relates to driving paths of the vehicle with curves.
  • the above publication by Weichselbaum et al. offers a solution for the 3D detection of the area of interest also in the area of curves. However, this still does not solve the problem that a collision in the range of curves could previously be determined only inaccurate.
  • the preferred embodiment of the invention changes in the range of curves, the width of the clearance gauge of the vehicle and thus the clearance.
  • the reason for this is that rail vehicles with e.g. swing a front and a rear bogie laterally while driving in curves. An object must therefore have a greater distance to the lane in the area of curves so as not to collide with the vehicle.
  • the light space is therefore determined to be wider along the curve than on a straight line.
  • the determining device determines the clearance so that it is wider along a curve of the vehicle to be traveled by the driving route than on a straight line.
  • the width of the clearance is dependent on the curve radius of the curve, wherein the width is greater at a smaller radius of curvature than at a larger radius of curvature.
  • the information about the width of the clearance at which radius of curvature can be determined in advance for the operation of the vehicle and e.g. stored in a data store from which the
  • Determination device during the operation of the assistance system receives the information. This information is to be determined specifically for the respective rail vehicle, since the width of the light space also depends on the length of the vehicle and the distance from bogies.
  • the light space is determined much more precisely. Therefore, on the one hand can be calculated in advance on a straight line with narrower light space, whether a collision is imminent. This can be avoided on a straight line actually not to be feared collisions are predicted. On the other hand, the additional risk of collision in curves is no longer underestimated.
  • optical distortion requires trigonometric knowledge of the route to determine whether or not a potential obstacle protrudes into the clearance (and if so, how far). It is particularly difficult to determine when the region of interest to be evaluated extends over a wide range of distances. For the determined distance of an identified object and taking into account the trajectory (i.e., the course of the lane), the actual course of the light space can be calculated. Furthermore, it can be calculated whether the object is at this distance (i.e., at its position) in the
  • the detection of a region of interest along an in-vehicle path and obstacle detection i. evaluating whether there are objects in the region of interest is repeated. It also finds a repeated check for collision by evaluating the data from the
  • the light space can be determined continuously or quasi-continuously repeated, in each case with respect to the current position of the vehicle.
  • the information about a previously determined light space can be used.
  • only that part of the clearance must be recalculated, which has been added by a movement of the vehicle in the direction of travel.
  • step b) it is preferable to repeatedly execute the above-mentioned steps a) and c) during a continuous travel of the vehicle.
  • a repeated execution from step b) can be omitted if the light space for the region of interest to be evaluated in step c) is already determined.
  • the method is carried out continuously while the vehicle is running.
  • An imminent collision can be determined particularly easily, in particular if an obstacle is permanently located within the specific light space.
  • an embodiment of the invention is also preferred which also enhances reliability in detecting an imminent collision, and in particular, can be combined with other designs (such as taking into account the curves and broadening the gauge and / or classifying objects, see below).
  • the preferred embodiment is based on the problem that for an object located far in front of the vehicle, it can not yet be decided with certainty whether or not there will be a collision in the same way as the travel of the rail vehicle continues. This applies to both objects that become one
  • Evaluation period are within the light space, as well as for objects that are at the time of evaluation outside the light space, but in the area of interest. In contrast to the situation with vehicles with less
  • a kinematic model of the movement of the object can be determined therefrom, and it can be determined at a specific time of the evaluation and / or for the further, future course of the movement whether the object will collide with the vehicle.
  • a predefined, parameterized movement model whose parameters are determined by
  • Evaluation of the changing scene can be determined. Parameters may be in addition to the current detected position e.g. the speed (direction and amount of speed) and / or the acceleration (amount and direction). A negative acceleration is also referred to as deceleration or braking elsewhere in the description.
  • a preferred embodiment of the method wherein for determining an imminent collision in method step d) is predicted for at least one of the objects in the region of interest that the object moves into a partial volume of the light space, the vehicle at the same time as the object will occupy.
  • an embodiment of the method is proposed, wherein, in a check as to whether an imminent collision is to be established, in method step d) it is predicted for at least one of the objects in the region of interest whether the object moves in such a way that it moves during the process Travel of the vehicle is located on the route to be traveled in any sub-volume, which will occupy the vehicle at the same time as the object.
  • an object that has moved out of the light space is tracked further, since it could return to the light space again.
  • an object that is likely to move out of the light space is preferably further tracked because it could change its motion parameters and not move out of the light space. In this way, both an impending collision can be detected with an object that is not yet in the light space at an evaluation time of the region of interest, as well as found that one to a
  • the measure can be canceled again or as
  • the driving speed can be increased again, a message issued in that the collision is no longer imminent and / or the warning is ended.
  • identified objects are classified in the region of interest.
  • Classes of objects are preferably predefined here, for example collisions with the vehicle (eg pieces of plastic foil) on the one hand and dangerous objects or endangered objects on the other hand (eg living objects such as persons or animals, vehicles, Objects with considerable mass).
  • the object For example, it can be determined at which position of the light space, in particular at which height above the driver's path, an object occupies a part of the light space. From the position, in particular height, it can be deduced to which class of Objects belong to the object. For example, a breach of the light space at high altitude is thought to be a static object, such as a branch of a tree. In contrast, a violation of the light space at a low altitude above the track, the object still moving, probably to a particularly worth protecting object, such as a person, an animal or another vehicle.
  • This type of classification can be preliminary, that is, the classification can be further improved or changed by further measures.
  • classification may also be made as to whether an identified object will be in the same light as the vehicle at the same time.
  • an object is classified as an obstacle with hazard potential if the forecasting results.
  • an object may be classified in terms of a size of its hazard potential.
  • At least one limit value for the distance (measured along the route or along the direct connection between vehicle and object) of an identified object can be specified for the time at which the evaluation takes place (including the point in time at which the data on which the evaluation was based was recorded) , If the limit is reached (in the sense that the distance was previously greater and now has reached the limit) or, in an alternative
  • the limit value is exceeded, and if an imminent collision is detected for the object at this distance, in particular a measure associated with the limit value by default is triggered (triggered).
  • a first limit is set for a distance which still allows a normal braking of the vehicle, i. braking with a first, normal deceleration, which can not be called emergency braking.
  • this limit value is defined as a limit dependent on the driving speed of the vehicle. It can thus be taken into account that the limit for normal braking must be greater for longer distances than for smaller speeds
  • a second limit value may be predetermined, when it reaches or falls below it, emergency braking is initiated.
  • the emergency braking has a predetermined second deceleration that is greater than the first deceleration during normal braking.
  • the second limit will be in particular (preferably also speed-dependent) defined for a distance at which emergency braking can still be performed reliably.
  • the two limits are within the range of distances that are twice to three times the vehicle length of a light rail vehicle (eg, tram).
  • limit values that are linked to other measures. Furthermore, more than two limit values can be linked with corresponding ones
  • a limit value can be defined which has the greatest distance of the defined limit values and, when it is reached, only a warning, e.g. is output to the driver and / or the environment of the vehicle.
  • a warning e.g. is output to the driver and / or the environment of the vehicle.
  • Appropriate measures are mentioned below.
  • the braking distance of an emergency stop can also be minimally necessary
  • Braking distance are called and the braking distance of a normal braking can be in particular the maximum braking distance.
  • Measures can be lifted again. This also reduces the need for serious intervention in the driving operation, such as emergency braking. The early action taken may include less serious interventions.
  • multiple thresholds may be cascaded, i. be temporally and / or spatially offset.
  • the triggering of a braking is done automatically by outputting the information about the imminent collision to the vehicle control and intervention of the vehicle control in the braking system of the vehicle, there is the alternative, only a request to initiate the normal braking in particular in a triggered normal braking to issue to the driver.
  • the measure or the intervention in the driving operation of the vehicle can be output with which the imminent collision can be avoided.
  • the date of issue of the call should be considered be that the driver still needs a response time.
  • the limit value should therefore be selected correspondingly larger.
  • Another measure, which may be linked to another limit or the limit value for normal braking is to inform the driver only about the imminent collision.
  • warnings and information can be output in any way, for example acoustically or optically.
  • lights or acoustic signals by pressing a horn or bell of the vehicle
  • Automatically spoken text of a speech production device can also be output to the driver, for example: "collision with an obstacle is imminent”.
  • an intervention in the vehicle control takes place automatically.
  • the driving speed is automatically reduced, optionally to a standstill.
  • the reduction of speed to a lower, constant value is sufficient than before.
  • Embodiments of the present invention can be integrated in particular in all types of rail vehicles, for. As low-floor, mid-floor or high-floor vehicles and metros, subways or surface vehicles. Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The individual figures of the drawing show:
  • FIG. 1 schematically shows a scene, which is detected starting from a rail vehicle and extends along a lane, wherein a clearance and a clearance profile are shown at a certain distance to the vehicle
  • Fig. 2 shows schematically an embodiment of an automatic assistance system
  • Fig. 3 a Top view on a lane of a rail vehicle with three
  • Fig. 4 is a plan view of a trajectory of a vehicle on a curve to
  • Fig. 5 is a schematic representation similar to that in Fig. 4, wherein the positions of the
  • Vehicle and an object in the light space are shown at two different times to explain the concept of using the information about the incrementally changing speed of an obstacle with respect to the incrementally changing speed of a vehicle.
  • FIG. 1 shows a scene recognizable by a vehicle 1 along a lane 3 (e.g., rail) of the vehicle 1.
  • a vehicle 1 shows a scene recognizable by a vehicle 1 along a lane 3 (e.g., rail) of the vehicle 1.
  • lane 3 e.g., rail
  • the cameras 4 continuously take pictures of the scene so that three-dimensional data about the scene is obtained.
  • the distance to the vehicle 1 increases in the image plane from bottom to top along the lane 3.
  • the lane 3 is therefore drawn with increasing distance tapered in the perspective view.
  • a clearance gauge 10 is located at a certain distance to the rail vehicle 1. When the vehicle 1 has reached the position of this clearance gauge 10, it will fully fill the clearance gauge 10. Perspective drawn with dashed lines in the direction of the vehicle 1, a light space 9, which results from the space that passes through the rail vehicle 1 in its further journey. Each partial volume of the light space 9 will be filled at a time during the journey of a region of the rail vehicle 1.
  • the light space 9 is shown in the situation illustrated in FIG. 1 only over a range of distances which does not begin directly on the rail vehicle 1.
  • the distance at which the light space 9 starts corresponds, e.g. the distance that is minimal for one
  • the distance may be a distance slightly greater than the distance required for emergency braking.
  • the rear end of the light space 9 is located, for example, at a distance to the rail vehicle 1, at which the rail vehicle 1 can come to a standstill, if at the time of the illustrated situation, a normal braking is initiated. At this distance are located to the right of the lane 3, a first object 5 and left of the lane 3, a second object 6. Both objects 5, 6 are in a region of interest, the outer contour 8 only for the maximum distance of the light space 9 and thus for the distance of the clearance gauge 10 is shown.
  • the outer contour 8 is rectangular and contains the clearance space profile 10. The outer contour 8 could thus be represented in a two-dimensional plane of the drawing in which the clearance gauge 10 is located, since both have the same distance to the rail vehicle 1.
  • the clearance space 10 is shown rounded above according to the usual roof shape of a rail vehicle.
  • the clearance gauge in practice can be shaped differently, for example, by current collectors and roof structures.
  • the area of interest need not have the illustrated rectangular outer profile, although this is preferred.
  • the three-dimensional detection takes place in a detection device (not shown in FIG. 1) (see FIG. 2).
  • the cameras 4 continuously acquire image data of a spatial area in front of the rail vehicle 1 that is larger than the area of interest. This makes it possible, in particular, to detect a wider range in which the course of the route can then also be in the case of curves.
  • the area of interest is determined from the detected area. It can be defined in particular by a predetermined lateral distance from the lane 3.
  • the region of interest may be defined by a maximum height above the lane 3 and a maximum height difference below the lane 3.
  • the height position of the lane is defined, for example, by the height position of the rail surfaces on which the running surfaces of the wheels of the rail vehicle roll.
  • the first object 5, which is shown on the right of the route 3, is located at the distance of the clearance 10, as well as the second object 6 on the left of the route 3.
  • the first object 5 extends from the right into the clearance 10, while the second object 6 does not hineinerstreckt into the clearance space 10, but lies outside.
  • both objects 5, 6 are within the range of interest. If the objects 5, 6 no longer move until the rail vehicle 1 has reached the position of the clearance gauge 10, this means that there will be a collision with the first object 5, but no collision with the second object 6.
  • Assistance system allows the reliable determination of the imminent collision with the first object 5 and the reliable determination that it will not come to a collision with the second object 6.
  • the second object 6 (as determined by the system repeatedly detecting the scene) moves into the clearance space 10, so in good time before reaching it the distance that is minimal enough for emergency braking, the imminent collision can be detected.
  • the possible movement of the second object 6 is indicated by an arrow with a double line.
  • the first object 5 has moved out of the clearance space 10 when the vehicle 1 has reached the position of the profile 10.
  • the preferred embodiment would also recognize this and emergency braking could be avoided (unless there is a collision with the second object 6).
  • the two cameras 4a, 4b of Fig. 1 are also shown schematically.
  • the continuously recorded image data of the scene in front of the vehicle is transmitted to a detection device 21, which generates therefrom the three-dimensional image data of the scene at the different times of the recording. Optionally, it generates the corresponding three-dimensional image data of the region of interest.
  • the detection means 21, e.g. contains the functions that the o.g. Publication of Weichselbaum et al. in terms of capturing a
  • the image data of the region of interest may be provided by another device (eg, the downstream one)
  • Evaluation device 27 are generated or determined. Further alternatively or additionally, information about the vehicle speed (including their time derivatives, that is, the positive or negative acceleration and in particular the incremental change in the vehicle speed) by
  • the evaluation device 27 which is connected to a data output of the detection device 21, evaluates whether there are objects in the region of interest with which a collision of the vehicle is to be avoided. In the case of the situation illustrated in FIG. 1, the evaluation device 27 would identify the objects 5, 6. Optionally, the evaluation device 27 carries out a classification of the identified objects. Further optionally, the evaluation device 27 determines the acceleration or deceleration of the identified object along the trajectory of the vehicle. Furthermore, a determination device 23 is provided for determining a light space in the region of interest. Information that the determination device requires for this is obtained, for example, from an optional data memory 22 or another optional device.
  • this information relates to the size of the clearance gauge at a position along the lane, optionally as a function of a turning radius at the position.
  • the determination device 23 is optionally connected to the detection device 21, so that it also receives data about the light space to be determined. In particular, the determination device 23 can determine the course of the lane from the three-dimensional data of the region of interest and determine the corresponding light space. The determining device 23 outputs the determined light space via an output to an input of a
  • the determination device 25 also has an input for receiving the
  • the determination device 25 determines whether a collision with an object will take place in the specific light space, as long as the vehicle continues its journey without initiation of collision avoidance measures. Information about the movements of the vehicle to be carried out in the course of the journey without such measures is obtained by the determining device 25, e.g. via a corresponding data input, which in the illustrated embodiment with a corresponding data output of
  • Vehicle control 29 is connected.
  • the vehicle controller 29 can transmit information about the current driving speed, but optionally also about planned changes in the driving speed to the determining device 25.
  • the determining device 25 receives in particular from the vehicle control 29 information about the planned further course of the movement.
  • the determination device can alternatively or additionally obtain information about the driving speed by evaluating the data acquired by the detection device at different times. This evaluation can be carried out, for example, by one of the devices described above with reference to FIG. 2. For example, instead of the evaluation device 27, the determination device 25 determines the acceleration or deceleration of the identified object along the trajectory of the vehicle.
  • the determination device 25 and / or the determination device 23 determines whether the identified object moves into the light space and / or moves out of the light space. Further alternatively or additionally, the determining means 25 may be the incremental change of the vehicle speed and / or the
  • the determining means 25 If the determining means 25 only receives a speed or has already received it goes z. B. assume that the drive of the vehicle is continued at the same speed. Otherwise, she gets
  • the determination device 25 uses this information about the planned movement of the vehicle to calculate whether and, if appropriate, at what distance from the current position of the vehicle a collision will take place, if none
  • the determining device 25 itself determines which measures are to be taken.
  • the determining means 25 has the information of linking the o.g. Limit values with certain
  • Detection means 25 an output means 30 which outputs information about the impending collision and / or signals for the execution and / or triggering of measures, e.g. to the vehicle control or one or more
  • Warning signal generation and dispensing device (s).
  • the determination device 25 and / or an additional determination device may perform the collision check described in this specification. For example, they can detect the occurrence of events and trigger the execution of associated actions. Examples of the events will be described.
  • Fig. 3 explains why the light space in the range of lanes of the lane is advantageously chosen wider than in straight lanes. The dependence of the width of the light space on the curvature of the curve, ie on the curve radius, is also explained and thus given basic information for calculating a necessary clearance requirement in curves.
  • FIG. 3 is a schematic representation for explaining the described effects. The drawing is not to scale and does not exactly correspond to the conditions of real rail vehicles.
  • a section of a lane 35 is shown, which runs straight ahead.
  • a running in this section rail vehicle 1 10 has an indicated by dashed lines envelope 120, which has a width 40 of the size a.
  • the width of the light space to be selected along the straight line therefore also has the value a.
  • the curvature of the straight lane section may be indicated by the radius of curvature Rio going to infinity.
  • Radius of curvature RH It is a tight turn and therefore a small turning radius. It is schematically illustrated a rail vehicle 1 1 1, which travels the curve. Since the bogies (not shown) in the front and rear of the vehicle 1 1 1 are located, the central region of the vehicle 1 1 1 extends beyond the edges of the lane on the inside of the curve than at
  • Curve curvature is the case.
  • a small curved curve is shown with radius of curvature R12.
  • the vehicle 12 traversing this curve projects less far laterally beyond the edges of the lane 35 than is the case with the more curved curve. But it protrudes further beyond the edges of the lane 35 as it is the case when driving straight ahead in the lower left in Fig. 3.
  • the envelope 122 has a width 42 with the value c, the is less than the value b, but greater than the value a. Accordingly, the width of the light space to choose.
  • Reference numeral 130 denotes.
  • the center line can also be referred to as trajectory traversing the vehicle.
  • FIG. 4 shows a trajectory TR beginning at a vehicle 1, which is defined by the travel path lying ahead of the vehicle 1. At different points of the trajectory TR, the width of the light space is represented by a transverse bar. At the end of the curve defined by the trajectory TR, there is an object 6 to the left of the trajectory TR.
  • the edges of the detection area are shown starting from left and right, within which the cameras arranged on the left and right in the region of the front detect the scene in front of the vehicle 1.
  • the object 6 is indeed detected by both cameras. However, it is not immediately apparent from the perspective of the vehicle 1 whether the object 6 is located within the light space or not.
  • the detection device Since the detection device generates three-dimensional information about the detection area with the cameras, the instantaneous distance of the object 6 from the vehicle 1 can be determined from the acquired data.
  • the data included the data included
  • the information about the direction in which the object 6 is located is located.
  • the information about the course of the trajectory TR is available.
  • the procedure is therefore preferably as follows: the direction and distance of the object 6 from the vehicle 1 are determined from the acquired three-dimensional information. In the resulting region of interest, the light space resulting from the trajectory TR and the gauge is determined. Since the light space and the position of the object 6 resulting from the direction and distance of the object 6 are available in particular in a common coordinate system (for example the coordinate system of the detection area), it is now possible to check whether the object 6 is located within the light space. Alternatively or additionally, in the case of a moving object 6, it can be checked whether the object moves into the light space, in particular if data which were acquired at different points in time are evaluated. If the object 6 does not move, in the common coordinate system can be checked with simple, fundamental methods of geometry, whether the object 6 violates the light space.
  • a common coordinate system for example the coordinate system of the detection area
  • the position vector of the surface point of the object 6 closest to the trajectory TR can be determined, and then the distance to the trajectory TR and / or to the boundaries of the light space can be determined.
  • a plane containing the trajectory TR which may be referred to as a driving plane, it may be determined by trigonometric calculations using the direction and distance of the object 6 to the vehicle 1 whether the object 6 violates the clearance.
  • the trajectory is not permanently within the same plane. This is not the case, for example, when the vehicle passes through a depression of the terrain.
  • the detector does not detect a possible collision object in the sink, or not the true one
  • the information about the altitude profile can be obtained, for example, from maps or by driving past the route. Analogous to the case of cornering explained with reference to FIG. 4, a collision with the object can in any case be precalculated with the information about the height profile if the complete object or a sufficient part of the object is precomputed by the object
  • Detection device is detected.
  • FIG. 5 shows the front region of a rail vehicle 1, but not only at a first time, which corresponds to the situation illustrated in FIG. 4, but also at a second, later point in time during the journey.
  • the object 6 also moves and is at a different position at the second time.
  • Object and vehicle are shown at the position of the second time with dashed lines.
  • the vehicle speed is v_F
  • the object speed is v_0
  • the path to collision is s_coll
  • the deceleration of vehicle motion required to avoid a collision is designated a_erf.
  • An acceleration or an accelerated movement of the object is understood to mean a movement whose velocity increases in the direction of the trajectory, that is, away from the vehicle. This can also be a decreasing one
  • Range is less than the incremental change in the speed of the vehicle, so no collision can take place unless the incremental
  • Range is greater than the incremental change in the speed of the vehicle, so a collision will occur if the incremental change in the speed of the vehicle is negative, i. the vehicle slows down.
  • the acceleration or deceleration along the course of the trajectory is determined. Further, in determining whether a collision is occurring, it is preferable that the detected acceleration or deceleration along the course of the Compare trajectory with the incremental change in vehicle speed and in particular according to the above cases to decide whether a collision will take place or not.
  • the result of the determination may initially be that a collision is taking place. However, if it is determined that the object has moved out of the light space until the time of the collision, the result of the determination may be changed. In particular, therefore, but also for other reasons, the knowledge of the distance between the vehicle and the object of advantage.
  • Falling below is one possible event that triggers a predefined action.
  • the instantaneous speed of the vehicle is also used:
  • Individual values of the speed and preferably speed ranges are each assigned a predetermined limit value and a predetermined measure.
  • additional cascaded limit values can be established in this way and the assigned measures can be executed when the respective limit value is reached or fallen below.
  • the action may be a precautionary measure such as a warning to the driver, e.g. For example, if the speed is not too high and the distance to the object is still large.
  • the precautionary measure may e.g. in the output of an information that increased caution is advised, since at high momentary
  • Vehicle speed is a potential collision object in the light space. This precautionary measure is therefore associated with high values of the vehicle speed. Such a precautionary measure is particularly intended for scenarios in which the driver has sufficient time to react for himself, for example to initiate braking with normal (non-maximum) vehicle deceleration.
  • a plurality of cascaded limit values can be defined, wherein at least one of the respective ones is assigned to the limit value
  • Measures may be an action measure for braking the vehicle (for example, each with a defined vehicle deceleration).
  • the recommendation of the action can be output to the driver.
  • the recommendation may include that a braking should be prepared and / or that a potential collision object is at critical distance to the vehicle and / or critical vehicle speed in the clearance.
  • the information can be output in particular to the driver that an emergency braking should be prepared or is to be carried out, in particular because the distance for a normal braking is too low. It is also possible that emergency braking is initiated automatically.
  • Possible information to output are, for example:
  • the concept of cascading execution of actions may be based on each occurrence (e.g.
  • Determination results of the corresponding method step) alternatively or additionally be performed independently of the achievement or falling below a distance limit value.
  • the collision may be as described above by comparing the acceleration or deceleration of the object along the course of the trajectory be detected with the incremental change in the vehicle speed.
  • a first measure can be taken (for example, an information message or be issued). If the situation leading to the determination of the collision also exists during a second period of the repeated evaluation of the region of interest, wherein the second period is longer than the first period, a second measure can be taken (for example, an information or message is output) , The measures are thus cascaded.
  • a first measure for example, an information message or be issued.
  • the measures can be cascaded not only with respect to the duration of the collision situation, but alternatively or additionally with respect to the distance. Combinations with respect to the type of events in the occurrence of the predetermined action is carried out, are possible. For example, one of the events may relate to reaching or falling below a predetermined distance of the vehicle to the potential collision object, and another of the events may be the result of a comparison of the incremental change in vehicle speed with the deceleration or acceleration of the object along the trajectory.
  • a first measure may be taken if the instantaneous incremental change in vehicle speed is less than the necessary deceleration required to stop before the collision object, if the incremental change in vehicle speed (particularly over an observation period of predetermined length) is negative.
  • a second measure can be taken (for example, after the first measure) when reaching or falling below a predetermined distance of the vehicle to the detected object.
  • a third measure can be taken if the vehicle speed has decreased so far that it has reached a predetermined limit or (in another case) falls below. The third measure is, for example, that the driver or the automatic control system of the vehicle is informed that a collision is no longer imminent (with optional mention of the condition that the
  • this further measure may be a measure that is an automatic intervention in the vehicle control or triggers this, for example, emergency braking (ie braking with maximum possible delay of

Abstract

The invention relates to a method for automatically assisting a driver of a track-bound vehicle (1), in particular of a rail vehicle, having the following steps, which are carried out automatically: a) sensing a region (8) of interest along a route ahead of the vehicle, which route is predefined by a track (3) to which the vehicle (1) is bound and along which the vehicle (1) has to travel, b) determining a clearance (9) in the region (8) of interest, wherein the vehicle (1) will occupy each partial volume of the clearance (9) during travel on the route to be travelled along, c) evaluating whether objects (5, 6) with which a collision of the vehicle (1) has to be avoided are present in the region (8) of interest, d) calculating in advance, in order to detect an imminent collision, whether at least one of the objects (5, 6) which are present in the sensed region (8) of interest is located in a partial volume of the clearance (9) which the vehicle (1) will occupy at the same time as the object (5, 6), and detecting the imminent collision if this is the case, e) outputting information about the imminent collision.

Description

Automatische Assistenz eines Fahrers eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs  Automatic assistance to a driver of a lane-bound vehicle, in particular a rail vehicle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Assistieren eines Fahrers eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein automatisches Assistenzsystem für einen Fahrer eines The invention relates to a method for automatically assisting a driver of a lane-bound vehicle, in particular a rail vehicle. The invention further relates to an automatic assistance system for a driver of a
fahrspurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit dem automatischen Assistenzsystem. lane-bound vehicle, in particular a rail vehicle. Moreover, the invention relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, with the automatic assistance system.
Spurgebundene Fahrzeuge, d.h. Fahrzeuge, die eine Fahrspur eines Fahrweges nicht oder nur an einer Weiche oder Gabelung verlassen können, sind allgemein bekannt. Am weitesten verbreitet sind Schienenfahrzeuge, die in der Regel Metallräder aufweisen, welche auf Fahrschienen rollen. Der Bremsweg von derartigen Schienenfahrzeugen ist verhältnismäßig lang. Z.B. bei einer Geschwindigkeit einer Straßenbahn von 60 km/h beträgt der normale Bremsweg mehr als 100 m. Für eine Notbremsung wird ein Track-bound vehicles, i. Vehicles that can not leave a lane of a roadway or only at a switch or fork are well known. Most widely used are rail vehicles, which usually have metal wheels that roll on rails. The braking distance of such rail vehicles is relatively long. For example, at a speed of a tram of 60 km / h, the normal braking distance is more than 100 m. For an emergency stop is a
Bremsweg von typischerweise etwas über 50 m benötigt. Die Straßenbahn kann bei dieser Geschwindigkeit daher eine Kollision mit einem Objekt auf der Fahrstrecke nur dann sicher verhindern, wenn die Notbremsung knapp 60 m vor dem Objekt eingeleitet wird. Das Gefahrenpotential einer Kollision lässt sich für den Fahrer über eine solch große oder sogar größere Distanz vor dem Fahrzeug nur schwierig einschätzen. Zusätzlich hängt die Gefahr einer Kollision auch von der Relativbewegung von Fahrzeug und Kollisionsobjekt und somit von der Veränderung der Distanz zum Kollisionsobjekt ab, die der Fahrer nicht oder nur ungenau abschätzen kann. Die große Bandbreite von Distanzen von spurgebundenen Fahrzeugen zu einer Vielzahl von potentiellen Hindernissen erschwert eine Feststellung von Kollisionsgefahren. Potentielle Hindernisse sind nicht nur andere Fahrzeuge auf derselben Fahrspur und Objekte, die in Verkehrssituationen generell vorkommen wie Fußgänger und Automobile, sondern auch spezifische Objekte der Infrastruktur des Spurnetzes (insbesondere Gleisinfrastruktur wie Prellböcke). Braking distance of typically just over 50 m needed. The tram can therefore safely prevent a collision with an object on the route only at this speed, if the emergency braking is initiated just 60 m in front of the object. The potential danger of a collision is difficult for the driver to estimate over such a large or even greater distance in front of the vehicle. In addition, the risk of a collision also depends on the relative movement of the vehicle and collision object and thus on the change in the distance to the collision object, which the driver can not or only inaccurately estimate. The wide range of distances of track-bound vehicles to a variety of potential obstacles makes it difficult to detect collision hazards. Potential obstacles are not only other vehicles on the same lane and objects that generally occur in traffic situations, such as pedestrians and automobiles, but also specific objects of the infrastructure of the track network (in particular track infrastructure such as bumpers).
Zur Erkennung von Hindernissen auf der Fahrstrecke von Schienenfahrzeugen offenbart die Veröffentlichung von J. Weichselbaum u.a., Accurate 3D-vision-based obstacle detection for an autonomous train, Comput. Industry (2013), For the detection of obstacles on the track of rail vehicles, the publication of J. Weichselbaum et al., Accurate 3D-vision-based obstacle detection for an autonomous train, comput. Industry (2013),
http://dx.doi.Org/10.1016/j.compind.2013.03.015) oder G. Newesely, C. Zinner u.a., Intelligente Straßenbahnen - sicher auf Schiene, AIT, Austrian Institute of Technology, Quaterly 2013, 04, TomorrowToday, Seiten 18 - 21 ein Stereo-Detektionssystem zur Hinderniserkennung als Teil eines Sensorsystems eines Zuges. Es wird ein Hindernis- Detektionsalgorithmus beschrieben, mit dem Hindernisse von anderen Objekten, die dicht neben der Fahrstrecke angeordnet sein können, unterschieden werden. Es können Hindernisse innerhalb der Begrenzungen der Fahrstrecke mit einer Kantenlänge von 0,3 m bei einem Abstand von 10 m bis zu 80 m vor dem Fahrzeug detektiert werden. Die von dem Stereo-Detektionssystem erfasste Tiefeninformation wird in Zusammenhang mit Informationen über die durch die Fahrspur vor dem Fahrzeug vorgegebene Trajektorie bis zu einer benutzerdefinierten Entfernung verwendet. Die Trajektorie liegt bis zu der benutzerdefinierten Entfernung zu jedem Zeitpunkt vor. Es wird ein für die http://dx.doi.Org/10.1016/j.compind.2013.03.015) or G. Newesely, C. Zinner et al., Intelligent Trams - Safe on Rail, AIT, Austrian Institute of Technology, Quaterly 2013, 04, TomorrowToday, pages 18 - 21 a stereo detection system for obstacle detection as part of a sensor system of a train. An obstacle detection algorithm is described, with which obstacles can be distinguished from other objects that can be arranged close to the route. Obstacles within the limits of the route with an edge length of 0.3 m at a distance of 10 m to 80 m in front of the vehicle can be detected. The depth information acquired by the stereo detection system is used in conjunction with information about the trajectory given by the lane in front of the vehicle up to a user-defined distance. The trajectory is up to the user-defined distance at any time. It will be one for the
Hinderniserkennung interessierender Bereich ausgewertet, der einen rechteckigen Außenumriss aufweist. Obstacle detection region of interest evaluated, which has a rectangular outer contour.
Solche Detektionssysteme liefern kontinuierlich hochaufgelöste Informationen über etwaige Hindernisse auf der vorgegebenen Fahrspur eines spurgebundenen Fahrzeugs. Such detection systems continuously provide high-resolution information about any obstacles on the given lane of a lane-bound vehicle.
DE102006007788 A1 offenbart ein Verfahren zur rechnergestützten Überwachung des Betriebs eines einen vorgegebenen Streckenverlauf fahrenden Fahrzeugs, wobei mit einem auf dem Fahrzeug positionierten Sensorsystem während der Fahrt die in einer vorgegebenen Umgebung um das Fahrzeug auftauchenden feststehenden, jeweils einer Positionsmarke des Streckenverlaufs entsprechenden Objekte detektiert werden und deren räumliche Positionsdaten in Bezug auf den Streckenverlauf berechnet werden. Auf diese Weise kann zwischen Hindernissen und Positionsmarken unterschieden werden. DE102006007788 A1 discloses a method for computer-aided monitoring of the operation of a vehicle traveling over a predetermined route, wherein the stationary objects corresponding to a position mark of the route are detected by a sensor system positioned on the vehicle while driving and the objects appearing in a given environment around the vehicle are detected spatial position data in relation to the route are calculated. In this way, a distinction can be made between obstacles and position marks.
Um eine Kollision zu vermeiden, reicht es allerdings nicht aus, lediglich Hindernisse anzuzeigen oder die Distanz zu einem Hindernis zu kennen. However, to avoid a collision, it is not enough just to indicate obstacles or to know the distance to an obstacle.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum automatischen Assistieren eines Fahrers eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, anzugeben, das die Erkennung einer bevorstehenden Kollision mit einem Objekt verbessert. Insbesondere sollen nicht erforderliche Eingriffe in den It is an object of the present invention to provide a method for automatically assisting a driver of a lane-bound vehicle, in particular a rail vehicle, to improve the detection of an imminent collision with an object. In particular, unnecessary interventions in the
Fahrbetrieb des Fahrzeugs, wie Notbremsungen, vermieden werden. Andererseits sollen bevorstehende Kollisionen zuverlässig erkannt werden, um insbesondere Eingriffe in den Fahrbetrieb zu ermitteln, vorzuschlagen und/oder automatisch vorzunehmen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein entsprechendes automatisches Assistenzsystem anzugeben. Driving operation of the vehicle, such as emergency braking, be avoided. On the other hand, imminent collisions should be reliably detected in order to identify, propose and / or automatically make interventions in the driving mode in particular. Another The object of the invention is to provide a corresponding automatic assistance system.
Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung werden die zum Beispiel aus den oben genannten Veröffentlichungen bekannten Technologien zur Umfeldbeobachtung des Bereiches vor einem Fahrzeug mit einer Kollisionsprüfung verknüpft. Mit der an sich bekannten Technologie der Hindernis-Erfassung wird ein interessierender Bereich vor dem Fahrzeug erfasst. Insbesondere kann sich der interessierende Bereich während der Fahrt des Fahrzeugs bezüglich eines ortsfesten, nicht mit dem Fahrzeug mitbewegten Bezugssystem ändern, da bezogen auf das Bezugssystem des Fahrzeugs wiederholt derselbe interessierende Bereich erfasst wird. Damit sind auch Informationen über Objekte erfasst, mit denen das Fahrzeug kollidieren kann. Unter Objekten werden sowohl Gegenstände als auch Personen und Tiere verstanden. Mit der an sich bekannten Technologie der Hindernis-Erkennung kann auch ausgewertet werden, ob in dem interessierenden Bereich Objekte vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs zu vermeiden ist. According to a basic idea of the invention, the technologies for monitoring the area in front of a vehicle, which are known, for example, from the abovementioned publications, are combined with a collision check. With the per se known obstacle detection technology, an area of interest is detected in front of the vehicle. In particular, the area of interest may change during travel of the vehicle with respect to a stationary reference system not moving with the vehicle, since the same area of interest is repeatedly detected with reference to the reference system of the vehicle. This also includes information about objects with which the vehicle can collide. Objects are understood as objects as well as persons and animals. With the obstacle detection technology known per se, it is also possible to evaluate whether there are objects in the region of interest with which a collision of the vehicle is to be avoided.
Zur Verbesserung der Erkennung einer Kollisionsgefahr wird nun ein Lichtraum bestimmt, der auf der Fahrstrecke vor dem Fahrzeug liegt. Der Lichtraum ist der Raum, der auf der weiteren Fahrt des Fahrzeuges von Teilen des Fahrzeuges durchquert wird. Anders ausgedrückt wird das Fahrzeug jedes Teilvolumen des Lichtraumes während seiner weiteren Fahrt ausfüllen oder einnehmen, sofern die Fahrt auch tatsächlich ausgeführt wird. Insbesondere bei der Konstruktion von Bauwerken im Bereich von Schienenwegen, wie z.B. Tunneln oder Brücken, wird von dem Lichtraumprofil von Fahrzeugen To improve the detection of a risk of collision, a light space is now determined, which lies on the route in front of the vehicle. The clearance is the space that is traversed by parts of the vehicle as the vehicle travels. In other words, the vehicle will fill in or occupy each partial volume of the light space during its further journey, as long as the journey is actually carried out. In particular, in the construction of structures in the range of railways, such as. Tunnels or bridges, is determined by the clearance gauge of vehicles
ausgegangen, d.h. von dem Profil quer zur Fahrtrichtung, das von einem Fahrzeug mit den maximal zulässigen Außenabmessungen in Breiten- und Höhenrichtung ausgefüllt wird. Für die vorliegende Erfindung wird jedoch vorzugsweise von einem u.U. kleineren Lichtraumprofil ausgegangen, das das tatsächlich vorhandene Fahrzeug ausfüllt, für welches eine Kollisionsüberwachung stattfinden soll. Der zu bestimmende Lichtraum ergibt sich aus dem Lichtraumprofil und der Bewegung des Fahrzeugs in Fahrtrichtung. Z. B. kann der Lichtraum von einem Computer des Assistenzsystems oder einer damit verbundenen Einrichtung des Fahrzeugs aus der Trajektorie und dem Lichtraumprofil des Fahrzeugs berechnet werden. Insbesondere kann das Lichtraumprofil aus der gone out, i. from the profile transverse to the direction of travel, which is filled by a vehicle with the maximum allowable outside dimensions in the width and height directions. For the present invention, however, it is preferred that an u.U. assumed a smaller clearance profile that fills the actual existing vehicle for which a collision monitoring is to take place. The light space to be determined results from the clearance profile and the movement of the vehicle in the direction of travel. For example, the clearance from a computer of the assistance system or an associated device of the vehicle may be calculated from the trajectory and the clearance gauge of the vehicle. In particular, the clearance space from the
Fahrzeugkontur und einem optionalen Sicherheitszuschlag, der das Lichtraumprofil zumindest stellenweise vergrößert, berechnet werden. Die Trajektorie ergibt sich aus dem Verlauf der Fahrspur. Insbesondere können Kartendaten einer Streckenkarte des Fahrzeugs vorhanden sein und kann aus der momentanen Position des Fahrzeugs und der Streckenkarte die Trajektorie berechnet werden. Im Spezialfall der Geradeausfahrt ergibt sich der Lichtraum durch eine Vertikalprojektion aus dem Lichtraumprofil. Der Lichtraum kann insbesondere ab einer vorgegebenen Mindestentfernung (zum Beispiel kann davor eine Kollision auch bei einer Notbremsung nicht mehr vermieden werden) und/oder bis zu einer vorgegebenen Maximalentfernung vor dem Fahrzeug bestimmt werden. Vehicle contour and an optional safety margin, which increases the clearance profile at least in places, are calculated. The trajectory results from the Course of the lane. In particular, map data of a route map of the vehicle may be present, and the trajectory may be calculated from the current position of the vehicle and the route map. In the special case of driving straight ahead, the light space results from a vertical projection from the clearance gauge. The light space can be determined in particular from a predetermined minimum distance (for example, a collision can not be avoided even before emergency braking) and / or up to a predetermined maximum distance in front of the vehicle.
Insbesondere lässt sich zum Beispiel in Kombination von für sich genommen bekannten Technologien der Lichtraumüberwachung und der Bestimmung des Verlaufs der In particular, it is possible, for example, in combination of technologies known per se, to control the light space and determine the course of the light
Fahrzeug-Trajektorie ein mögliches Kollisionsobjekt feststellen. Vehicle trajectory determine a possible collision object.
Wird vorausberechnet, dass sich ein Objekt gleichzeitig wie das Fahrzeug in dem It is predicted that an object at the same time as the vehicle in the
Lichtraum befindet, steht eine Kollision bevor. Andernfalls, auch wenn sich das Objekt dicht neben dem Lichtraum befindet, während das Fahrzeug vorbeifährt, steht eine Kollision nicht bevor. Allerdings wird es bevorzugt, auch den dicht neben einem Fahrzeug liegenden Raum auf Kollision zu überwachen. Light space is located, a collision is imminent. Otherwise, even if the object is close to the clearance while the vehicle is passing, a collision is not imminent. However, it is preferable to also monitor the space close to a vehicle for collision.
Insbesondere wird vorgeschlagen: Ein Verfahren zum automatischen Assistieren eines Fahrers eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, aufweisend folgende Schritte, die automatisch ausgeführt werden: In particular, it is proposed: A method for automatically assisting a driver of a lane-bound vehicle, in particular a rail vehicle, comprising the following steps, which are carried out automatically:
a) Erfassen eines interessierenden Bereichs entlang einer vor dem Fahrzeug  a) detecting a region of interest along one in front of the vehicle
liegenden Fahrstrecke, die durch eine Fahrspur vorgegeben ist, an die das  lying driving distance, which is predetermined by a lane to which the
Fahrzeug gebunden ist, und die das Fahrzeug zu durchfahren hat,  Vehicle is tied, and which the vehicle has to pass through,
b) Bestimmen eines Lichtraumes in dem interessierenden Bereich, wobei das  b) determining a light space in the region of interest, wherein the
Fahrzeug jedes Teilvolumen des Lichtraumes während einer Fahrt auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke ausfüllen wird, optional zumindest stellenweise vergrößert um einen Sicherheitszuschlag,  Vehicle will fill each partial volume of the light space during a journey on the route to be traveled, optionally at least in places increased by a safety margin,
c) Auswerten, ob in dem interessierenden Bereich Objekte vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs zu vermeiden ist,  c) evaluating whether there are objects in the area of interest with which a collision of the vehicle is to be avoided,
d) zum Feststellen einer bevorstehenden Kollision Vorausberechnen, ob zumindest ein Objekt, das in dem erfassten interessierenden Bereich vorhanden ist, sich in einem Teilvolumen des Lichtraumes befinden wird, das das Fahrzeug gleichzeitig wie das Objekt ausfüllen oder einnehmen wird, und Feststellen der bevorstehenden Kollision wenn dies der Fall ist, d) for determining an imminent collision, predicting whether at least one object present in the detected region of interest will be in a partial volume of the light space which simultaneously illuminates the vehicle Completing or taking object, and detecting the imminent collision if this is the case
e) optionales Ausgeben von Informationen über die bevorstehende Kollision.  e) optionally outputting information about the impending collision.
Die Schritte b) und c) können in beliebiger Reihenfolge und/oder zumindest teilweise gleichzeitig ausgeführt werden. The steps b) and c) can be carried out in any order and / or at least partially simultaneously.
Ferner wird vorgeschlagen: Ein Automatisches Assistenzsystem für einen Fahrer eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, aufweisend:It is also proposed: An automatic assistance system for a driver of a lane-bound vehicle, in particular of a rail vehicle, comprising:
- eine Erfassungseinrichtung, die ausgestaltet ist, einen interessierenden Bereich entlang einer vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke zu erfassen, die durch eine Fahrspur vorgegeben ist, an die das Fahrzeug gebunden ist, und die das Fahrzeug zu durchfahren hat, a detection device configured to detect a region of interest along an in-vehicle route predetermined by a lane to which the vehicle is bound and which the vehicle has to travel through,
- eine Bestimmungseinrichtung, die ausgestaltet ist, einen Lichtraum in dem  a determining device configured to have a light space in the
interessierenden Bereich zu bestimmen, wobei das Fahrzeug jedes Teilvolumen des Lichtraumes während einer Fahrt auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke ausfüllen wird, optional zumindest stellenweise vergrößert um einen Sicherheitszuschlag, region of interest to be determined, wherein the vehicle will fill each partial volume of the light space during a journey on the route to be traveled, optionally at least in places increased by a safety margin,
- eine Auswertungseinrichtung, die ausgestaltet ist auszuwerten, ob in dem an evaluation device which is designed to evaluate whether in the
interessierenden Bereich Objekte vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs zu vermeiden ist,  areas of interest are present with which a collision of the vehicle is to be avoided,
- eine Feststellungseinrichtung, die ausgestaltet ist eine bevorstehende Kollision festzustellen, wobei vorausberechnet wird, dass zumindest eines der Objekte, die in dem erfassten interessierenden Bereich vorhandenen sind, sich in einem  a determination device configured to detect an imminent collision, wherein it is predicted that at least one of the objects present in the detected region of interest is located in one
Teilvolumen des Lichtraumes befinden wird, das das Fahrzeug gleichzeitig wie das Objekt ausfüllen oder einnehmen wird,  Partial volume of the light space will be that will occupy or occupy the vehicle at the same time as the object,
- optional eine Ausgabeeinrichtung, die ausgestaltet ist, Informationen über die bevorstehende Kollision auszugeben.  Optionally, an output device configured to output information about the impending collision.
Das Verfahren und das Assistenzsystem haben den Vorteil, dass automatisch mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann, ob eine Kollision bevorsteht. Der vor dem Fahrzeug liegende Lichtraum ist ein gegenüber dem interessierenden Bereich der Umfelderfassung genauerer, eindeutig definierter Bereich. Daher können unnötige Warnungen an den Fahrer und automatische Eingriffe in die Fahrzeugsteuerung (siehe unten) vermieden werden. Umgekehrt kann eine tatsächlich bestehende Kollisionsgefahr zuverlässig festgestellt werden. Im Folgenden werden bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens beschrieben. Die Beschreibung gilt auch für das Assistenzsystem, das entsprechend ausgestaltet sein kann. Diese Ausgestaltungen beruhen darauf, dass insbesondere die momentane und/oder zukünftige Bewegung des Fahrzeugs relativ zu dem Kollisionsobjekt und/oder relativ zu dem ortsfesten, nicht mit dem Fahrzeug mitbewegten Bezugssystem The method and the assistance system have the advantage that it can be automatically determined with high accuracy whether a collision is imminent. The light space in front of the vehicle is a region that is more precise than the area of interest of the surroundings detection and is clearly defined. Therefore, unnecessary warnings to the driver and automatic intervention in the vehicle control (see below) can be avoided. Conversely, an actual risk of collision can be reliably detected. In the following, preferred embodiments of the method will be described. The description also applies to the assistance system, which can be designed accordingly. These embodiments are based on the fact that in particular the instantaneous and / or future movement of the vehicle relative to the collision object and / or relative to the stationary, not with the vehicle mitbewegten reference system
berücksichtigt wird. Insbesondere können bereits Rückschlüsse auf eine mögliche is taken into account. In particular, already conclusions about a possible
Kollision gezogen werden, wenn die Tendenz besteht, dass sich Fahrzeug und Objekt voneinander Weg bewegen oder aufeinander zu bewegen. Berücksichtigt werden kann daher insbesondere zumindest eine der folgenden Größen: die Fahrzeuggeschwindigkeit, die Objektgeschwindigkeit und zumindest eine der zeitlichen Ableitungen dieser Größen. Collision when the vehicle and the object tend to move away from one another or move towards each other. In particular, at least one of the following variables can be taken into account: the vehicle speed, the object speed and at least one of the time derivatives of these variables.
Bei wiederholter Erfassung und Auswertung eines Bereichs insbesondere vor dem With repeated detection and evaluation of an area, in particular before
Fahrzeug können die inkrementelle Veränderung der Distanz zum Hindernis (Objekt) und die zur Vermeidung einer Kollision notwendige inkrementelle Veränderung der Distanz zum Hindernis berücksichtigt und insbesondere miteinander in Beziehung gesetzt werden. Dabei sind die momentane (tatsächliche aktuelle) Distanz zum Hindernis und die momentane Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln. Vehicle may be the incremental change of the distance to the obstacle (object) and the necessary to avoid a collision incremental change of the distance to the obstacle taken into account and in particular with each other. The current (actual current) distance to the obstacle and the current vehicle speed must be determined.
Allgemeiner formuliert können Informationen über eine Zeitabhängigkeit der More generally, information about a time dependency can be formulated
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs während einer (über den momentanen Zeitpunkt hinaus) fortgesetzten Fahrt des Fahrzeugs erhalten oder ermittelt werden, einschließlich Informationen über (bereits geplante) bevorstehende und/oder bereits eingeleitete Driving speed of the vehicle during a (continued beyond the current time) continued driving the vehicle or be determined, including information on (already planned) upcoming and / or already initiated
Änderungen der Fahrgeschwindigkeit. Die Fahrgeschwindigkeit kann insbesondere im ortsfesten, nicht mit dem Fahrzeug mitbewegten Bezugssystem ermittelt werden. Changes in driving speed. The driving speed can be determined in particular in stationary, not moved with the vehicle reference frame.
Alternativ kann die Fahrgeschwindigkeit als Geschwindigkeit relativ zu einem möglichen Kollisionsobjekt in dem interessierenden Bereich ermittelt werden. Alternatively, the vehicle speed may be determined as velocity relative to a potential collision object in the region of interest.
Unter Verwendung der Informationen über eine Zeitabhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit wird (z. B. in Schritt b) ermittelt, ob ein zusätzlicher Eingriff in den Fahrbetrieb des Using the information about a time dependency of the driving speed, it is determined (eg in step b) whether there is an additional intervention in the driving operation of the vehicle
Fahrzeugs erforderlich ist, um die bevorstehende Kollision zu vermeiden. Dadurch wird das Ergebnis der Vorhersage einer bevorstehenden Kollision zuverlässiger. Insbesondere kann die Feststellungseinrichtung und/oder eine zusätzliche Ermittlungseinrichtung entsprechend ausgestaltet sein Vorzugsweise wird ferner unter Verwendung der Informationen über die Zeitabhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit ermittelt, welcher zusätzliche Eingriff in den Fahrbetrieb des Fahrzeugs erforderlich ist, um die bevorstehende Kollision zu vermeiden. Unter einem zusätzlichen Eingriff in den Fahrbetrieb wird ein Eingriff verstanden, der zusätzlich zu etwaigen bereits bevorstehenden oder bereits eingeleiteten Änderungen der Vehicle is required to avoid the impending collision. This makes the result of predicting an imminent collision more reliable. In particular, the determination device and / or an additional determination device can be designed accordingly Further, it is further determined using the information about the time dependency of the vehicle speed, which additional intervention in the driving operation of the vehicle is required to avoid the impending collision. An additional intervention in the driving operation is understood to mean an intervention which, in addition to any changes that may already be imminent or have already been initiated
Fahrgeschwindigkeit vorgenommen wird. Insbesondere kann durch den zusätzlichen Eingriff die Verzögerung der Fahrzeugbewegung vergrößert werden. Driving speed is made. In particular, can be increased by the additional intervention, the delay of the vehicle movement.
Vorzugsweise werden (zum Beispiel durch die Erfassungseinrichtung und/oder Preferably (for example by the detection device and / or
Auswertungseinrichtung) die Informationen über die Zeitabhängigkeit der Evaluation device) the information about the time dependence of
Fahrgeschwindigkeit zumindest teilweise aus einer inkrementellen Änderung der Fahrzeugposition jeweils zwischen zwei Zeitpunkten der Erfassung des interessierenden Bereichs in Schritt a) aus den erhaltenen Erfassungsergebnissen ermittelt. Insbesondere wird die inkrementelle Änderung der Fahrzeugposition nicht lediglich zu zwei Driving speed determined at least partially from an incremental change in the vehicle position respectively between two times of detection of the region of interest in step a) from the obtained detection results. In particular, the incremental change of the vehicle position does not become just two
verschiedenen Zeitpunkten der Erfassung des interessierenden Bereichs, sondern wiederholt und vorzugsweise kontinuierlich für die Ermittlung der Informationen über die Zeitabhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit verwendet. Insbesondere lässt sich aus den verschiedenen inkrementellen Änderungen der Fahrzeugposition auf einfache Weise ein zeitlicher Verlauf der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder ein zeitlicher Verlauf der Fahrzeugbeschleunigung ermitteln. Dies ermöglicht es daher auch, aus dem bis zum momentanen Zeitpunkt ermittelten Verlauf die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Fahrzeugbeschleunigung zum momentanen Zeitpunkt präzise zu ermitteln. different times of detection of the area of interest, but repeatedly and preferably continuously used for the determination of the information on the time dependence of the driving speed. In particular, a chronological progression of the vehicle speed and / or a time profile of the vehicle acceleration can be determined in a simple manner from the various incremental changes in the vehicle position. This therefore also makes it possible to determine the vehicle speed and / or the vehicle acceleration at the current time precisely from the curve determined up to the moment.
Insbesondere kann aus der inkrementellen Änderung der Fahrzeugposition durch Bildung der zweiten zeitlichen Ableitung der Fahrzeugposition oder durch Bildung der ersten zeitlichen Ableitung der Fahrzeuggeschwindigkeit die inkrementelle Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden. In particular, the incremental change in the vehicle speed can be determined from the incremental change in the vehicle position by forming the second time derivative of the vehicle position or by forming the first time derivative of the vehicle speed.
Ferner wird bevorzugt, dass jeweils zwischen zwei Zeitpunkten der Erfassung des interessierenden Bereichs aus den (insbesondere in Schritt a), insbesondere durch die Erfassungseinrichtung) erhaltenen Erfassungsergebnissen ermittelt wird, welche inkrementelle Änderung der Objektposition ein in dem erfassten interessierenden Bereich vorhandenes Objekte hat, wobei die Feststellung (insbesondere in Schritt d), Furthermore, it is preferred that in each case between two points in time of the detection of the region of interest from the detection results (in particular in step a), in particular by the detection device), it is determined which incremental change of the object position has an object present in the detected region of interest Determination (in particular in step d),
insbesondere durch die Feststellungseinrichtung) die inkrementelle Änderung der Objektposition berücksichtigt. Durch die Berücksichtigung der Bewegung des Objekts wird die Zuverlässigkeit der Vorhersage einer bevorstehenden Kollision verbessert. Insbesondere können bei Berücksichtigung der Relativbewegung von Objekt und Fahrzeug Informationen über eine bevorstehende Kollision gewonnen werden. Die Relativbewegung erschließt sich unmittelbar aus den Erfassungsergebnissen, wenn die Erfassungsergebnisse auf das Bezugssystem (zum Beispiel Koordinatensystem) des Fahrzeugs bezogen sind. Dies ist insbesondere bei einer Erfassung mit an dem Fahrzeug befestigten Kameras oder anderen Erfassungseinrichtungen der Fall. Es ist jedoch auch möglich, z.B. bezogen auf das ortsfeste, nicht mit dem Fahrzeug mitbewegte Bezugssystem die Relativbewegung von Objekt und Fahrzeug aus Informationen über die Bewegung des Objektes und optional auch aus Informationen über die Bewegung des Fahrzeugs zu ermitteln. in particular by the determination device) takes into account the incremental change of the object position. By taking into account the movement of the object, the reliability of the prediction of an imminent collision is improved. In particular, information about an imminent collision can be obtained taking into account the relative movement of object and vehicle. The relative movement becomes directly apparent from the detection results when the detection results are related to the reference system (for example coordinate system) of the vehicle. This is especially the case with a detection with cameras attached to the vehicle or other detection devices. However, it is also possible, for example, based on the stationary, not moving with the vehicle reference frame to determine the relative movement of object and vehicle information about the movement of the object and optionally also from information about the movement of the vehicle.
Insbesondere wird die inkrementelle Änderung der Objektposition nicht lediglich zu zwei verschiedenen Zeitpunkten der Erfassung des interessierenden Bereichs, sondern wiederholt und vorzugsweise kontinuierlich für die Feststellung einer bevorstehenden Kollision verwendet. Insbesondere lässt sich aus den verschiedenen inkrementellen Änderungen der Objektposition auf einfache Weise ein zeitlicher Verlauf der Bewegung des Objekts ermitteln, insbesondere der Objektgeschwindigkeit und/oder der In particular, the incremental change of the object position is used not only at two different times of detection of the region of interest, but repeatedly and preferably continuously for the detection of an imminent collision. In particular, a temporal course of the movement of the object can be determined in a simple manner from the various incremental changes of the object position, in particular the object speed and / or the object velocity
Objektbeschleunigung. Dies ermöglicht es daher auch, aus dem bis zum momentanen Zeitpunkt ermittelten Verlauf die Objektgeschwindigkeit und/oder die Object acceleration. This therefore also makes it possible to determine the object speed and / or the speed from the curve determined up to the moment
Objektbeschleunigung zum momentanen Zeitpunkt präzise zu ermitteln. Accurate object acceleration at the moment.
Insbesondere kann aus der inkrementellen Änderung der Objektposition durch Bildung der zweiten zeitlichen Ableitung der Objektposition oder durch Bildung der ersten zeitlichen Ableitung der Objektgeschwindigkeit die inkrementelle Änderung der In particular, from the incremental change of the object position by forming the second time derivative of the object position or by forming the first time derivative of the object velocity, the incremental change of the object position
Objektgeschwindigkeit ermittelt werden. Object speed can be determined.
Wenn die Bewegung des Objekts auf das Bezugssystem des Fahrzeugs bezogen wird und wenn der interessierende Bereich wiederholt oder kontinuierlich von einer mit dem Fahrzeug mitfahrenden Erfassungseinrichtung erfasst wird, ist die Objektbewegung gleich der Relativbewegung von Objekt und Fahrzeug und daher gleich der negativen When the movement of the object is related to the reference frame of the vehicle, and when the region of interest is repeatedly or continuously detected by a detection device traveling with the vehicle, the object motion is equal to the relative motion of the object and the vehicle and therefore equal to the negative
Fahrzeugbewegung. Entsprechendes gilt daher für die Objektgeschwindigkeit und die Objektbeschleunigung. Insbesondere kann eine Information darüber erzeugt und ausgegeben werden (zum Beispiel von der Ausgabeeinrichtung), dass die (tatsächliche aktuelle) momentane inkrementelle Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als die zur Vehicle movement. The same applies therefore to the object speed and the object acceleration. In particular, information about it may be generated and output (for example, from the output device) that the (actual current) instantaneous incremental reduction in vehicle speed is less than that for
Vermeidung einer Kollision und insbesondere für einen Stillstand des Fahrzeugs vor dem Kollisionsobjekt erforderliche notwendige Verzögerung. Avoiding a collision and necessary for a standstill of the vehicle before the collision object necessary delay.
Insbesondere kann eine Distanz zwischen dem Fahrzeug und einem in dem In particular, a distance between the vehicle and one in the
interessierenden Bereich vorhandenen Objekt ermittelt werden, wobei abhängig von der ermittelten Distanz die Größe der für eine Vermeidung einer Kollision mit dem Objekt erforderlichen Verzögerung ermittelt wird. Bei Unterschreitung eines Grenzwertes der sich mit fortschreitender Fahrt ändernden Distanz kann eine Information über eine be determined area of interest existing object, wherein the size of the delay required for avoiding a collision with the object is determined depending on the determined distance. When falling below a limit of the distance changing as the drive progresses information about a
bevorstehende Kollision erzeugt und ausgegeben werden. impending collision are generated and output.
Die zuvor genannten Informationen können insbesondere von einer The aforementioned information can be obtained in particular from a
Ermittlungseinrichtung des Assistenzsystems dazu genutzt werden, Maßnahmen zur Vermeidung der Kollision zu ermitteln. Determination device of the assistance system can be used to determine measures to avoid the collision.
Wie bereits erwähnt, kann der Eingriff darin bestehen, dass die Verzögerung der As already mentioned, the intervention may be that the delay of the
Fahrzeugbewegung verändert und insbesondere vergrößert wird. Dies setzt voraus, dass die erforderliche Größe der Verzögerung ermittelt wird, beispielsweise durch die Vehicle movement is changed and in particular increased. This assumes that the required amount of delay is determined, for example by the
Feststellungseinrichtung und/oder eine zusätzliche Ermittlungseinrichtung. Determining device and / or an additional detection device.
Bei der Berücksichtigung von Bewegungen zur Kollisionserkennung und When considering movements for collision detection and
Kollisionsvermeidung kann daher insbesondere wie folgt vorgegangen werden: Collision avoidance can therefore be dealt with in particular as follows:
- die Fahrzeuggeschwindigkeit wird wiederholt ermittelt,  the vehicle speed is determined repeatedly,
- die Distanz des Fahrzeugs zu einem möglichen Kollisionsobjekt wird wiederholt ermittelt,  the distance of the vehicle to a possible collision object is determined repeatedly,
- die inkrementelle Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die  the incremental change in vehicle speed and / or the
inkrementelle Änderung der Objektgeschwindigkeit wird/werden insbesondere wiederholt ermittelt,  Incremental change of the object speed is / are determined in particular repeatedly.
- um ein Bevorstehen einer Kollision mit einem potentiellen Kollisionsobjekt zu ermitteln, Berücksichtigung der inkrementellen Änderung der  to determine the imminence of a collision with a potential collision object, taking into account the incremental change of the collision object
Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder der Objektgeschwindigkeit, Berücksichtigung der Distanz und Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit für eine  Vehicle speed and / or the object speed, taking into account the distance and taking into account the vehicle speed for a
Voraussage der von dem momentanen Zeitpunkt fortgesetzten Bewegung, - Ermittlung, ob bei dieser fortgesetzten Fahrzeugbewegung eine Kollision mit dem Objekt stattfinden wird. Predicting the movement continued from the current time, Determining whether a collision with the object will take place during this continued vehicle movement.
Optional kann bei einer festgestellten bevorstehenden Kollision mit dem Objekt eine zukünftige Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden, bei der die Kollision mit dem Objekt vermieden werden kann oder zumindest eine Kollision bei geringerer Fahrzeuggeschwindigkeit stattfindet. Die zukünftige Änderung der Optionally, in the event of a detected imminent collision with the object, a future change in the vehicle speed can be determined in which the collision with the object can be avoided or at least a collision takes place at a lower vehicle speed. The future change of
Fahrzeuggeschwindigkeit kann eine konstante Änderung sich im Verlaufe der Zeit ändernde Änderung sein. Bei der Ermittlung der zukünftigen Änderung der Vehicle speed can be a constant change over time changing change. In determining the future change of
Fahrzeuggeschwindigkeit kann zum Beispiel die fortgesetzte Bewegung mit der zukünftigen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden, das heißt eine Simulation der Bewegung des Fahrzeugs durchgeführt werden. Insbesondere kann diese Simulation bezogen auf denselben Zeitpunkt des Beginns der Simulation mehrfach mit jeweils einer anderen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit durchgeführt werden. Vehicle speed can be calculated, for example, the continued movement with the future change in the vehicle speed, that is, a simulation of the movement of the vehicle to be performed. In particular, this simulation can be carried out several times, each time with a different change in the vehicle speed, relative to the same time of the beginning of the simulation.
Die ermittelte zukünftige Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit, mit der die Kollision vermieden werden kann, kann ausgegeben werden, zum Beispiel an den Fahrer oder an eine Steuereinrichtung des Fahrzeugs, die einen entsprechenden Eingriff in den The determined future change in the vehicle speed, with which the collision can be avoided, can be output, for example to the driver or to a control device of the vehicle, which makes a corresponding intervention in the vehicle
Fahrbetrieb automatisch vornimmt. Driving automatically performs.
Für die Erfassung der Szene vor dem Fahrzeug und insbesondere des interessierenden Bereichs können alle hierzu grundsätzlich geeigneten Detektionseinrichtungen verwendet werden, wie zum Beispiel Kameras (die insbesondere im sichtbaren Bereich und/oder im Infrarotbereich elektromagnetischer Strahlung empfindlich sind), Radarsensoren, Ultraschallsensoren, Sonarsensoren. For detection of the scene in front of the vehicle and in particular of the region of interest, all basically suitable detection devices can be used, such as cameras (which are particularly sensitive in the visible range and / or in the infrared range of electromagnetic radiation), radar sensors, ultrasonic sensors, sonar sensors.
Z.B. wie bei der oben erwähnten Veröffentlichung von Weichselbaum et al. wird vorzugsweise zumindest eine Stereo-Erfassungseinrichtung verwendet, um den interessierenden Bereich vor dem Fahrzeug zu erfassen. Insbesondere in diesem Fall ergibt sich bei der Erfassung des interessierenden Bereichs auch dessen Skalierung in Fahrtrichtung des Fahrzeugs oder allgemeiner formuliert in Tiefenrichtung und kann die Distanz von Objekten zum Fahrzeug ermittelt werden. Auf die spezielle Situation bei Kurvenfahrten wird noch näher eingegangen. Statt einer Stereo-Bilderfassung kommt prinzipiell aber auch eine Erfassung mit einer einzelnen 3D-Kamera infrage, zum Beispiel einer Time-of-Flight- Kamera, das heißt einer Kamera, die für die Pixel auch Tiefen- Informationen erfasst, durch Auswertung einer Zeit bis zum Empfang einer von der Szene zurück reflektierten Strahlung. For example, as in the above-mentioned publication by Weichselbaum et al. Preferably, at least one stereo detector is used to detect the area of interest in front of the vehicle. In particular, in this case results in the detection of the region of interest and its scaling in the direction of travel of the vehicle or more generally formulated in the depth direction and the distance of objects to the vehicle can be determined. The special situation when cornering will be discussed in more detail. In principle, instead of a stereo image capture, detection with a single 3D camera is also possible, for example a time-of-flight camera, that is to say a camera which can also record depths for the pixels. Information detected by evaluating a time to receive a reflected back from the scene radiation.
Insbesondere findet eine dreidimensionale (3D) Erfassung des interessierenden Bereichs statt. Ferner handelt es sich bei dem Lichtraum um einen 3D-Bereich. Objekte in dem interessierenden Bereich werden insbesondere als 3D-Objekte in dem 3D-Bereich identifiziert. Auch die Feststellung, ob eine Kollisionsgefahr besteht, findet vollständig auf Basis von 3D-Daten statt, nämlich auf Basis der Kombination des interessierenden Bereichs und des Lichtraumes sowie der identifizierten 3D-Objekte. Daraus resultiert eine genaue Kenntnis der Situation unter Berücksichtigung der Tiefeninformation (die In particular, a three-dimensional (3D) detection of the region of interest takes place. Furthermore, the light space is a 3D area. Objects in the region of interest are identified in particular as 3D objects in the 3D region. The determination of whether there is a risk of collision also takes place entirely on the basis of 3D data, namely on the basis of the combination of the region of interest and the light space as well as the identified 3D objects. This results in a precise knowledge of the situation taking into account the depth information (the
Tiefenrichtung ist die Fahrtrichtung bei geradeaus) auch in großer Distanz zum Fahrzeug. Selbstverständlich resultiert daraus auch die Kenntnis der Höhe eines Hindernisses in der jeweiligen Distanz zum Fahrzeug, auch bei Entfernungen zum Beispiel im Bereich von 60 m bis 100 m. Depth direction is the direction of travel when driving straight) even at a great distance to the vehicle. Of course, this also results in the knowledge of the height of an obstacle in the respective distance to the vehicle, even at distances, for example, in the range of 60 m to 100 m.
In anderen Worten kann durch die optische Erfassung von Bildern das Hindernis (Objekt) als eine Menge von Voxeln (Pixel zweidimensionale Bilder mit zusätzlicher In other words, by optically capturing images, the obstacle (object) can be described as a set of voxels (two-dimensional images with additional pixels)
Tiefeninformation, insbesondere aus Distanzwerten aus einer Stereobild- 3D-Berechnung) identifiziert werden. Die Voxel bilden ein 3D-Bildvolumen des Objekts. Im Kollisionsfall liegen die so berechneten 3D-Raumpunkte oder Voxel des Objekts zumindest teilweise im Lichtraum. Zur Bestimmung der Position des Objekts wird z. B. der Mittelpunkt eines umgebenden Quaders dieses Voxel-Volumens oder ein anderer ausgezeichneter Punkt des Voxel-Volumens bestimmt. Insbesondere kann auch die mittlere Distanz der Voxel vom Fahrzeug ermittelt werden. Durch Wiederholung dieser Vorgehensweise können Objekte im interessierenden Bereich im Laufe der Zeit verfolgt werden. Insbesondere kann daraus für jedes Objekt der Bewegungsverlauf und insbesondere dessen Depth information, in particular from distance values from a stereo image 3D calculation). The voxels form a 3D image volume of the object. In the event of a collision, the 3D space points or voxels of the object thus calculated lie at least partially in the light space. To determine the position of the object is z. For example, the center of a surrounding cuboid of this voxel volume or another excellent point of the voxel volume is determined. In particular, the mean distance of the voxels from the vehicle can also be determined. By repeating this procedure, objects in the area of interest can be tracked over time. In particular, for each object, the course of the movement and, in particular, its motion
Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung ermittelt werden. Speed and direction of movement are determined.
Die Erfassungseinrichtung kann auch mehr als zwei Detektionseinrichtungen aufweisen. Zum Beispiel können statt zwei gleichartigen Detektionseinrichtungen (zum Beispiel Kameras) gemäß dem Stereoprinzip drei gleichartige Detektionseinrichtungen verwendet werden, um daraus drei dreidimensionale Informationen über die Szene zu gewinnen. Auch ist es von Vorteil, wenn Detektionseinrichtungen unterschiedlicher Art gleichzeitig eingesetzt werden, zum Beispiel Radarsensoren und Kameras. Ferner werden vorteilhaft mehrere Gruppen gleichartiger Detektionseinrichtungen, zum Beispiel zwei Gruppen von Kameras, eingesetzt, die jeweils dreidimensionale Informationen über die Szene liefern. Durch Vergleich der separaten dreidimensionalen Informationen kann dann die The detection device can also have more than two detection devices. For example, instead of two similar detection devices (for example, cameras) according to the stereo principle, three similar detection devices can be used to extract three three-dimensional information about the scene from them. It is also advantageous if detection devices of different types are used simultaneously, for example radar sensors and cameras. Furthermore, advantageously, a plurality of groups of similar detection devices, for example two groups of Cameras, each providing three-dimensional information about the scene. By comparing the separate three-dimensional information can then
Tiefeninformation verbessert werden. Insbesondere sind mehrere Kamerapaare mit unterschiedlicher Stereobasis und mit unterschiedlicher Tiefe des erfassten Depth information can be improved. In particular, several camera pairs with different stereo base and with different depth of the detected
dreidimensionalen Bildbereiches von Vorteil. Insbesondere kann in diesem Fall die Distanz eines Objekts vom Schienenfahrzeug durch Auswertung der verschiedenen dreidimensionalen Informationen ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich weisen die verschiedenen Gruppen gleichartiger Detektionseinrichtungen zumindest eine andere unterschiedliche Eigenschaft auf, wie zum Beispiel Bildschärfe, die dann zur Three-dimensional image area of advantage. In particular, in this case, the distance of an object from the rail vehicle can be determined by evaluating the various three-dimensional information. Alternatively or additionally, the different groups of similar detection devices have at least one other different property, such as image sharpness, which is then used for
Verbesserung der Gesamtinformation durch Vergleich der separaten dreidimensionalen Informationen genutzt werden kann. Auch können die verschiedenen Gruppen von nicht notwendigerweise gleichartigen Detektionseinrichtungen verschiedene räumliche Improvement of the overall information can be used by comparing the separate three-dimensional information. Also, the different groups of not necessarily similar detection devices may have different spatial ones
Bereiche der Szene vor dem Fahrzeug erfassen, wobei sich die räumlichen Bereiche vorzugsweise überlappen. Die Informationen über die verschiedenen räumlichen Bereiche können dann zu Informationen über einen zusammengesetzten räumlichen Bereich zusammengefasst werden. Dies ist von besonderer Bedeutung, um eine inkrementelle Änderung der Position des Objekts bei sich veränderndem Lichtraum bestimmen zu können. In anderen Worten ist es möglich, die Beschleunigung oder Verzögerung eines im Lichtraum erkannten Objekts bei Änderung der Trajektorie, also Veränderung des Lichtraumes bezogen auf das ortsfeste Bezugssystem, z.B. bei Kurvenfahrten, zu bestimmen. Capture areas of the scene in front of the vehicle, wherein the spatial areas preferably overlap. The information about the different spatial areas can then be summarized into information about a composite spatial area. This is of particular importance in order to be able to determine an incremental change in the position of the object with changing light space. In other words, it is possible to determine the acceleration or deceleration of an object detected in the light space when the trajectory is changed, ie, the change in the light space with respect to the fixed reference system, e.g. when cornering, to determine.
Der zum Beispiel von einem Computer des Assistenzsystems berechnete Lichtraum wird insbesondere dadurch in Bezug zu dem interessierenden Bereich gesetzt, dass das Koordinatensystem des Lichtraumes und das Koordinatensystem der The light space calculated, for example, by a computer of the assistance system is set in relation to the region of interest, in particular, in that the coordinate system of the light space and the coordinate system of the light space
Erfassungseinrichtung zur Erfassung des interessierenden Bereichs registriert werden, das heißt geometrisch in Beziehung zueinander gesetzt werden. Zum Beispiel wird das Koordinatensystem der Erfassungseinrichtung vorab mit dem Koordinatensystem des Fahrzeugs registriert, wobei das Koordinatensystem des Fahrzeugs zum Beispiel eine Koordinatenachse aufweist, die bei Geradeausfahrt in der Mitte des Fahrzeugs geradeaus nach vorne zeigt. Diese Koordinatenachse stimmt mit der Richtung der Trajektorie am Ort des Fahrzeugkopfes überein. Detecting means for detecting the region of interest are registered, that is set geometrically in relation to each other. For example, the coordinate system of the detector is registered in advance with the coordinate system of the vehicle, and the coordinate system of the vehicle has, for example, a coordinate axis that points straight ahead when traveling straight ahead in the center of the vehicle. This coordinate axis coincides with the direction of the trajectory at the location of the vehicle head.
Insbesondere bei der Vorausberechnung, ob das Fahrzeug mit einem Objekt kollidieren wird, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit, einschließlich der Information über die Richtung der Geschwindigkeit verwendet. Die Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit kann auf unterschiedliche Weise ermittelt werden und/oder von anderen Systemen oder Einrichtungen zu dem Assistenzsystem übertragen werden. Zum Beispiel kann die momentane Fahrgeschwindigkeit oder die Zeitabhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit, wie bevorstehende oder bereits eingeleitete Veränderungen der Fahrgeschwindigkeit, zum Beispiel Bremsvorgänge, in den Informationen enthalten sein. Vorzugsweise gehören Informationen über den zeitlichen Ablauf der weiteren Fahrt des Fahrzeugs (siehe unten und oben) dazu. Specifically, when predicting whether the vehicle will collide with an object, the vehicle speed, including the information about the direction, becomes the speed used. The information about the vehicle speed may be determined in different ways and / or transmitted from other systems or devices to the assistance system. For example, the current driving speed or the time dependency of the driving speed, such as impending or already introduced changes in the driving speed, for example braking operations, may be included in the information. Preferably, information about the timing of further travel of the vehicle (see below and above) is included.
Z.B wird die Fahrzeuggeschwindigkeit bei Verwendung von bildgebender Sensorik direkt aus den Bilddaten ermittelt. Ausgangsbasis ist z.B. ein kalibriertes Stereokamera-System. Das Ergebnis der sogenannten visuellen Odometrie sind Fahrzeugpositionen, inklusive Zeitinformation im ortsfesten Bezugssystem. For example, when using imaging sensors, the vehicle speed is determined directly from the image data. Starting basis is e.g. a calibrated stereo camera system. The result of the so-called visual odometry are vehicle positions, including time information in the fixed reference system.
Insbesondere kann die Fahrzeuggeschwindigkeit v durch Bildung der ersten Ableitung des Weges s nach der Zeit t berechnet werden: v = ds/dt. Für die Ermittlung der In particular, the vehicle speed v can be calculated by forming the first derivative of the path s after the time t: v = ds / dt. For the determination of
Objektgeschwindigkeit gilt entsprechendes. Dabei ist es bei wiederholter Ermittlung der Position möglich, die infinitesimale Differenz ds der Positionen, das heißt den Object speed applies accordingly. It is possible with repeated determination of the position, the infinitesimal difference ds of the positions, that is the
zurückgelegten Weg, durch die Differenz der Positionen zu zwei verschiedenen traveled path, through the difference of positions to two different
Zeitpunkten der Ermittlung anzunähern. Die infinitesimale Zeitdifferenz dt ist in diesem Fall die Differenz der Zeitpunkte der Ermittlung. Insbesondere bei Approximate time points of the determination. The infinitesimal time difference dt in this case is the difference of the times of the determination. Especially at
Bildermittlungsfrequenzen im Bereich von 50 Hz bis 150 Hz, zum Beispiel 100 Hz, werden damit gute Ergebnisse erzielt.  Image detection frequencies in the range of 50 Hz to 150 Hz, for example 100 Hz, are achieved with this good results.
Zum Beispiel können die Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit ganz oder teilweise von der Fahrzeugsteuerung zu dem Assistenzsystem übertragen werden. For example, the vehicle speed information may be entirely or partially transmitted from the vehicle controller to the assistance system.
Alternativ oder zusätzlich können die Informationen ganz oder teilweise aus den wiederholt von der Erfassungseinrichtung erfassten interessierenden Bereichen ermittelt werden. Die Erfassungseinrichtung erfasst zu verschiedenen Zeitpunkten jeweils einen interessierenden Bereich. Aus den so erhaltenen Daten kann jeweils zumindest ein Objekt (zum Beispiel durch an sich bekannte Verfahren der digitalen Bildverarbeitung) ermittelt werden, wobei dasselbe Objekt in den zu den verschiedenen Zeitpunkten erfassten Daten identifiziert werden kann. Insbesondere indem außerdem die Veränderung der Position und/oder Ausrichtung des Objekts relativ zu dem Fahrzeug aus den zu den Alternatively or additionally, the information can be determined in whole or in part from the regions of interest which are repeatedly detected by the detection device. The detection device detects a region of interest at different times. At least one object (for example by digital image processing methods known per se) can be determined from the data thus obtained, wherein the same object can be identified in the data acquired at the different times. In particular, in addition, by changing the position and / or orientation of the object relative to the vehicle from that to the
verschiedenen Zeitpunkten erfassten Daten ermittelt wird, kann unmittelbar die Objektgeschwindigkeit relativ zum Fahrzeug bzw. die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zu dem Objekt ermittelt werden. Solange sich das Objekt vom Fahrzeug entfernt, ist keine Kollision zu befürchten. Insbesondere kann die inkrementelle Änderung der The data collected at different points in time can be immediately analyzed Object speed relative to the vehicle or the vehicle speed are determined relative to the object. As long as the object moves away from the vehicle, no collision is to be feared. In particular, the incremental change of the
Objektgeschwindigkeit bzw. inkrementelle Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden. Daraus lässt sich die für eine Kollisionsvermeidung erforderliche Verzögerung der Fahrzeugbewegung ermitteln. Object speed or incremental change in the vehicle speed can be determined. From this it is possible to determine the deceleration of the vehicle movement required for a collision avoidance.
Eine bei der Kollisionsermittlung interessierende Größe zur Berechnung der erforderlichen Fahrzeugverzögerung ist der Weg bis zur Kollision s_coll, der sich bei fortgesetzter Fahrt des Fahrzeugs ergeben würde. In die Berechnung des Weges bis zur Kollision fließen auch etwaige Parameter der zeitlichen Verzögerung bis zum Beginn des Eingriffs sowie die verbleibende Zeit t_coll bis zur Kollision ein. Parameter der zeitlichen Verzögerung sind die Latenzzeit des Assistenzsystems t_AS, die Reaktionszeit des Fahrers (zu berücksichtigen, sofern nicht vollautomatisch eingegriffen wird) t_dr und/oder die A quantity of interest in collision determination for calculating the required vehicle deceleration is the distance up to the collision s_coll that would result if the vehicle were to continue driving. In the calculation of the path to the collision also any parameters of the time delay until the beginning of the intervention and the remaining time t_coll to collision flow. Parameters of the time delay are the latency of the assistance system t_AS, the reaction time of the driver (to be taken into account, unless intervened fully automatically) t_dr and / or the
Ansprechzeit des Fahrzeug-Bremssystems t_e oder deren als„Gesamt- Latenzzeit zusammengefasste Summe tjat, z.B. tjat = t_AS + t_dr +t_e. Response time of the vehicle brake system t_e or its total tjat summed as "total latency, e.g. tjat = t_AS + t_dr + t_e.
Die verbleibende Zeit bis zur Kollision kann in einem vereinfachten Fall unter der The remaining time to collision can be in a simplified case under the
Annahme ermittelt werden, dass sich das Fahrzeug und das Kollisionsobjekt mit der momentanen Geschwindigkeit weiterbewegen, wobei lediglich die Assuming that the vehicle and the collision object continue to move at the current speed, only the
Geschwindigkeitskomponenten in Richtung der Strecke des Fahrzeugs betrachtet werden. In diesem Fall gilt: s_coll = v * ( t_coll - tjat ) Speed components are considered in the direction of the distance of the vehicle. In this case: s_coll = v * (t_coll - tjat)
Die erforderliche inkrementelle Änderung a_erf der Fahrzeuggeschwindigkeit bis zum Stillstand vor dem Objekt ergibt sich nun durch: a_erf = v2 / (2 * s_coll) The required incremental change a_erf of the vehicle speed to standstill in front of the object is now given by: a_erf = v 2 / (2 * s_coll)
Wenn die Berechnung der erforderlichen inkrementellen Änderung der If the calculation of the required incremental change of
Fahrzeuggeschwindigkeit nicht unter der Annahme durchgeführt wird, dass sich das Fahrzeug und das Objekt mit der momentanen Geschwindigkeit fortbewegen, ist die Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit bei der Berechnung des Weges bis zum Vehicle speed is not carried out under the assumption that the vehicle and the object are moving at the current speed, the change in the vehicle speed in the calculation of the way to
Kollisionsort mit zu berücksichtigen. Es wird bevorzugt anzunehmen, dass sich ausgehend von der momentanen Fahrzeuggeschwindigkeit und Objektgeschwindigkeit die Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend einer Fahrzeugverzögerung oder einer Fahrzeugbeschleunigung, die gleich der momentanen Fahrzeugverzögerung oder Fahrzeugbeschleunigung ist, im weiteren Verlauf der Fahrt bis zur Kollision ändert. Die Fahrzeuggeschwindigkeit nimmt daher ausgehend von der momentanen To be considered with the collision site. It is preferable to assume that starting from the instantaneous vehicle speed and object speed, the vehicle speed corresponding to a vehicle deceleration or a vehicle acceleration, which is equal to the current vehicle deceleration or vehicle acceleration, changes in the further course of the journey until the collision. The vehicle speed therefore decreases starting from the current one
Fahrzeuggeschwindigkeit im Laufe der Zeit konstant ab. Die erforderliche inkrementelle Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit ergibt sich in diesem Fall durch Lösung einer Integralgleichung, die den verbleibenden Weg bis zur Kollision gleich dem Integral der Geschwindigkeit über die Zeit bis zum Kollisionsort setzt. Die Integralgleichung kann insbesondere numerisch gelöst werden. Vehicle speed constantly decreases over time. The required incremental change in vehicle speed in this case results from solving an integral equation that sets the remaining distance to collision equal to the integral of the speed over time to the collision location. The integral equation can in particular be solved numerically.
Die erforderliche inkrementelle Änderung wird insbesondere in jedem Zyklus der The required incremental change is made especially in each cycle of
Auswertung des erfassten interessierenden Bereichs und insbesondere mit der Frequenz der Erfassung des interessierenden Bereichs erneut berechnet, d.h. in die Berechnung fließt immer der aktuelle Bewegungszustand des Fahrzeuges und des Objekts ein. Evaluation of the detected region of interest and in particular with the frequency of the detection of the region of interest recalculated, i. The current state of movement of the vehicle and the object always flows into the calculation.
Insbesondere kann außerdem aber wie an anderer Stelle beschrieben ermittelt werden, ob das Objekt sich innerhalb des Lichtraumes befindet oder befinden wird. Auf diese Weise kann ermittelt werden, ob sich das Objekt zu einem zukünftigen Zeitpunkt an einer Stelle des Lichtraumes befinden kann, den auch das Fahrzeug einnehmen wird, wenn es seine Fahrt wie beabsichtigt fortsetzt. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, da sich der Betrag der Objektgeschwindigkeit verändern kann. Insbesondere kann die Feststellungseinrichtung ausgestaltet sein, beim Feststellen der Kollision In particular, however, it can also be determined as described elsewhere whether the object is or will be located within the light space. In this way, it can be determined whether the object can be at a location of the light space at a future time which the vehicle will occupy if it continues its travel as intended. This is particularly important because the amount of object speed can change. In particular, the determination device can be designed to detect the collision
Bewegungsinformationen einer Fahrzeugsteuerung über eine zukünftige Bewegung des Fahrzeugs auszuwerten, um den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem das Fahrzeug das Teilvolumen einnehmen wird To evaluate motion information of a vehicle controller about a future movement of the vehicle to determine the time at which the vehicle will occupy the sub-volume
Bei der Bestimmung des Lichtraumes (d.h. durch die Bestimmungseinrichtung) werden insbesondere vorhandene Informationen über die durch die Fahrspur vor dem Fahrzeug vorgegebene Trajektorie verwendet. Bei diesen vorhandenen Informationen kann es sich insbesondere um reine Ortsinformationen, d.h. Positionsinformationen und geometrische Verläufe von Fahrspuren, handeln. Optional kann insbesondere im Fall einer Gabelung der Fahrspur aber auch die Information darüber verwendet werden, auf welcher Fahrspur das Fahrzeug hinter der Gabelung weiter fahren wird. Allgemeiner formuliert können daher auch Betriebsinformationen verwendet werden. Dazu gehören z.B. auch den zeitlichen Ablauf der weiteren Fahrt des Fahrzeugs betreffende Informationen, wie z.B. ein unmittelbar bevorstehender Halt des Fahrzeugs an einem Streckensignal oder einer Haltestelle. In the determination of the light space (ie by the determination device) in particular existing information about the predetermined by the lane in front of the vehicle trajectory are used. In particular, this existing information can be pure location information, ie position information and geometric characteristics of lanes. Optionally, in particular in the case of a fork of the traffic lane but also the information can be used on which lane the vehicle will continue behind the fork. More generally, operating information may also be used. These include, for example, the Timing the further journey of the vehicle information, such as an imminent stop of the vehicle to a route signal or a stop.
Die Bestimmung des Lichtraumes wird insbesondere dadurch ermöglicht und erleichtert, dass die Fahrspur (z.B. ein Schienenweg) des spurgebundenen Fahrzeugs festgelegt ist. Informationen darüber (z.B. digitale Karten) können bei der Auswertung des Specifically, the determination of the clearance is made possible and facilitated by setting the lane (e.g., a railroad) of the lane-bound vehicle. Information about it (e.g., digital maps) may be used in the evaluation of the
interessierenden Bereichs und bei der Bestimmung des Lichtraumes in Bezug auf den interessierenden Bereich zusätzlich herangezogen werden. Es ist aber auch möglich, z.B. bei Schienenwegen, allein aus dem Verlauf der Fahrspur, die aus dem erfassten interessierenden Bereich identifizierbar ist, den Lichtraum in Bezug auf den in the region of interest and in the determination of the light space with respect to the region of interest. However, it is also possible, e.g. for railways, solely from the course of the lane, identifiable from the detected area of interest, the clearance in relation to the
interessierenden Bereich zu positionieren. Anders ausgedrückt bietet die in dem erfassten interessierenden Bereich erkennbare Fahrspur die Möglichkeit, den Lichtraum einzufügen. to position the area of interest. In other words, the lane recognizable in the detected area of interest provides the opportunity to insert the clearance.
Aufgrund der vorzugsweise im interessierenden Bereich permanent vorhandenen Due to the preferably permanently present in the area of interest
Fahrspur (s.o.) kann insbesondere bei der Auswertung des interessierenden Bereichs und/oder bei der Feststellung, ob Kollisionsgefahr besteht, die Trajektorie des Lane (s.o.) can, in particular in the evaluation of the area of interest and / or in determining whether there is a risk of collision, the trajectory of
Gleisstranges ermittelt werden (d.h. die durch die Fahrspur vor dem Fahrzeug Track tracks are determined (i.e., by the lane in front of the vehicle
vorgegebene Trajektorie der weiteren Fahrt des Fahrzeugs). Die Trajektorie kann durch den Richtungsvektor beschrieben werden, der während der Fahrt des Fahrzeugs entlang der Fahrspur in die Fahrtrichtung weist und dessen Richtung sich daher durch Kurven ändert. Somit beschreibt er die Abfolge von Geraden und Kurven und den predetermined trajectory of the further travel of the vehicle). The trajectory can be described by the direction vector, which points in the direction of travel during the drive of the vehicle along the lane and whose direction therefore changes through curves. Thus he describes the sequence of straight lines and curves and the
Krümmungsradius der Kurven. Radius of curvature of the curves.
Für gerade Streckenabschnitte ist die Feststellung einer Kollisionsgefahr verhältnismäßig einfach: es kann die Distanz eines Objekts zum Fahrzeug bestimmt werden und festgestellt werden, ob sich das Objekt im Lichtraum befindet. In einem For straight sections, the determination of a collision risk is relatively simple: it can be determined the distance of an object to the vehicle and determine whether the object is in the light space. In one
zweidimensionalen Bilddatensatz des interessierenden dreidimensionalen Bereichs erscheinen sowohl das Objekt als auch der Lichtraum mit zunehmender Distanz in gleicher weise perspektivisch verkleinert. Bei der Nutzung von dreidimensionalen two-dimensional image data set of the interesting three-dimensional area both the object and the light space with increasing distance appear in the same perspective in perspective reduced. When using three-dimensional
Bilddaten des interessierenden dreidimensionalen Bereichs ergibt sich aber aus der Distanz des Objekts unmittelbar dessen Position relativ zum Lichtraum. However, image data of the three-dimensional region of interest results from the distance of the object directly from its position relative to the light space.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung betrifft Fahrwege des Fahrzeugs mit Kurven. Die o.g. Veröffentlichung von Weichselbaum et al. bietet eine Lösung für die 3D-Erfassung des interessierenden Bereichs auch im Bereich von Kurven. Jedoch löst dies noch nicht das Problem, dass eine Kollision im Bereich von Kurven bisher nur ungenau festgestellt werden konnte. A preferred embodiment of the invention relates to driving paths of the vehicle with curves. The above publication by Weichselbaum et al. offers a solution for the 3D detection of the area of interest also in the area of curves. However, this still does not solve the problem that a collision in the range of curves could previously be determined only inaccurate.
Gemäß einem wesentlichen Gedanken der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ändert sich im Bereich von Kurven die Breite des Lichtraumprofils des Fahrzeugs und damit auch der Lichtraum. Der Grund dafür besteht darin, dass Schienenfahrzeuge mit z.B. einem vorderen und einem hinteren Drehgestell während der Fahrt in Kurven seitlich ausschwenken. Ein Objekt muss daher im Bereich von Kurven einen größeren Abstand zur Fahrspur haben, um nicht mit dem Fahrzeug zu kollidieren. According to an essential idea of the preferred embodiment of the invention changes in the range of curves, the width of the clearance gauge of the vehicle and thus the clearance. The reason for this is that rail vehicles with e.g. swing a front and a rear bogie laterally while driving in curves. An object must therefore have a greater distance to the lane in the area of curves so as not to collide with the vehicle.
Vorzugsweise wird der Lichtraum daher so bestimmt, dass er entlang der Kurve breiter ist als auf gerader Fahrstrecke. Dies bietet eine Lösung für den Fall, dass die von dem Fahrzeug zu durchfahrende Fahrstrecke eine Kurve aufweist. Dem entspricht eine Ausgestaltung des Assistenzsystems, bei der die Bestimmungseinrichtung den Lichtraum so bestimmt, dass er entlang einer Kurve der von dem Fahrzeug zu durchfahrenden Fahrstrecke breiter ist als auf gerader Strecke. Preferably, the light space is therefore determined to be wider along the curve than on a straight line. This provides a solution in the event that the driving distance to be traveled by the vehicle has a curve. This corresponds to an embodiment of the assistance system, in which the determining device determines the clearance so that it is wider along a curve of the vehicle to be traveled by the driving route than on a straight line.
Gemäß einer Weiterbildung wird der Lichtraum so bestimmt (eine entsprechende According to a development of the light space is determined (a corresponding
Ausgestaltung des Assistenzsystems besitzt eine derart funktionierende Design of the assistance system has such a functioning
Bestimmungseinrichtung), dass die Breite des Lichtraums abhängig vom Kurvenradius der Kurve ist, wobei die Breite bei einem geringeren Kurvenradius größer ist als bei einem größeren Kurvenradius. Insbesondere können die Informationen darüber, welche Breite der Lichtraum bei welchem Kurvenradius hat, vorab für den Betrieb des Fahrzeugs ermittelt werden und z.B. in einem Datenspeicher abgelegt werden, aus dem die Determining device) that the width of the clearance is dependent on the curve radius of the curve, wherein the width is greater at a smaller radius of curvature than at a larger radius of curvature. In particular, the information about the width of the clearance at which radius of curvature can be determined in advance for the operation of the vehicle and e.g. stored in a data store from which the
Bestimmungseinrichtung während des Betriebs des Assistenzsystems die Information erhält. Diese Information ist für das jeweilige Schienenfahrzeug speziell zu ermitteln, da die Breite des Lichtraums auch von der Länge des Fahrzeugs und dem Abstand von Drehgestellen abhängt. Determination device during the operation of the assistance system receives the information. This information is to be determined specifically for the respective rail vehicle, since the width of the light space also depends on the length of the vehicle and the distance from bogies.
Durch die Bestimmung des Lichtraumes mit größerer Breite in Kurven als auf gerader Fahrstrecke wird der Lichtraum wesentlich präziser bestimmt. Daher kann einerseits auf gerader Fahrstrecke mit schmalerem Lichtraum vorausberechnet werden, ob eine Kollision bevorsteht. Dadurch kann vermieden werden, dass auf gerader Strecke tatsächlich nicht zu befürchtende Kollisionen vorhergesagt werden. Andererseits wird die zusätzliche Kollisionsgefahr in Kurven nicht mehr unterschätzt. By determining the light space with greater width in curves than on a straight line, the light space is determined much more precisely. Therefore, on the one hand can be calculated in advance on a straight line with narrower light space, whether a collision is imminent. This can be avoided on a straight line actually not to be feared collisions are predicted. On the other hand, the additional risk of collision in curves is no longer underestimated.
Für Kurvenfahrten ist die Feststellung einer Kollisionsgefahr oder bevorstehenden Kollision schwieriger als für Fahrten geradeaus: Durch die optische Verzerrung ist trigonometrische Kenntnis der Fahrstrecke erforderlich um feststellen zu können, ob ein potentielles Hindernis in den Lichtraum ragt oder nicht (und wenn ja, wie weit). Besonders schwierig ist die Feststellung, wenn der auszuwertende interessierende Bereich sich über einen großen Wertebereich von Distanzen erstreckt. Für die ermittelte Distanz eines identifizierten Objekts und unter Berücksichtigung der Trajektorie (d.h. des Verlaufs der Fahrspur) lässt sich der tatsächliche Verlauf des Lichtraumes berechnen. Ferner lässt sich berechnen, ob das Objekt in dieser Distanz (d.h. an seiner Position) sich im For cornering, detecting a collision hazard or impending collision is more difficult than driving straight ahead: optical distortion requires trigonometric knowledge of the route to determine whether or not a potential obstacle protrudes into the clearance (and if so, how far). It is particularly difficult to determine when the region of interest to be evaluated extends over a wide range of distances. For the determined distance of an identified object and taking into account the trajectory (i.e., the course of the lane), the actual course of the light space can be calculated. Furthermore, it can be calculated whether the object is at this distance (i.e., at its position) in the
Lichtraum befindet. Der Fahrer würde die Szene optisch verzerrt wahrnehmen. Durch die trigonometrische Berechnung und auf Basis der aufgenommenen Daten über die Szene wird ein zuverlässiges und objektives Ergebnis erzielt. Light room is located. The driver would perceive the scene visually distorted. The trigonometric calculation and based on the recorded data on the scene, a reliable and objective result is achieved.
Insbesondere werden das Erfassen eines interessierenden Bereichs entlang einer vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke und die Hinderniserkennung, d.h. das Auswerten, ob in dem interessierenden Bereich Objekte vorhanden sind, wiederholt. Es findet auch ein wiederholtes Prüfen auf Kollision durch Auswerten der Daten aus der In particular, the detection of a region of interest along an in-vehicle path and obstacle detection, i. evaluating whether there are objects in the region of interest is repeated. It also finds a repeated check for collision by evaluating the data from the
Hinderniserkennung unter Verwendung des Lichtraumes statt. Obstacle detection using the light space instead.
Bei zyklischer Wiederholung der Schritte des automatischen Assistenzverfahrens kann der Lichtraum kontinuierlich oder quasi kontinuierlich wiederholt bestimmt werden, jeweils in Bezug auf die momentane Position des Fahrzeugs. Dabei kann die Information über einen vorhergehend bereits bestimmten Lichtraum verwendet werden. Insbesondere muss lediglich noch derjenige Teil des Lichtraums neu berechnet werden, der durch eine Fortbewegung des Fahrzeugs in Fahrtrichtung hinzugekommen ist. Es kann aber auch in jedem Zyklus der gesamte Lichtraum neu berechnet werden. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere bei einer Richtungsänderung des Fahrzeugs Ungenauigkeiten durch die Übernahme eines Teils des Lichtraumes aus früheren Bestimmungen vermieden werden können. In cyclic repetition of the steps of the automatic assistance process, the light space can be determined continuously or quasi-continuously repeated, in each case with respect to the current position of the vehicle. In this case, the information about a previously determined light space can be used. In particular, only that part of the clearance must be recalculated, which has been added by a movement of the vehicle in the direction of travel. However, it is also possible to recalculate the entire clearance in each cycle. This has the advantage that in particular with a change in direction of the vehicle inaccuracies can be avoided by the acquisition of part of the light space from previous provisions.
Insbesondere wird bevorzugt, die oben genannten Schritte a) und c) während einer andauernden Fahrt des Fahrzeugs wiederholt auszuführen. Eine wiederholte Ausführung von Schritt b) kann entfallen, wenn der Lichtraum für den in Schritt c) auszuwertenden interessierenden Bereich bereits bestimmt ist. Vorzugsweise wird das Verfahren während der Fahrt des Fahrzeugs kontinuierlich ausgeführt. In particular, it is preferable to repeatedly execute the above-mentioned steps a) and c) during a continuous travel of the vehicle. A repeated execution from step b) can be omitted if the light space for the region of interest to be evaluated in step c) is already determined. Preferably, the method is carried out continuously while the vehicle is running.
Insbesondere kann auch wiederholt ermittelt werden, ob ein zusätzlicher Eingriff und welcher zusätzliche Eingriff in den Fahrbetrieb des Fahrzeugs erforderlich ist, um die bevorstehende Kollision zu vermeiden. In particular, it can also be repeatedly determined whether additional intervention and which additional intervention in the driving operation of the vehicle is required in order to avoid the impending collision.
Eine bevorstehende Kollision kann insbesondere dann, wenn sich ein Hindernis dauerhaft innerhalb des bestimmten Lichtraumes befindet, besonders einfach ermittelt werden. An imminent collision can be determined particularly easily, in particular if an obstacle is permanently located within the specific light space.
Ferner wird eine Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, die die Zuverlässigkeit bei der Feststellung einer bevorstehenden Kollision ebenfalls steigert und insbesondere mit anderen Ausgestaltungen kombiniert werden kann (wie Berücksichtigung der Kurven und Verbreiterung des Lichtraumprofils und/oder Klassifizierung von Objekten, siehe unten). Der bevorzugten Ausgestaltung liegt das Problem zugrunde, dass für ein weit vor dem Fahrzeug befindliches Objekt noch nicht sicher entschieden werden kann, ob es bei Fortsetzung der Fahrt des Schienenfahrzeugs in unveränderter Weise zu einer Kollision kommen wird oder nicht. Dies gilt sowohl für Objekte, die sich zu einem Further, an embodiment of the invention is also preferred which also enhances reliability in detecting an imminent collision, and in particular, can be combined with other designs (such as taking into account the curves and broadening the gauge and / or classifying objects, see below). The preferred embodiment is based on the problem that for an object located far in front of the vehicle, it can not yet be decided with certainty whether or not there will be a collision in the same way as the travel of the rail vehicle continues. This applies to both objects that become one
Auswertungszeitraum innerhalb des Lichtraumes befinden, als auch für Objekte, die sich zum Zeitpunkt der Auswertung außerhalb des Lichtraumes, jedoch im interessierenden Bereich befinden. Im Gegensatz zu der Situation bei Fahrzeugen mit geringerem Evaluation period are within the light space, as well as for objects that are at the time of evaluation outside the light space, but in the area of interest. In contrast to the situation with vehicles with less
Bremsweg stellt sich dieses Problem besonders bei Schienenfahrzeugen, denn es muss ein interessierender Bereich über eine größere momentane Distanz zum Braking distance, this problem arises especially in rail vehicles, because it must be an area of interest over a greater instantaneous distance to
Schienenfahrzeug ausgewertet werden, um eine Kollisionsgefahr noch rechtzeitig erkennen zu können. Dies erhöht aber die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Situation verändert hat, bis das Schienenfahrzeug die Distanz zurückgelegt hat. Railway vehicle are evaluated in order to detect a risk of collision in time. However, this increases the likelihood that the situation has changed until the rail vehicle has traveled the distance.
Es ist daher in Bezug auf die genannte bevorzugte Ausgestaltung eine Aufgabe, die Zuverlässigkeit der Feststellung einer Kollision über große Entfernungen zum Fahrzeug zu erhöhen. It is therefore an object with respect to said preferred embodiment to increase the reliability of detecting a collision over long distances to the vehicle.
Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, die Bewegung eines Objekts zu To solve the problem, it is proposed to move the object
berücksichtigen, das in dem interessierenden Bereich identifiziert wurde und optional klassifiziert wurde. Dabei wird insbesondere wie oben bereits beschrieben wiederholt ein interessierender Bereich erfasst. Dies bietet die Informationsbasis zur Berücksichtigung der Bewegung des Objekts. Es wird daher aus den nacheinander erfassten Zuständen des interessierenden Bereichs (d.h. aus der sich verändernden Szene) jeweils dasselbe Objekt an unterschiedlichen Positionen (oder auch im Stillstand an derselben Position bezüglich der Fahrstrecke) identifiziert. Optional kann daraus ein kinematisches Modell der Bewegung des Objekts ermittelt werden und zu einem bestimmten Zeitpunkt der Auswertung und/oder für den weiteren, zukünftigen Verlauf der Bewegung ermittelt werden, ob das Objekt mit dem Fahrzeug kollidieren wird. Zur Bestimmung des kinematischen Modells der Objektbewegung kann insbesondere ein vordefiniertes, parametrisiertes Bewegungsmodell verwendet werden, dessen Parameter durch which has been identified in the area of interest and has been optionally classified. In this case, in particular, as described above repeatedly area of interest. This provides the information base for considering the movement of the object. It is therefore identified from the successively detected states of the region of interest (ie from the changing scene) each same object at different positions (or even at a standstill at the same position relative to the route). Optionally, a kinematic model of the movement of the object can be determined therefrom, and it can be determined at a specific time of the evaluation and / or for the further, future course of the movement whether the object will collide with the vehicle. In order to determine the kinematic model of the object movement, it is possible in particular to use a predefined, parameterized movement model whose parameters are determined by
Auswertung der sich verändernden Szene bestimmt werden. Parameter können neben der aktuellen erkannten Position z.B. die Geschwindigkeit (Richtung und Betrag der Geschwindigkeit) und/oder die Beschleunigung (Betrag und Richtung) sein. Eine negative Beschleunigung wird an anderen Stellen der Beschreibung auch als Verzögerung oder Bremsung bezeichnet. Evaluation of the changing scene can be determined. Parameters may be in addition to the current detected position e.g. the speed (direction and amount of speed) and / or the acceleration (amount and direction). A negative acceleration is also referred to as deceleration or braking elsewhere in the description.
Insbesondere wird daher eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens vorgeschlagen, wobei zur Feststellung einer bevorstehenden Kollision in Verfahrensschritt d) für zumindest eines der Objekte in dem interessierenden Bereich vorausberechnet wird, dass sich das Objekt in ein Teilvolumen des Lichtraumes hineinbewegt, das das Fahrzeug zum gleichen Zeitpunkt wie das Objekt einnehmen wird. In particular, therefore, a preferred embodiment of the method is proposed, wherein for determining an imminent collision in method step d) is predicted for at least one of the objects in the region of interest that the object moves into a partial volume of the light space, the vehicle at the same time as the object will occupy.
Alternativ oder zusätzlich wird eine Ausgestaltung des Verfahrens vorgeschlagen, wobei bei einer Prüfung, ob eine bevorstehenden Kollision festzustellen ist, in Verfahrensschritt d) für zumindest eines der Objekte in dem interessierenden Bereich vorausberechnet wird, ob sich das Objekt derart bewegt, dass es sich während der Fahrt des Fahrzeugs auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke in keinem Teilvolumen befindet, das das Fahrzeug gleichzeitig wie das Objekt einnehmen wird. Alternatively or additionally, an embodiment of the method is proposed, wherein, in a check as to whether an imminent collision is to be established, in method step d) it is predicted for at least one of the objects in the region of interest whether the object moves in such a way that it moves during the process Travel of the vehicle is located on the route to be traveled in any sub-volume, which will occupy the vehicle at the same time as the object.
Vorzugsweise wird ein Objekt, das sich aus dem Lichtraum herausbewegt hat, weiter verfolgt, da es wieder in den Lichtraum zurückkehren könnte. Ebenfalls wird ein Objekt, das sich voraussichtlich aus dem Lichtraum herausbewegt, vorzugsweise weiter verfolgt, da es seine Bewegungsparameter ändern könnte und sich nicht aus dem Lichtraum herausbewegen könnte. Auf diese Weise kann sowohl eine bevorstehende Kollision mit einem Objekt festgestellt werden, das sich zu einem Auswertungszeitpunkt des interessierenden Bereichs noch nicht im Lichtraum befindet, als auch festgestellt werden, dass sich ein zu einem Preferably, an object that has moved out of the light space is tracked further, since it could return to the light space again. Also, an object that is likely to move out of the light space is preferably further tracked because it could change its motion parameters and not move out of the light space. In this way, both an impending collision can be detected with an object that is not yet in the light space at an evaluation time of the region of interest, as well as found that one to a
Auswertungszeitpunkt noch im Lichtraum befindendes Objekt rechtzeitig aus dem Evaluation time still in the light space located object in time from the
Lichtraum herausbewegen wird. Move clear space out.
Wenn zu einem früheren Auswertungszeitpunkt eine bevorstehende Kollision mit einem Objekt festgestellt wurde und eine entsprechende Maßnahme vorbereitet oder ausgelöst wurde (zum Beispiel Verringerung der Fahrgeschwindigkeit und/oder Ausgabe einer Kollisionswarnung), kann die Maßnahme wieder aufgehoben werden oder als If an imminent collision with an object has been detected at an earlier evaluation time and a corresponding measure has been prepared or triggered (for example, reduction of the travel speed and / or output of a collision warning), the measure can be canceled again or as
„aufzuheben" empfohlen werden (zum Beispiel durch Ausgabe einer entsprechenden Information an den Fahrer oder das automatische Steuersystem), wenn zu einem späteren Auswertungszeitpunkt keine bevorstehende Kollision mit dem Objekt der festgestellt wird. Zum Beispiel kann die Fahrgeschwindigkeit wieder erhöht werden, eine Mitteilung ausgegeben werden, dass die Kollision nicht mehr bevorsteht, und/oder die Warnung beendet werden. Be recommended (for example, by outputting a corresponding information to the driver or the automatic control system), if at a later evaluation time no imminent collision with the object is detected., For example, the driving speed can be increased again, a message issued in that the collision is no longer imminent and / or the warning is ended.
Berechnung oder Abrufen der Fahrzeughüllkurve (Lichtraumprofil) und Berechnung des Lichtraumes entlang des Fahrweges, insbesondere Berechnung anhand der erkannten Fahrstrecke des Fahrzeuges, sind möglich. Calculation or retrieval of the vehicle envelope curve (clearance profile) and calculation of the light space along the route, in particular calculation based on the recognized route of the vehicle, are possible.
Insbesondere werden in dem interessierenden Bereich identifizierte Objekte klassifiziert. Vorzugsweise sind dabei Klassen von Objekten vorgegeben, zum Beispiel bei Kollisionen mit dem Fahrzeug ungefährliche Objekte (z. B. Stück einer Plastikfolie) einerseits und bei Kollisionen gefährliche Objekte oder gefährdete Objekte andererseits (z. B. lebende Objekte wie Personen oder Tiere, Fahrzeuge, Gegenstände mit erheblicher Masse). In particular, identified objects are classified in the region of interest. Classes of objects are preferably predefined here, for example collisions with the vehicle (eg pieces of plastic foil) on the one hand and dangerous objects or endangered objects on the other hand (eg living objects such as persons or animals, vehicles, Objects with considerable mass).
Gemäß einer anderen Klassifizierung, in die Objekte alternativ oder zusätzlich eingeteilt werden können, kann zwischen beweglichen und nicht beweglichen Objekten According to another classification in which objects can be alternatively or additionally classified, can be between movable and non-moving objects
unterschieden werden. Dies ist für die oben bereits erwähnte und unten detaillierter beschriebene Berücksichtigung der Bewegung von Objekten von besonderem Vorteil. be differentiated. This is of particular advantage for the above-mentioned and described in more detail below consideration of the movement of objects.
Zum Beispiel kann ermittelt werden, an welcher Position des Lichtraumes, insbesondere in welcher Höhe über dem Fahrerweg, ein Objekt einen Teil des Lichtraumes einnimmt. Aus der Position, insbesondere Höhe, kann gefolgert werden, zu welcher Klasse von Objekten das Objekt gehört. Beispielsweise handelt es sich bei einer Verletzung des Lichtraumes in großer Höhe vermutlich um ein statisches Objekt, wie einen Ast eines Baumes. Dagegen handelt es sich bei einer Verletzung des Lichtraumes in geringer Höhe über dem Fahrweg, wobei sich das Objekt auch noch bewegt, vermutlich um ein besonders schützenswertes Objekt, wie zum Beispiel eine Person, ein Tier oder ein anderes Fahrzeug. Diese Art der Klassifizierung kann vorläufig sein, das heißt die Klassifizierung kann durch weitere Maßnahmen noch verbessert oder verändert werden. For example, it can be determined at which position of the light space, in particular at which height above the driver's path, an object occupies a part of the light space. From the position, in particular height, it can be deduced to which class of Objects belong to the object. For example, a breach of the light space at high altitude is thought to be a static object, such as a branch of a tree. In contrast, a violation of the light space at a low altitude above the track, the object still moving, probably to a particularly worth protecting object, such as a person, an animal or another vehicle. This type of classification can be preliminary, that is, the classification can be further improved or changed by further measures.
Eine Klassifizierung kann jedoch auch in Hinblick auf die Frage getroffen werden, ob sich ein identifiziertes Objekt gleichzeitig wie das Fahrzeug im Lichtraum befinden wird. In diesem Fall wird ein Objekt als Hindernis mit Gefahrenpotential klassifiziert, wenn die Vorausberechnung dies ergibt. Insbesondere kann ein Objekt hinsichtlich einer Größe seines Gefahrenpotenzials klassifiziert werden. However, classification may also be made as to whether an identified object will be in the same light as the vehicle at the same time. In this case, an object is classified as an obstacle with hazard potential if the forecasting results. In particular, an object may be classified in terms of a size of its hazard potential.
Es kann zumindest ein Grenzwert für die zum Zeitpunkt der Auswertung (darunter wird der Zeitpunkt verstanden, zu dem die der Auswertung zugrundeliegenden Daten erfasst wurden) bestehende Distanz (gemessen entlang der Fahrstrecke oder entlang der direkten Verbindung zwischen Fahrzeug und Objekt) eines identifizierten Objekts vorgegeben werden. Wird der Grenzwert erreicht (in dem Sinn, dass die Distanz vorher größer war und nun den Grenzwert erreicht hat) oder, bei einer alternativen At least one limit value for the distance (measured along the route or along the direct connection between vehicle and object) of an identified object can be specified for the time at which the evaluation takes place (including the point in time at which the data on which the evaluation was based was recorded) , If the limit is reached (in the sense that the distance was previously greater and now has reached the limit) or, in an alternative
Ausgestaltung, wird der Grenzwert unterschritten, und wird für das Objekt bei dieser Distanz eine bevorstehende Kollision festgestellt, wird insbesondere eine mit dem Grenzwert durch Vorgabe verknüpfte Maßnahme ausgelöst (getriggert). Embodiment, the limit value is exceeded, and if an imminent collision is detected for the object at this distance, in particular a measure associated with the limit value by default is triggered (triggered).
Insbesondere kann mehr als ein solcher Grenzwert vorgegeben sein. Z.B. ist ein erster Grenzwert für eine Distanz vorgegeben, die noch eine normale Bremsung des Fahrzeugs ermöglicht, d.h. eine Bremsung mit einer ersten, normalen Verzögerung, die nicht als Notbremsung bezeichnet werden kann. Vorzugsweise wird dieser Grenzwert als von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängiger Grenzwert definiert. Damit kann berücksichtigt werden, dass bei höherer Fahrgeschwindigkeit der Grenzwert für eine normale Bremsung bei größeren Distanzen liegen muss als bei kleinerer In particular, more than one such limit value can be predetermined. For example, a first limit is set for a distance which still allows a normal braking of the vehicle, i. braking with a first, normal deceleration, which can not be called emergency braking. Preferably, this limit value is defined as a limit dependent on the driving speed of the vehicle. It can thus be taken into account that the limit for normal braking must be greater for longer distances than for smaller speeds
Fahrgeschwindigkeit. Ferner kann ein zweiter Grenzwert vorgegeben sein, bei dessen Erreichen oder bei dessen Unterschreiten eine Notbremsung eingeleitet wird. Die Notbremsung hat eine vorgegebene zweite Verzögerung, die größer ist als die erste Verzögerung bei einer Normalbremsung. Der zweite Grenzwert wird insbesondere (vorzugsweise ebenfalls geschwindigkeitsabhängig) für eine Distanz definiert, bei der eine Notbremsung noch zuverlässig durchgeführt werden kann. Zum Beispiel befinden sich die beiden Grenzwerte im Wertebereich von Distanzen, die das Doppelte bis Dreifache der Fahrzeuglänge eines leichten Schienenfahrzeugs (z.B. Straßenbahn) betragen. Driving speed. Furthermore, a second limit value may be predetermined, when it reaches or falls below it, emergency braking is initiated. The emergency braking has a predetermined second deceleration that is greater than the first deceleration during normal braking. The second limit will be in particular (preferably also speed-dependent) defined for a distance at which emergency braking can still be performed reliably. For example, the two limits are within the range of distances that are twice to three times the vehicle length of a light rail vehicle (eg, tram).
Es können auch Grenzwerte definiert sein, die mit anderen Maßnahmen verknüpft sind. Ferner können auch mehr als zwei Grenzwerte mit entsprechenden verknüpften It is also possible to define limit values that are linked to other measures. Furthermore, more than two limit values can be linked with corresponding ones
Maßnahmen definiert sein. Z.B. kann bei mehr als zwei Grenzwerten ein Grenzwert definiert sein, der die größte Distanz der definierten Grenzwerte hat und bei dessen Erreichen zunächst lediglich eine Warnung z.B. an den Fahrer und/oder an die Umgebung des Fahrzeugs ausgegeben wird. Entsprechende Maßnahmen werden unten noch genannt. Der Bremsweg einer Notbremsung kann auch als minimal notwendiger Be defined measures. For example, For example, if there are more than two limit values, a limit value can be defined which has the greatest distance of the defined limit values and, when it is reached, only a warning, e.g. is output to the driver and / or the environment of the vehicle. Appropriate measures are mentioned below. The braking distance of an emergency stop can also be minimally necessary
Bremsweg bezeichnet werden und der Bremsweg einer Normalbremsung kann insbesondere der maximal mögliche Bremsweg sein. Braking distance are called and the braking distance of a normal braking can be in particular the maximum braking distance.
Es ist auch möglich zumindest einen Auflösungsgrenzwert zu setzen. Wenn diese Distanz erreicht wird oder wenn diese Distanz unterschritten wird und wenn eine Kollision mit einem Objekt dann nicht mehr festgestellt wird, kann eine bereits getroffene Maßnahme aufgehoben werden. Dies ermöglicht es, frühzeitig bei großer Distanz Grenzwerte zu setzen, die entsprechend frühzeitig zur Ergreifung von Maßnahmen führen, da die It is also possible to set at least one resolution limit. If this distance is reached or if this distance is exceeded and if a collision with an object is then no longer detected, an already taken action can be canceled. This makes it possible to set limit values at a great distance at an early stage, which lead accordingly to the early initiation of measures, since the
Maßnahmen auch wieder aufgehoben werden können. Dies reduziert auch den Bedarf für schwerwiegende Eingriffe in den Fahrbetrieb, wie Notbremsungen. Die frühzeitig ergriffenen Maßnahmen können weniger schwerwiegende Eingriffe beinhalten. Measures can be lifted again. This also reduces the need for serious intervention in the driving operation, such as emergency braking. The early action taken may include less serious interventions.
Allgemein formuliert, können mehrere Grenzwerte kaskadiert, d.h. zeitlich oder/und räumlich versetzt vorgegeben sein. Generally stated, multiple thresholds may be cascaded, i. be temporally and / or spatially offset.
Auch wenn es bevorzugt wird, dass die Auslösung einer Bremsung automatisch durch Ausgabe der Informationen über die bevorstehende Kollision an die Fahrzeugsteuerung und Eingriff der Fahrzeugsteuerung in das Bremssystems des Fahrzeugs erfolgt, besteht insbesondere bei einer auszulösenden Normalbremsung die Alternative, lediglich eine Aufforderung zur Einleitung der Normalbremsung an den Fahrer auszugeben. Allgemeiner formuliert kann insbesondere die Maßnahme oder der Eingriff in den Fahrbetrieb des Fahrzeugs ausgegeben werden, mit der die bevorstehende Kollision vermieden werden kann. Bezüglich des Zeitpunkts der Ausgabe der Aufforderung sollte berücksichtigt werden, dass der Fahrer noch eine Reaktionszeit benötigt. Der Grenzwert sollte daher entsprechend größer gewählt werden. Eine andere Maßnahme, die mit einem anderen Grenzwert oder dem Grenzwert für die Normalbremsung verknüpft sein kann, besteht darin, den Fahrer lediglich über die bevorstehende Kollision zu informieren. Even if it is preferred that the triggering of a braking is done automatically by outputting the information about the imminent collision to the vehicle control and intervention of the vehicle control in the braking system of the vehicle, there is the alternative, only a request to initiate the normal braking in particular in a triggered normal braking to issue to the driver. More generally, in particular, the measure or the intervention in the driving operation of the vehicle can be output with which the imminent collision can be avoided. Regarding the date of issue of the call should be considered be that the driver still needs a response time. The limit value should therefore be selected correspondingly larger. Another measure, which may be linked to another limit or the limit value for normal braking, is to inform the driver only about the imminent collision.
Wie bereits erwähnt können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, wenn festgestellt wurde, dass eine Kollision bevorsteht, eine Wahrscheinlichkeit für eine Kollision besteht, die einen vorgegebenen Wahrscheinlichkeitswert überschreitet, oder eine Kollision zu befürchten ist. Eine Maßnahme besteht insbesondere darin, den Fahrer des Fahrzeugs zu informieren. Dies ermöglicht ihm, die Situation selbst zu beurteilen und/oder selbst Aktionen durchzuführen, wie zum Beispiel Reduzierung der As already mentioned, various measures can be taken if it has been determined that a collision is imminent, there is a probability of a collision exceeding a given probability value, or a collision is to be feared. One measure is, in particular, to inform the driver of the vehicle. This enables him to assess the situation himself and / or to carry out actions himself, such as reducing the situation
Fahrgeschwindigkeit und/oder Ausgabe einer Warnung an das Umfeld. Es können aber auch Warnungen direkt und automatisch an das Umfeld ausgegeben werden. Generell können Warnungen und Informationen auf beliebige Art ausgegeben werden, zum Beispiel akustisch oder optisch. An das Umfeld werden zum Beispiel Lichtzeichen oder akustische Signale durch Betätigung einer Hupe oder Glocke des Fahrzeugs Driving speed and / or output of a warning to the environment. However, it is also possible to issue warnings directly and automatically to the environment. In general, warnings and information can be output in any way, for example acoustically or optically. To the environment, for example, lights or acoustic signals by pressing a horn or bell of the vehicle
ausgegeben. Insbesondere an den Fahrer kann auch automatisch gesprochener Text einer Spracherzeugungseinrichtung ausgegeben werden, zum Beispiel:„Kollision mit einem Hindernis steht bevor". output. Automatically spoken text of a speech production device can also be output to the driver, for example: "collision with an obstacle is imminent".
Bei einer weiteren Art von Maßnahmen findet automatisch ein Eingriff in die Fahrzeugsteuerung statt. Zum Beispiel wird die Fahrgeschwindigkeit automatisch reduziert, optional bis zum Stillstand. In unkritischen Situationen reicht aber zum Beispiel auch die Reduktion der Geschwindigkeit auf einen niedrigeren, konstanten Wert aus als zuvor. In a further type of measures, an intervention in the vehicle control takes place automatically. For example, the driving speed is automatically reduced, optionally to a standstill. In uncritical situations, for example, the reduction of speed to a lower, constant value is sufficient than before.
Generell wird es bevorzugt, zunächst nicht oder in geringerem Umfang automatisch in die Fahrzeugsteuerung einzugreifen und erst bei Erreichen eines weiteren Grenzwertes in erheblicherem Umfang automatisch in die Fahrzeugsteuerung einzugreifen. Auf diese Weise kann eine Notbremsung in vielen Fällen vermieden werden. In general, it is preferred not to intervene automatically or to a lesser extent automatically in the vehicle control and to intervene only on reaching a further limit to a considerable extent automatically in the vehicle control. In this way emergency braking can be avoided in many cases.
Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung lassen sich insbesondere in alle Arten von Schienenfahrzeugen integrieren, z. B. Niederflur-, Mittelflur- oder Hochflurfahrzeuge sowie Metros, U-Bahnen oder Oberflächenfahrzeuge. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen: Embodiments of the present invention can be integrated in particular in all types of rail vehicles, for. As low-floor, mid-floor or high-floor vehicles and metros, subways or surface vehicles. Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The individual figures of the drawing show:
Fig. 1 schematisch eine Szene, die ausgehend von einem Schienenfahrzeug erfasst wird und sich entlang einer Fahrspur erstreckt, wobei ein Lichtraum sowie ein Lichtraumprofil in einer bestimmten Distanz zum Fahrzeug dargestellt sind, Fig. 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines automatischen Assistenzsystems, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Fahrspur eines Schienenfahrzeugs mit drei 1 schematically shows a scene, which is detected starting from a rail vehicle and extends along a lane, wherein a clearance and a clearance profile are shown at a certain distance to the vehicle, Fig. 2 shows schematically an embodiment of an automatic assistance system, Fig. 3 a Top view on a lane of a rail vehicle with three
verschiedenen Positionen des Schienenfahrzeugs vor einer gekurvten Strecke, in einer stark gekrümmten Kurve und in einer weniger stark gekrümmten Kurve,  different positions of the rail vehicle in front of a curved path, in a strongly curved curve and in a less curved curve,
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Trajektorie eines Fahrzeugs an einer Kurve zur  Fig. 4 is a plan view of a trajectory of a vehicle on a curve to
Erläuterung der Problematik bei der Erkennung einer möglichen Kollision in oder nach Kurven und  Explanation of the problem in the detection of a possible collision in or after curves and
Fig. 5 eine schematische Darstellung ähnlich der in Fig. 4, wobei die Positionen des  Fig. 5 is a schematic representation similar to that in Fig. 4, wherein the positions of the
Fahrzeugs und eines Objektes im Lichtraum zu zwei verschiedenen Zeitpunkten dargestellt sind, um das Konzept der Verwendung der Information über die sich inkrementell ändernde Geschwindigkeit eines Hindernisses in Bezug zur der sich inkrementell ändernden Geschwindigkeit eines Fahrzeugs zu erläutern.  Vehicle and an object in the light space are shown at two different times to explain the concept of using the information about the incrementally changing speed of an obstacle with respect to the incrementally changing speed of a vehicle.
Fig. 1 zeigt eine von einem Fahrzeug 1 erkennbare Szene entlang einer Fahrspur 3 (z.B. Schienenweg) des Fahrzeugs 1 . Von dem Fahrzeug 1 ist lediglich ein vorderes Ende dargestellt, an dem rechts und links der Längsrichtung des Fahrzeugs 1 jeweils eine Kamera 4a, 4b angeordnet ist. Die Kameras 4 nehmen fortlaufend Bilder der Szene auf, sodass dreidimensionale Daten über die Szene gewonnen werden. 1 shows a scene recognizable by a vehicle 1 along a lane 3 (e.g., rail) of the vehicle 1. Of the vehicle 1, only one front end is shown, on the right and left of the longitudinal direction of the vehicle 1 each have a camera 4a, 4b is arranged. The cameras 4 continuously take pictures of the scene so that three-dimensional data about the scene is obtained.
In der Darstellung der Fig. 1 vergrößert sich die Distanz zum Fahrzeug 1 in der Bildebene von unten nach oben entlang der Fahrspur 3. Die Fahrspur 3 ist daher mit zunehmender Distanz in der perspektivischen Darstellung verjüngt gezeichnet. In the illustration of FIG. 1, the distance to the vehicle 1 increases in the image plane from bottom to top along the lane 3. The lane 3 is therefore drawn with increasing distance tapered in the perspective view.
In einer bestimmten Distanz zum Schienenfahrzeug 1 ist ein Lichtraumprofil 10 eingezeichnet. Wenn das Fahrzeug 1 die Position dieses Lichtraumprofils 10 erreicht hat, wird es das Lichtraumprofil 10 voll ausfüllen. Perspektivisch mit gestrichelten Linien gezeichnet in Richtung des Fahrzeugs 1 erstreckt sich ein Lichtraum 9, der sich durch den Raum ergibt, den das Schienenfahrzeug 1 bei seiner weiteren Fahrt durchfährt. Jedes Teilvolumen des Lichtraumes 9 wird zu einem Zeitpunkt während der Fahrt von einem Bereich des Schienenfahrzeugs 1 ausgefüllt werden. At a certain distance to the rail vehicle 1, a clearance gauge 10 is located. When the vehicle 1 has reached the position of this clearance gauge 10, it will fully fill the clearance gauge 10. Perspective drawn with dashed lines in the direction of the vehicle 1, a light space 9, which results from the space that passes through the rail vehicle 1 in its further journey. Each partial volume of the light space 9 will be filled at a time during the journey of a region of the rail vehicle 1.
Der Lichtraum 9 ist in der in Fig. 1 dargestellten Situation lediglich über einen Bereich von Distanzen dargestellt, der nicht unmittelbar am Schienenfahrzeug 1 beginnt. Die Distanz, an der der Lichtraum 9 beginnt, entspricht z.B. der Distanz, die minimal für eine The light space 9 is shown in the situation illustrated in FIG. 1 only over a range of distances which does not begin directly on the rail vehicle 1. The distance at which the light space 9 starts corresponds, e.g. the distance that is minimal for one
Notbremsung des Schienenfahrzeugs benötigt wird, wenn die Notbremsung zum Emergency braking of the rail vehicle is required when the emergency braking for
Zeitpunkt, der der dargestellten Situation entspricht, eingeleitet wird. Alternativ kann es sich bei der Distanz um eine etwas größere Distanz als die für die Notbremsung benötigte Distanz handeln. Time, which corresponds to the situation illustrated, is initiated. Alternatively, the distance may be a distance slightly greater than the distance required for emergency braking.
Das hintere Ende des Lichtraumes 9 befindet sich z.B. in einer Distanz zum Schienenfahrzeug 1 , an der das Schienenfahrzeug 1 zum Stillstand kommen kann, wenn zum Zeitpunkt der dargestellten Situation eine normale Bremsung eingeleitet wird. An dieser Distanz befinden sich rechts von der Fahrspur 3 ein erstes Objekt 5 und links von der Fahrspur 3 ein zweites Objekt 6. Beide Objekte 5, 6 liegen in einem interessierenden Bereich, dessen Außenkontur 8 lediglich für die maximale Distanz des Lichtraumes 9 und damit für die Distanz des Lichtraumprofils 10 dargestellt ist. Der Außenumriss 8 ist rechteckig und enthält das Lichtraumprofil 10. Der Außenumriss 8 könnte somit in einer zweidimensionalen Zeichnungsebene dargestellt werden, in der auch das Lichtraumprofil 10 liegt, da beide dieselbe Distanz zum Schienenfahrzeug 1 haben. Außerhalb des Lichtraumprofils 10 liegt umlaufend ein Bereich, der zwar nicht zum Lichtraum 9 gehört, jedoch innerhalb des interessierenden Bereichs liegt. Dadurch ist eine für die vorliegende Erfindung zweckmäßige geometrische Situation beschrieben, die sich nicht auf das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel mit den speziellen Konturen, Abmessungen und relativen Positionen des interessierenden Bereichs und des Lichtraumes beschränkt. In Fig. 1 ist z.B. das Lichtraumprofil 10 oben gemäß der üblichen Dachform eines Schienenfahrzeugs gerundet dargestellt. Das Lichtraumprofil in der Praxis kann aber z.B. durch Stromabnehmer und Dachaufbauten anders geformt sein. Auch muss der interessierende Bereich nicht das dargestellte rechteckige Außenprofil haben, auch wenn dies bevorzugt wird. Durch jeweils drei Pfeile ist dargestellt, dass die Kameras 4 die Szene vor dem Fahrzeug 1 erfassen. Die dreidimensionale Erfassung findet aufgrund des Stereoprinzips aber in einer nicht in Fig. 1 dargestellten Erfassungseinrichtung statt (siehe Fig. 2). Insbesondere werden von den Kameras 4 kontinuierlich Bilddaten eines räumlichen Bereichs vor dem Schienenfahrzeug 1 erfasst, der größer als der interessierende Bereich ist. Dies ermöglicht es insbesondere, einen breiteren Bereich zu erfassen, in dem dann auch der Verlauf der Fahrstrecke im Fall von Kurven liegen kann. Insbesondere unter Verwendung von Informationen über den Verlauf der Fahrspur oder Fahrstrecke wird aus dem erfassten Bereich der interessierende Bereich ermittelt. Er kann insbesondere durch einen vorgegebenen seitlichen Abstand zur Fahrspur 3 definiert sein. Ferner kann der interessierende Bereich durch eine maximale Höhe über der Fahrspur 3 und eine maximale Höhendifferenz unterhalb der Fahrspur 3 definiert sein. Auf diese Weise kann an jedem Punkt der Fahrspur in Fahrtrichtung ein rechteckiges Außenprofil des interessierenden Bereichs festgelegt werden. Bei Schienenwegen ist die Höhenposition der Fahrspur z.B. durch die Höhenposition der Schienenoberflächen definiert, auf denen die Laufflächen der Räder des Schienenfahrzeugs rollen. The rear end of the light space 9 is located, for example, at a distance to the rail vehicle 1, at which the rail vehicle 1 can come to a standstill, if at the time of the illustrated situation, a normal braking is initiated. At this distance are located to the right of the lane 3, a first object 5 and left of the lane 3, a second object 6. Both objects 5, 6 are in a region of interest, the outer contour 8 only for the maximum distance of the light space 9 and thus for the distance of the clearance gauge 10 is shown. The outer contour 8 is rectangular and contains the clearance space profile 10. The outer contour 8 could thus be represented in a two-dimensional plane of the drawing in which the clearance gauge 10 is located, since both have the same distance to the rail vehicle 1. Outside the gauge section 10 is located circumferentially an area that does not belong to the light space 9, but is within the range of interest. This describes a geometrical situation which is expedient for the present invention and which is not restricted to the exemplary embodiment shown in FIG. 1 with the specific contours, dimensions and relative positions of the region of interest and of the light space. In Fig. 1, for example, the clearance space 10 is shown rounded above according to the usual roof shape of a rail vehicle. The clearance gauge in practice, however, can be shaped differently, for example, by current collectors and roof structures. Also, the area of interest need not have the illustrated rectangular outer profile, although this is preferred. By three arrows is shown that the cameras 4 capture the scene in front of the vehicle 1. However, due to the stereo principle, the three-dimensional detection takes place in a detection device (not shown in FIG. 1) (see FIG. 2). In particular, the cameras 4 continuously acquire image data of a spatial area in front of the rail vehicle 1 that is larger than the area of interest. This makes it possible, in particular, to detect a wider range in which the course of the route can then also be in the case of curves. In particular, using information about the course of the lane or route, the area of interest is determined from the detected area. It can be defined in particular by a predetermined lateral distance from the lane 3. Furthermore, the region of interest may be defined by a maximum height above the lane 3 and a maximum height difference below the lane 3. In this way, at each point of the lane in the direction of travel, a rectangular outer profile of the region of interest can be determined. For railways, the height position of the lane is defined, for example, by the height position of the rail surfaces on which the running surfaces of the wheels of the rail vehicle roll.
Das rechts von der Fahrstrecke 3 dargestellte erste Objekt 5 befindet sich wie auch das zweite Objekt 6 links der Fahrstrecke 3 in der Distanz des Lichtraumprofils 10. Das erste Objekt 5 erstreckt sich von rechts in das Lichtraumprofil 10 hinein, während das zweite Objekt 6 sich nicht in das Lichtraumprofil 10 hineinerstreckt, sondern außerhalb liegt. Wie erwähnt liegen beide Objekte 5, 6 aber innerhalb des interessierenden Bereichs. Wenn sich die Objekte 5, 6 nicht mehr bewegen, bis das Schienenfahrzeug 1 die Position des Lichtraumprofils 10 erreicht hat, bedeutet dies, dass es eine Kollision mit dem ersten Objekt 5 geben wird, jedoch keine Kollision mit dem zweiten Objekt 6. Das hier vorgestellte Verfahren (beispielsweise durch Betrieb des hier vorgestellten The first object 5, which is shown on the right of the route 3, is located at the distance of the clearance 10, as well as the second object 6 on the left of the route 3. The first object 5 extends from the right into the clearance 10, while the second object 6 does not hineinerstreckt into the clearance space 10, but lies outside. As mentioned, both objects 5, 6 are within the range of interest. If the objects 5, 6 no longer move until the rail vehicle 1 has reached the position of the clearance gauge 10, this means that there will be a collision with the first object 5, but no collision with the second object 6. The presented here Method (for example by operation of the presented here
Assistenzsystems) ermöglicht die zuverlässige Feststellung der bevorstehenden Kollision mit dem ersten Objekt 5 und die zuverlässige Feststellung, dass es nicht zu einer Kollision mit dem zweiten Objekt 6 kommen wird. Assistance system) allows the reliable determination of the imminent collision with the first object 5 and the reliable determination that it will not come to a collision with the second object 6.
Wenn sich zumindest eines der Objekte 5, 6 bewegen sollte, kann es jedoch zu einem anderen Ergebnis der Feststellung kommen, wenn gemäß der bevorzugten Ausgestaltung auch die Bewegung der Objekte 5, 6 berücksichtigt wird. Z.B. bewegt sich das zweite Objekt 6 (wie durch wiederholte Erfassung der Szene durch das System festgestellt werden kann) in das Lichtraumprofil 10 hinein, sodass noch rechtzeitig vor dem Erreichen der Distanz, die für eine Notbremsung minimal ausreicht, die bevorstehende Kollision festgestellt werden kann. Die mögliche Bewegung des zweiten Objekts 6 ist durch einen Pfeil mit Doppellinie angedeutet. If at least one of the objects 5, 6 should move, however, a different result of the determination can occur if, according to the preferred embodiment, the movement of the objects 5, 6 is also taken into account. For example, the second object 6 (as determined by the system repeatedly detecting the scene) moves into the clearance space 10, so in good time before reaching it the distance that is minimal enough for emergency braking, the imminent collision can be detected. The possible movement of the second object 6 is indicated by an arrow with a double line.
Ferner könnte es sein, dass sich das erste Objekt 5 aus dem Lichtraumprofil 10 herausbewegt hat, wenn das Fahrzeug 1 die Position des Profils 10 erreicht hat. Die bevorzugte Ausgestaltung würde auch dies erkennen und eine Notbremsung könnte vermieden werden (sofern es nicht zu einer Kollision mit dem zweiten Objekt 6 kommt). Furthermore, it could be that the first object 5 has moved out of the clearance space 10 when the vehicle 1 has reached the position of the profile 10. The preferred embodiment would also recognize this and emergency braking could be avoided (unless there is a collision with the second object 6).
In Fig. 2 sind die beiden Kameras 4a, 4b aus Fig. 1 ebenfalls schematisch dargestellt. Die von Ihnen kontinuierlich aufgenommenen Bilddaten der Szene vor dem Fahrzeug werden zu einer Erfassungseinrichtung 21 übertragen, die daraus die dreidimensionalen Bilddaten der Szene zu den verschiedenen Zeitpunkten der Aufnahme erzeugt. Sie erzeugt optional daraus die entsprechenden dreidimensionalen Bilddaten des interessierenden Bereichs. Dies bedeutet, dass die Erfassungseinrichtung 21 z.B. die Funktionen enthält, die die o.g. Veröffentlichung von Weichselbaum et al. in Bezug auf die Erfassung eines 2, the two cameras 4a, 4b of Fig. 1 are also shown schematically. The continuously recorded image data of the scene in front of the vehicle is transmitted to a detection device 21, which generates therefrom the three-dimensional image data of the scene at the different times of the recording. Optionally, it generates the corresponding three-dimensional image data of the region of interest. This means that the detection means 21, e.g. contains the functions that the o.g. Publication of Weichselbaum et al. in terms of capturing a
interessierenden Bereichs offenbart. Alternativ können die Bilddaten des interessierenden Bereichs aber von einer anderen Einrichtung (z. B. der nachgeschalteten area of interest. Alternatively, however, the image data of the region of interest may be provided by another device (eg, the downstream one)
Auswertungseinrichtung 27) erzeugt oder ermittelt werden. Ferner alternativ oder zusätzlich können Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit (einschließlich deren zeitlicher Ableitungen, das heißt die positive oder negative Beschleunigung und insbesondere die inkrementelle Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit) durch Evaluation device 27) are generated or determined. Further alternatively or additionally, information about the vehicle speed (including their time derivatives, that is, the positive or negative acceleration and in particular the incremental change in the vehicle speed) by
Auswertung der dreidimensionalen Bilddaten berechnet werden, die zu den Evaluation of the three-dimensional image data are calculated, which to the
verschiedenen Zeitpunkten erzeugt wurden. different times were generated.
In jedem Fall wertet die Auswertungseinrichtung 27, die mit einem Datenausgang der Erfassungseinrichtung 21 verbunden ist, aus, ob in dem interessierenden Bereich Objekte vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs zu vermeiden ist. Im Fall der in Fig. 1 dargestellten Situation würde die Auswertungseinrichtung 27 die Objekte 5, 6 identifizieren. Optional führt die Auswertungseinrichtung 27 eine Klassifizierung der identifizierten Objekte durch. Ferner optional ermittelt die Auswertungseinrichtung 27 die Beschleunigung oder Verzögerung des identifizierten Objekts entlang der Trajektorie des Fahrzeugs. Ferner ist eine Bestimmungseinrichtung 23 zur Bestimmung eines Lichtraumes in dem interessierenden Bereich vorgesehen. Informationen, die die Bestimmungseinrichtung dazu benötigt, erhält sie z.B. von einem optionalen Datenspeicher 22 oder einer anderen optionalen Einrichtung. Diese Informationen betreffen insbesondere die Größe des Lichtraumprofils an einer Position entlang der Fahrspur, optional in Abhängigkeit von einem Kurvenradius an der Position. Die Bestimmungseinrichtung 23 ist optional mit der Erfassungseinrichtung 21 verbunden, sodass sie auch davon Daten über den zu bestimmenden Lichtraum erhält. Insbesondere kann die Bestimmungseinrichtung 23 aus den dreidimensionalen Daten des interessierenden Bereichs den Verlauf der Fahrspur ermitteln und den entsprechenden Lichtraum bestimmen. Die Bestimmungseinrichtung 23 gibt den bestimmten Lichtraum über einen Ausgang an einen Eingang einer In any case, the evaluation device 27, which is connected to a data output of the detection device 21, evaluates whether there are objects in the region of interest with which a collision of the vehicle is to be avoided. In the case of the situation illustrated in FIG. 1, the evaluation device 27 would identify the objects 5, 6. Optionally, the evaluation device 27 carries out a classification of the identified objects. Further optionally, the evaluation device 27 determines the acceleration or deceleration of the identified object along the trajectory of the vehicle. Furthermore, a determination device 23 is provided for determining a light space in the region of interest. Information that the determination device requires for this is obtained, for example, from an optional data memory 22 or another optional device. In particular, this information relates to the size of the clearance gauge at a position along the lane, optionally as a function of a turning radius at the position. The determination device 23 is optionally connected to the detection device 21, so that it also receives data about the light space to be determined. In particular, the determination device 23 can determine the course of the lane from the three-dimensional data of the region of interest and determine the corresponding light space. The determining device 23 outputs the determined light space via an output to an input of a
Feststellungseinrichtung 25 aus. Determining device 25 off.
Die Feststellungseinrichtung 25 weist ferner einen Eingang zum Empfangen der The determination device 25 also has an input for receiving the
Ausgangsdaten der Auswertungseinrichtung 27 auf, nämlich der Daten über die etwaig identifizierten Objekte in dem interessierenden Bereich. Output data of the evaluation device 27, namely the data on the possibly identified objects in the region of interest.
Die Feststellungseinrichtung 25 stellt fest, ob in dem bestimmten Lichtraum eine Kollision mit einem Objekt stattfinden wird, sofern das Fahrzeug seine Fahrt ohne Einleitung von Kollisionsvermeidungsmaßnahmen fortsetzt. Informationen über die im weiteren Verlauf der Fahrt ohne derartige Maßnahmen auszuführenden Bewegungen des Fahrzeugs erhält die Feststellungseinrichtung 25 z.B. über einen entsprechenden Dateneingang, der im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem entsprechenden Datenausgang der The determination device 25 determines whether a collision with an object will take place in the specific light space, as long as the vehicle continues its journey without initiation of collision avoidance measures. Information about the movements of the vehicle to be carried out in the course of the journey without such measures is obtained by the determining device 25, e.g. via a corresponding data input, which in the illustrated embodiment with a corresponding data output of
Fahrzeugsteuerung 29 verbunden ist. Auf diese Weise kann die Fahrzeugsteuerung 29 Informationen über die momentane Fahrgeschwindigkeit, optional aber auch über geplante Änderungen der Fahrgeschwindigkeit zu der Feststellungseinrichtung 25 übertragen. Allgemeiner formuliert empfängt die Feststellungseinrichtung 25 insbesondere von der Fahrzeugsteuerung 29 Informationen über den geplanten weiteren Verlauf der Bewegung. Wie oben bereits beschrieben wurde, kann die Feststellungseinrichtung alternativ oder zusätzlich Informationen über die Fahrgeschwindigkeit durch Auswertung der von der Erfassungseinrichtung zu verschiedenen Zeitpunkten erfassten Daten erhalten. Diese Auswertung kann zum Beispiel von einer der zuvor anhand von Fig. 2 beschriebenen Einrichtungen durchgeführt werden. Z. B. statt der Auswertungseinrichtung 27 ermittelt die Feststellungseinrichtung 25 die Beschleunigung oder Verzögerung des identifizierten Objekts entlang der Trajektorie des Fahrzeugs. Alternativ oder zusätzlich ermittelt die Feststellungseinrichtung 25 und/oder die Bestimmungseinrichtung 23, ob sich das identifizierte Objekt in den Lichtraum hinein bewegt und/oder aus dem Lichtraum heraus bewegt. Ferner alternativ oder zusätzlich kann die Feststellungseinrichtung 25 die inkrementelle Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder die Vehicle control 29 is connected. In this way, the vehicle controller 29 can transmit information about the current driving speed, but optionally also about planned changes in the driving speed to the determining device 25. More generally, the determining device 25 receives in particular from the vehicle control 29 information about the planned further course of the movement. As already described above, the determination device can alternatively or additionally obtain information about the driving speed by evaluating the data acquired by the detection device at different times. This evaluation can be carried out, for example, by one of the devices described above with reference to FIG. 2. For example, instead of the evaluation device 27, the determination device 25 determines the acceleration or deceleration of the identified object along the trajectory of the vehicle. Alternatively or in addition the determination device 25 and / or the determination device 23 determines whether the identified object moves into the light space and / or moves out of the light space. Further alternatively or additionally, the determining means 25 may be the incremental change of the vehicle speed and / or the
Bestimmungseinrichtung 23 feststellen. Determine determination device 23.
Wenn die Feststellungseinrichtung 25 lediglich eine Geschwindigkeit empfängt oder bereits empfangen hat geht sie z. B. davon aus, dass die Fahrt des Fahrzeugs mit unveränderter Geschwindigkeit fortgesetzt wird. Andernfalls erhält sie If the determining means 25 only receives a speed or has already received it goes z. B. assume that the drive of the vehicle is continued at the same speed. Otherwise, she gets
Zusatzinformationen. Diese können auch in detaillierten Daten über einen Further information. These can also be detailed in a data about a
Geschwindigkeitsverlauf und/oder eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs bestehen. Selbstverständlich ist auch der Empfang eines Positions-Zeit-Verlaufs der Bewegung des Fahrzeugs möglich. Speed history and / or acceleration or deceleration of the vehicle exist. Of course, the reception of a position-time course of the movement of the vehicle is possible.
Die Feststellungseinrichtung 25 berechnet anhand dieser Informationen über die geplante Bewegung des Fahrzeugs voraus, ob und gegebenenfalls in welcher Distanz zur momentanen Position des Fahrzeugs eine Kollision stattfinden wird, wenn keine The determination device 25 uses this information about the planned movement of the vehicle to calculate whether and, if appropriate, at what distance from the current position of the vehicle a collision will take place, if none
Abhilfemaßnahmen ergriffen werden. Optional ermittelt die Feststellungseinrichtung 25 selbst, welche Maßnahmen zu ergreifen sind. Z.B. verfügt die Feststellungseinrichtung 25 über die Information der Verknüpfung der o.g. Grenzwerte mit bestimmten Remedial action. Optionally, the determining device 25 itself determines which measures are to be taken. For example, the determining means 25 has the information of linking the o.g. Limit values with certain
Abhilfemaßnahmen oder Warnmaßnahmen. In jedem Fall weist die Corrective measures or warning measures. In any case, the
Feststellungseinrichtung 25 eine Ausgabeeinrichtung 30 auf, die Informationen über die bevorstehende Kollision und/oder Signale zur Ausführung und/oder Auslösung von Maßnahmen ausgibt, z.B. an die Fahrzeugsteuerung oder eine oder mehrere Detection means 25 an output means 30 which outputs information about the impending collision and / or signals for the execution and / or triggering of measures, e.g. to the vehicle control or one or more
Warnsignalerzeugungs- und -ausgabevorrichtung(en). Optional kann die Warning signal generation and dispensing device (s). Optionally, the
Fahrzeugsteuerung 29 damit ohne Zutun oder Eingriff des Fahrers mögliche Vehicle control 29 so possible without intervention or intervention of the driver
Bremsvorgänge selbstständig auslösen. Trigger braking automatically.
Die Feststellungseinrichtung 25 und/oder eine zusätzliche Ermittlungseinrichtung kann/können die Kollisionsprüfung ausführen, die in dieser Beschreibung beschrieben wird. Zum Beispiel kann/können sie das Eintreten von Ereignissen feststellen und das Ausführen zugeordneter Maßnahmen auslösen. Beispiele für die Ereignisse werden noch beschrieben. Fig. 3 erläutert, warum der Lichtraum im Bereich von Kurven der Fahrspur vorteilhafter Weise breiter gewählt wird als bei geraden Fahrspuren. Auch wird die Abhängigkeit der Breite des Lichtraumes von der Krümmung der Kurve, d.h. vom Kurvenradius, erläutert und damit eine Basisinformation zur Berechnung eines notwendigen Lichtraumbedarfes in Kurven gegeben Bei Fig. 3 handelt es sich um eine schematische Darstellung zur Erläuterung der beschriebenen Effekte. Die Zeichnung ist nicht maßstäblich und entspricht nicht exakt den Verhältnissen realer Schienenfahrzeuge. The determination device 25 and / or an additional determination device may perform the collision check described in this specification. For example, they can detect the occurrence of events and trigger the execution of associated actions. Examples of the events will be described. Fig. 3 explains why the light space in the range of lanes of the lane is advantageously chosen wider than in straight lanes. The dependence of the width of the light space on the curvature of the curve, ie on the curve radius, is also explained and thus given basic information for calculating a necessary clearance requirement in curves. FIG. 3 is a schematic representation for explaining the described effects. The drawing is not to scale and does not exactly correspond to the conditions of real rail vehicles.
Links unten in Fig. 3 ist ein Streckenabschnitt einer Fahrspur 35 dargestellt, der geradeaus verläuft. Ein in diesem Abschnitt fahrendes Schienenfahrzeug 1 10 weist eine durch gestrichelte Linien angedeutete Hüllkurve 120 auf, die eine Breite 40 der Größe a hat. Die zu wählende Breite des Lichtraumes entlang der geraden Strecke hat daher ebenfalls den Wert a. Die Krümmung des geraden Fahrspurabschnitts kann durch den Krümmungsradius Rio bezeichnet werden, der gegen unendlich geht. At the bottom left in Fig. 3, a section of a lane 35 is shown, which runs straight ahead. A running in this section rail vehicle 1 10 has an indicated by dashed lines envelope 120, which has a width 40 of the size a. The width of the light space to be selected along the straight line therefore also has the value a. The curvature of the straight lane section may be indicated by the radius of curvature Rio going to infinity.
Im darauffolgenden Abschnitt der Fahrspur 35 befindet sich eine Kurve mit dem In the following section of the lane 35 is a curve with the
Krümmungsradius RH . ES handelt sich um eine enge Kurve und somit um einen kleinen Kurvenradius. Es ist schematisch ein Schienenfahrzeug 1 1 1 dargestellt, das die Kurve befährt. Da sich die Drehgestelle (nicht dargestellt) im vorderen und hinteren Bereich des Fahrzeugs 1 1 1 befinden, erstreckt sich der mittlere Bereich des Fahrzeugs 1 1 1 auf der Innenseite der Kurve weiter über die Ränder der Fahrspur hinaus als es bei Radius of curvature RH. It is a tight turn and therefore a small turning radius. It is schematically illustrated a rail vehicle 1 1 1, which travels the curve. Since the bogies (not shown) in the front and rear of the vehicle 1 1 1 are located, the central region of the vehicle 1 1 1 extends beyond the edges of the lane on the inside of the curve than at
Geradeausfahrt oder geringerer Kurvenkrümmung der Fall ist. Ferner ragen die Enden des Fahrzeugs 1 1 1 vorne und hinten an der Außenseite der Kurve weiter über den seitlichen Rand der Fahrspur 35 hinaus als es bei Geradeausfahrt und geringerer Straight ahead or less curvature is the case. Further, the ends of the vehicle 11 1 protrude further forward and rearward on the outside of the curve beyond the lateral edge of the lane 35 than when driving straight ahead and less
Kurvenkrümmung der Fall ist. Ein Teil der Hüllkurve 121 , die die seitlich herausragenden Teile des Schienenfahrzeugs 1 1 1 bei der Kurvenfahrt definieren, ist durch gestrichelte Linien dargestellt. Am in Fig. 3 oben liegenden Ende dieser Hüllkurve hat sie eine Breite 41 mit einem Wert b, der größer ist als der Wert a. Dementsprechend ist die Breite des Lichtraumes im Kurvenbereich zu wählen. Curve curvature is the case. A part of the envelope 121, which define the laterally projecting parts of the rail vehicle 1 1 1 when cornering, is shown by dashed lines. At the top of this envelope, as seen in Fig. 3, it has a width 41 with a value b greater than the value a. Accordingly, the width of the light space in the curve area to choose.
Im oberen Teil von Fig. 3 ist eine geringer gekrümmte Kurve mit Krümmungsradius R12 dargestellt. Das diese Kurve durchfahrende Fahrzeug 1 12 ragt weniger weit seitlich über die Ränder der Fahrspur 35 hinaus als es bei der stärker gekrümmten Kurve der Fall ist. Es ragt aber weiter über die Ränder der Fahrspur 35 hinaus als es bei der Geradeausfahrt links unten in Fig. 3 der Fall ist. Die Hüllkurve 122 hat eine Breite 42 mit dem Wert c, der kleiner ist als der Wert b, aber größer ist als der Wert a. Dementsprechend ist die Breite des Lichtraumes zu wählen. In the upper part of Fig. 3, a small curved curve is shown with radius of curvature R12. The vehicle 12 traversing this curve projects less far laterally beyond the edges of the lane 35 than is the case with the more curved curve. But it protrudes further beyond the edges of the lane 35 as it is the case when driving straight ahead in the lower left in Fig. 3. The envelope 122 has a width 42 with the value c, the is less than the value b, but greater than the value a. Accordingly, the width of the light space to choose.
Oben in Fig. 3 ist noch die strichpunktierte Mittenlinie der Fahrspur 35 mit dem Above in Fig. 3 is still the dot-dashed center line of the lane 35 with the
Bezugszeichen 130 bezeichnet. Die Mittenlinie kann auch als im Verlauf der Fahrt des Fahrzeugs durchfahrende Trajektorie bezeichnet werden. Reference numeral 130 denotes. The center line can also be referred to as trajectory traversing the vehicle.
Fig. 4 zeigt eine an einem Fahrzeug 1 beginnende Trajektorie TR, die durch den vor dem Fahrzeug 1 liegenden Fahrweg definiert ist. An verschiedenen Stellen der Trajektorie TR ist die Breite des Lichtraumes jeweils durch einen Querbalken dargestellt. Am Ende der durch die Trajektorie TR definierten Kurve befindet sich links von der Trajektorie TR ein Objekt 6. FIG. 4 shows a trajectory TR beginning at a vehicle 1, which is defined by the travel path lying ahead of the vehicle 1. At different points of the trajectory TR, the width of the light space is represented by a transverse bar. At the end of the curve defined by the trajectory TR, there is an object 6 to the left of the trajectory TR.
Ferner sind ausgehend jeweils links und rechts von der Front des Fahrzeugs 1 die Ränder des Erfassungsbereichs dargestellt, innerhalb dem die links und rechts im Bereich der Front angeordneten Kameras die Szene vor dem Fahrzeug 1 erfassen. Das Objekt 6 wird zwar von beiden Kameras erfasst. Es ist aber aus der Perspektive des Fahrzeugs 1 nicht unmittelbar erkennbar, ob sich das Objekt 6 innerhalb des Lichtraumes befindet oder nicht. Furthermore, starting from the front of the vehicle 1, the edges of the detection area are shown starting from left and right, within which the cameras arranged on the left and right in the region of the front detect the scene in front of the vehicle 1. The object 6 is indeed detected by both cameras. However, it is not immediately apparent from the perspective of the vehicle 1 whether the object 6 is located within the light space or not.
Da die Erfassungseinrichtung mit den Kameras dreidimensionale Informationen über den Erfassungsbereich erzeugt, kann aus den erfassten Daten der momentane Abstand des Objekts 6 vom Fahrzeug 1 ermittelt werden. Außerdem enthalten die Daten Since the detection device generates three-dimensional information about the detection area with the cameras, the instantaneous distance of the object 6 from the vehicle 1 can be determined from the acquired data. In addition, the data included
selbstverständlich die Information über die Richtung, in der sich das Objekt 6 befindet. Außerdem steht die Information über den Verlauf der Trajektorie TR zur Verfügung. of course, the information about the direction in which the object 6 is located. In addition, the information about the course of the trajectory TR is available.
Vorzugsweise wird daher wie folgt vorgegangen: aus den erfassten dreidimensionalen Informationen werden die Richtung und Entfernung des Objekts 6 vom Fahrzeug 1 ermittelt. In dem resultierenden interessierenden Bereich wird der Lichtraum bestimmt, der sich aus dem Verlauf der Trajektorie TR und dem Lichtraumprofil ergibt. Da der Lichtraum und die aus der Richtung und Entfernung des Objekts 6 resultierende Position des Objekts 6 insbesondere in einem gemeinsamen Koordinatensystem (zum Beispiel dem Koordinatensystem des Erfassungsbereichs) zur Verfügung stehen, kann nun geprüft werden, ob sich das Objekt 6 innerhalb des Lichtraums befindet. Alternativ oder zusätzlich kann bei einem sich bewegenden Objekt 6 geprüft werden, ob sich das Objekt in den Lichtraum hinein bewegt, insbesondere wenn Daten ausgewertet werden, die zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst wurden. Wenn sich das Objekt 6 nicht bewegt, kann in dem gemeinsamen Koordinatensystem mit einfachen, grundlegenden Verfahren der Geometrie geprüft werden, ob das Objekt 6 den Lichtraum verletzt. Zum Beispiel kann der Ortsvektor des Oberflächenpunktes des Objekts 6 ermittelt werden, der der Trajektorie TR am nächsten liegt, und dann der Abstand zu der Trajektorie TR und/oder zu den Grenzen des Lichtraumes ermittelt werden. Alternativ kann zum Beispiel in einer die Trajektorie TR enthaltenden Ebene, die als Fahrebene bezeichnet werden kann, durch trigonometrische Berechnungen unter Verwendung der Richtung und des Abstandes des Objekts 6 zum Fahrzeug 1 ermittelt werden, ob das Objekt 6 den Lichtraum verletzt. The procedure is therefore preferably as follows: the direction and distance of the object 6 from the vehicle 1 are determined from the acquired three-dimensional information. In the resulting region of interest, the light space resulting from the trajectory TR and the gauge is determined. Since the light space and the position of the object 6 resulting from the direction and distance of the object 6 are available in particular in a common coordinate system (for example the coordinate system of the detection area), it is now possible to check whether the object 6 is located within the light space. Alternatively or additionally, in the case of a moving object 6, it can be checked whether the object moves into the light space, in particular if data which were acquired at different points in time are evaluated. If the object 6 does not move, in the common coordinate system can be checked with simple, fundamental methods of geometry, whether the object 6 violates the light space. For example, the position vector of the surface point of the object 6 closest to the trajectory TR can be determined, and then the distance to the trajectory TR and / or to the boundaries of the light space can be determined. Alternatively, for example, in a plane containing the trajectory TR, which may be referred to as a driving plane, it may be determined by trigonometric calculations using the direction and distance of the object 6 to the vehicle 1 whether the object 6 violates the clearance.
Im Allgemeinen befindet sich die Trajektorie nicht permanent innerhalb derselben Ebene. Dies ist zum Beispiel dann nicht der Fall, wenn das Fahrzeug eine Senke des Geländes durchfährt. Um bei diesem Beispiel zu bleiben, erfasst die Erfassungseinrichtung ein mögliches Kollisionsobjekt in der Senke nicht oder an einer nicht der wahren In general, the trajectory is not permanently within the same plane. This is not the case, for example, when the vehicle passes through a depression of the terrain. In order to stay in this example, the detector does not detect a possible collision object in the sink, or not the true one
Höhenposition in Bezug auf die Fahrstrecke entsprechenden Höhenposition, bevor das Fahrzeug in die Senke einfährt. Im Allgemeinen, losgelöst von dem speziellen Beispiel, wird es daher bevorzugt, auch das Höhenprofil der Trajektorie mit zu berücksichtigen. Die Informationen über das Höhenprofil können zum Beispiel aus Landkarten oder durch vorheriges Befahren der Fahrstrecke gewonnen werden. Analog zu dem anhand von Fig. 4 erläuterten Fall einer Kurvenfahrt kann mit den Informationen über das Höhenprofil jedenfalls dann eine Kollision mit dem Objekt vorausberechnet werden, wenn das vollständige Objekt oder ein ausreichender Teil des Objekts durch die Height position in relation to the route corresponding height position before the vehicle enters the sink. In general, apart from the specific example, it is therefore preferred to take into account also the height profile of the trajectory. The information about the altitude profile can be obtained, for example, from maps or by driving past the route. Analogous to the case of cornering explained with reference to FIG. 4, a collision with the object can in any case be precalculated with the information about the height profile if the complete object or a sufficient part of the object is precomputed by the object
Erfassungseinrichtung erfasst wird. Detection device is detected.
Fig. 5 zeigt ähnlich wie Fig. 4 den Frontbereich eines Schienenfahrzeugs 1 , jedoch nicht nur zu einem ersten Zeitpunkt, der der in Fig. 4 dargestellten Situation entspricht, sondern auch zu einem zweiten, späteren Zeitpunkt während der Fahrt. Auch das Objekt 6 bewegt sich und befindet sich zu dem zweiten Zeitpunkt an einer anderen Position. Objekt und Fahrzeug sind an der Position des zweiten Zeitpunkts mit gestrichelten Linien dargestellt. Die Fahrzeuggeschwindigkeit ist mit v_F, die Objektgeschwindigkeit ist mit v_0, der Weg bis zur Kollision ist mit s_coll und die für eine Vermeidung einer Kollision erforderliche Verzögerung der Fahrzeugbewegung ist mit a_erf bezeichnet. Similar to FIG. 4, FIG. 5 shows the front region of a rail vehicle 1, but not only at a first time, which corresponds to the situation illustrated in FIG. 4, but also at a second, later point in time during the journey. The object 6 also moves and is at a different position at the second time. Object and vehicle are shown at the position of the second time with dashed lines. The vehicle speed is v_F, the object speed is v_0, the path to collision is s_coll, and the deceleration of vehicle motion required to avoid a collision is designated a_erf.
Folgende Überlegungen veranschaulichen, warum die Kenntnis der sich inkrementell ändernden Geschwindigkeit des Objekts (zum Beispiel des Objekts 6 in Fig. 5) in Bezug auf die sich inkrementell ändernde Geschwindigkeit des Fahrzeuges von Bedeutung ist: • Ergibt die sich inkrementell ändernde Geschwindigkeit des Objekts eine The following considerations illustrate why the knowledge of the incrementally changing speed of the object (for example, the object 6 in FIG. 5) is significant with respect to the incrementally changing speed of the vehicle: • Returns the incrementally changing speed of the object one
Beschleunigung entlang dem Verlauf der Trajektorie, die stetig (insbesondere über einen Zeitraum mit vielen Zeitpunkten der Erfassung des interessierenden  Acceleration along the course of the trajectory, which is continuous (especially over a period of time with many points of capture of the interest
Bereichs) größer ist als die inkrementelle Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, so kann keine Kollision stattfinden. Unter einer Beschleunigung bzw. einer beschleunigten Bewegung des Objekts wird eine Bewegung verstanden, deren Geschwindigkeit sich in Richtung des Verlaufs der Trajektorie, das heißt weg vom Fahrzeug, vergrößert. Dies kann auch eine abnehmende  Range) is greater than the incremental change in the speed of the vehicle, so no collision can take place. An acceleration or an accelerated movement of the object is understood to mean a movement whose velocity increases in the direction of the trajectory, that is, away from the vehicle. This can also be a decreasing one
Geschwindigkeit in Richtung des Fahrzeugs sein.  Speed in the direction of the vehicle.
• Ergibt die sich inkrementell ändernde Geschwindigkeit des Objektes eine  • Returns the incrementally changing speed of the object one
Verzögerung entlang dem Verlauf der Trajektorie, die stetig (insbesondere über einen Zeitraum mit vielen Zeitpunkten der Erfassung des interessierenden  Delay along the course of the trajectory, which is continuous (especially over a period of time with many points of capture of the interest
Bereichs) kleiner ist als die inkrementelle Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, so kann keine Kollision stattfinden, sofern die inkrementelle  Range) is less than the incremental change in the speed of the vehicle, so no collision can take place unless the incremental
Änderung der Geschwindigkeit negativ ist, d.h. das Fahrzeug langsamer wird. Change in speed is negative, i. the vehicle slows down.
• Ergibt die sich inkrementell ändernde Geschwindigkeit des Objektes eine • Returns the incrementally changing speed of the object one
Verzögerung entlang dem Verlauf der Trajektorie, die stetig (insbesondere über einen Zeitraum mit vielen Zeitpunkten der Erfassung des interessierenden  Delay along the course of the trajectory, which is continuous (especially over a period of time with many points of capture of the interest
Bereichs) größer ist als die inkrementelle Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, so wird eine Kollision stattfinden, sofern die inkrementelle Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges negativ ist, d.h. das Fahrzeug langsamer wird.  Range) is greater than the incremental change in the speed of the vehicle, so a collision will occur if the incremental change in the speed of the vehicle is negative, i. the vehicle slows down.
• Ergibt die sich inkrementell ändernde Geschwindigkeit des Objektes eine  • Returns the incrementally changing speed of the object one
Verzögerung entlang dem Verlauf der Trajektorie und ist die inkrementelle  Delay along the course of the trajectory and is the incremental
Änderung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges positiv, das heißt das Fahrzeug wird schneller, so wird eine Kollision stattfinden  Changing the speed of the vehicle positively, that is, the vehicle is faster, so a collision will take place
Die zuvor genannten vier Situationen können insbesondere jeweils als ein Ereignis im Sinne der unten beschriebenen Ergreifung von Maßnahmen bezeichnet werden. In particular, the four situations mentioned above may each be referred to as an event in the sense of the taking of measures described below.
Es wird daher bevorzugt, zur Feststellung, ob eine Kollision mit dem in dem It is therefore preferred to determine whether a collision with that in the
interessierenden Bereich erfassten Objekt stattfindet, aus der inkrementellen Änderung der Geschwindigkeit die Beschleunigung oder Verzögerung entlang dem Verlauf der Trajektorie zu ermitteln. Ferner wird bevorzugt, bei der Feststellung, ob eine Kollision stattfindet, die ermittelte Beschleunigung oder Verzögerung entlang dem Verlauf der Trajektorie mit der inkrementellen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu vergleichen und insbesondere entsprechend den oben genannten Fällen zu entscheiden, ob eine Kollision stattfinden wird oder nicht. From the incremental change in velocity, the acceleration or deceleration along the course of the trajectory is determined. Further, in determining whether a collision is occurring, it is preferable that the detected acceleration or deceleration along the course of the Compare trajectory with the incremental change in vehicle speed and in particular according to the above cases to decide whether a collision will take place or not.
Vorzugsweise wird außerdem ermittelt, ob sich das Objekt in den Lichtraum hinein bewegt oder aus dem Lichtraum hinaus bewegt. Hierdurch kann sich das Ergebnis der In addition, it is preferably determined whether the object moves into the light space or moves out of the light space. As a result, the result of the
Feststellung ändern. Zum Beispiel kann das Ergebnis der Feststellung zunächst lauten, dass eine Kollision stattfindet. Wenn aber festgestellt wird, dass sich das Objekt bis zu dem Zeitpunkt der Kollision aus dem Lichtraum heraus bewegt hat, kann das Ergebnis der Feststellung geändert werden. Insbesondere daher, aber auch aus anderen Gründen, ist die Kenntnis der Distanz zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt von Vorteil. Change determination. For example, the result of the determination may initially be that a collision is taking place. However, if it is determined that the object has moved out of the light space until the time of the collision, the result of the determination may be changed. In particular, therefore, but also for other reasons, the knowledge of the distance between the vehicle and the object of advantage.
Oben wurde bereits auf vorgegebene Grenzwerte für die Distanz eingegangen. Wird der Grenzwert erreicht, oder wird der Grenzwert unterschritten, und wird für das Objekt bei dieser Distanz eine bevorstehende Kollision festgestellt, kann eine dem Grenzwert zugeordnete, vorgegebene Maßnahme ergriffen werden. Das Erreichen oder Above was already given to specified limits for the distance. If the limit value is reached, or if the limit value is undershot, and if an imminent collision is detected for the object at this distance, a predetermined measure assigned to the limit value can be taken. Reaching or
Unterschreiten ist jeweils ein mögliches Ereignis, das eine vordefinierte Maßnahme auslöst. Falling below is one possible event that triggers a predefined action.
Für im Folgenden betrachtete Szenarien einer potentiellen Kollision wird außer der Kenntnis der momentanen (aktuellen) Werte der Distanz zwischen Fahrzeug und Objekt auch die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeuges verwendet: For the scenarios of a potential collision considered below, as well as knowing the current (current) values of the distance between the vehicle and the object, the instantaneous speed of the vehicle is also used:
Einzelnen Werten der Geschwindigkeit und vorzugsweise Geschwindigkeitsbereichen sind jeweils ein vorgegebener Grenzwert und eine vorgegebenen Maßnahme zugeordnet. Insbesondere können auf diese Weise zusätzliche kaskadierte Grenzwerte festgelegt sein/werden und bei Erreichen oder Unterschreiten des jeweiligen Grenzwerts die zugeordnete Maßnahmen ausgeführt werden. Individual values of the speed and preferably speed ranges are each assigned a predetermined limit value and a predetermined measure. In particular, additional cascaded limit values can be established in this way and the assigned measures can be executed when the respective limit value is reached or fallen below.
Zum Beispiel kann die Maßnahme eine Vorsichts-Maßnahme wie eine Warnung an den Fahrer sein, z. B. wenn die Geschwindigkeit nicht zu hoch ist und die Distanz zum Objekt noch groß ist. Die Vorsichts-Maßnahme kann z.B. in der Ausgabe einer Information bestehen, dass erhöhte Vorsicht geboten ist, da sich bei hoher momentaner For example, the action may be a precautionary measure such as a warning to the driver, e.g. For example, if the speed is not too high and the distance to the object is still large. The precautionary measure may e.g. in the output of an information that increased caution is advised, since at high momentary
Fahrzeuggeschwindigkeit ein potentielles Kollisionsobjekt im Lichtraum befindet. Diese Vorsichts-Maßnahme ist daher hohen Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit zugeordnet. Eine solche Vorsichts-Maßnahme ist insbesondere für Szenarien vorgesehen, in denen der Fahrer ausreichend Zeit hat, selbst zu reagieren, zum Beispiel eine Bremsung mit normaler (nicht maximaler) Fahrzeugverzögerung einzuleiten. Vehicle speed is a potential collision object in the light space. This precautionary measure is therefore associated with high values of the vehicle speed. Such a precautionary measure is particularly intended for scenarios in which the driver has sufficient time to react for himself, for example to initiate braking with normal (non-maximum) vehicle deceleration.
Insbesondere entsprechend festgelegten Regeln zu Weglängen einer Fahrzeugbremsung bis zum Stillstand können alternativ oder zusätzlich mehrere kaskadierte Grenzwerte festgelegt sein, wobei zumindest eine der jeweils dem Grenzwert zugeordneten In particular, in accordance with established rules for path lengths of vehicle braking to standstill, alternatively or additionally, a plurality of cascaded limit values can be defined, wherein at least one of the respective ones is assigned to the limit value
Maßnahmen eine Aktions-Maßnahme zur Bremsung des Fahrzeugs (zum Beispiel mit jeweils festgelegter Fahrzeugverzögerung) sein kann. Alternativ oder zusätzlich kann die Empfehlung der Aktion an den Fahrer ausgegeben werden. Zum Beispiel kann die Empfehlung enthalten, dass eine Bremsung vorbereitet werden sollte und/oder dass sich ein potentielles Kollisionsobjekt bei kritischer Distanz zum Fahrzeug und/oder kritischer Fahrzeuggeschwindigkeit im Lichtraum befindet. Ferner alternativ oder zusätzlich kann die Information insbesondere an den Fahrer ausgegeben werden, dass eine Notbremsung vorbereitet werden sollte oder auszuführen ist, insbesondere weil die Distanz für eine Normalbremsung zu gering ist. Es ist auch möglich, dass eine Notbremsung automatisch eingeleitet wird. Measures may be an action measure for braking the vehicle (for example, each with a defined vehicle deceleration). Alternatively or additionally, the recommendation of the action can be output to the driver. For example, the recommendation may include that a braking should be prepared and / or that a potential collision object is at critical distance to the vehicle and / or critical vehicle speed in the clearance. Further alternatively or additionally, the information can be output in particular to the driver that an emergency braking should be prepared or is to be carried out, in particular because the distance for a normal braking is too low. It is also possible that emergency braking is initiated automatically.
Mögliche auszugebende Informationen sind zum Beispiel: Possible information to output are, for example:
- „Meldung 1 ": Vorsicht - aktuelle Verzögerung ist permanent kleiner als erforderliche Verzögerung;  - "Message 1": Caution - current delay is permanently less than required delay;
- „Meldung 2":„Bremsung vorbereiten - potentielles Hindernis im Lichtraum - Distanz und/oder Geschwindigkeit kritisch";  - "message 2": "Prepare braking - potential obstacle in the clearance - distance and / or speed critical";
- „Meldung 3":„Bremsung einleiten - Kollision mit Hindernis - Distanz und/oder  - "Message 3": "initiate braking - collision with obstacle - distance and / or
Geschwindigkeit überkritisch";  Speed supercritical ";
- „Meldung 4":„Notbremsung aktivieren - Anhalteweg für Betriebsbremsung zu gering"  - "Message 4": "Activate emergency braking - stopping distance for service braking too low"
Allgemeiner formuliert kann das Konzept der kaskadierten Ausführung von Maßnahmen aufgrund von jeweils einem eingetretenen Ereignis (zum Beispiel More generally, the concept of cascading execution of actions may be based on each occurrence (e.g.
Feststellungsergebnissen der Kollision-Feststellungseinrichtung bzw. von Determination results of the collision-determining device or of
Feststellungsergebnissen des entsprechenden Verfahrensschrittes) alternativ oder zusätzlich unabhängig von dem Erreichen oder Unterschreiten eines Distanz-Grenzwertes ausgeführt werden. Zum Beispiel kann die Kollision wie oben beschrieben durch Vergleich der Beschleunigung oder Verzögerung des Objektes entlang dem Verlauf der Trajektorie mit der inkrementellen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit festgestellt werden. Determination results of the corresponding method step) alternatively or additionally be performed independently of the achievement or falling below a distance limit value. For example, the collision may be as described above by comparing the acceleration or deceleration of the object along the course of the trajectory be detected with the incremental change in the vehicle speed.
Besteht die Situation, die zur Feststellung der Kollision führt, zum Beispiel während eines ersten Zeitraumes der wiederholten Auswertung des interessierenden Bereichs, kann eine erste Maßnahme ergriffen werden (zum Beispiel eine Information oder Meldung ausgegeben werden). Besteht die Situation, die zur Feststellung der Kollision führt, auch während eines zweiten Zeitraumes der wiederholten Auswertung des interessierenden Bereichs, wobei der zweite Zeitraum länger ist als der erste Zeitraum, kann eine zweite Maßnahme ergriffen werden (zum Beispiel eine Information oder Meldung ausgegeben werden). Die Maßnahmen sind somit kaskadiert. Optional können nicht nur zwei If the situation leading to the determination of the collision, for example during a first period of the repeated evaluation of the area of interest, a first measure can be taken (for example, an information message or be issued). If the situation leading to the determination of the collision also exists during a second period of the repeated evaluation of the region of interest, wherein the second period is longer than the first period, a second measure can be taken (for example, an information or message is output) , The measures are thus cascaded. Optionally, not just two
Maßnahmen kaskadiert sein, sondern mehr als zwei Maßnahmen. Cascades action, but more than two measures.
Wie weiter oben beschrieben, können die Maßnahmen aber nicht nur bezüglich der Dauer der Kollisionssituation kaskadiert sein, sondern alternativ oder zusätzlich bezüglich der Distanz. Auch Kombinationen bezüglich der Art der Ereignisse, bei deren Eintreten die vorgegebene Maßnahme ausgeführt wird, sind möglich. Zum Beispiel kann eines der Ereignisse sich auf das Erreichen oder Unterschreiten einer vorgegebenen Distanz des Fahrzeugs zum möglichen Kollisionsobjekt beziehen und ein anderes der Ereignisse das Ergebnis eines Vergleichs der inkrementellen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Verzögerung oder Beschleunigung des Objekts entlang der Trajektorie sein. As described above, however, the measures can be cascaded not only with respect to the duration of the collision situation, but alternatively or additionally with respect to the distance. Combinations with respect to the type of events in the occurrence of the predetermined action is carried out, are possible. For example, one of the events may relate to reaching or falling below a predetermined distance of the vehicle to the potential collision object, and another of the events may be the result of a comparison of the incremental change in vehicle speed with the deceleration or acceleration of the object along the trajectory.
Zum Beispiel kann eine erste Maßnahme ergriffen werden, wenn die momentane inkrementelle Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner ist als die zum Stillstand vor dem Kollisionsobjekt erforderliche notwendige Verzögerung, sofern die inkrementelle Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit (insbesondere über einen Beobachtungszeitraum vorgegebener Länge hinweg) negativ ist. Insbesondere kann (zum Beispiel nach der ersten Maßnahme) bei Erreichen oder Unterschreiten einer vorgegebenen Distanz des Fahrzeugs zu dem erfassten Objekt eine zweite Maßnahme ergriffen werden. Optional kann eine dritte Maßnahme ergriffen werden, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit soweit abgenommen hat, dass sie einen vorgegebenen Grenzwert erreicht hat oder (in einem anderen Fall) unterschreitet. Die dritte Maßnahme besteht zum Beispiel darin, dass dem Fahrer oder dem automatischen Steuersystem des Fahrzeugs mitgeteilt wird, eine Kollision steht nicht mehr bevor (optional unter Nennung der Bedingung, dass die For example, a first measure may be taken if the instantaneous incremental change in vehicle speed is less than the necessary deceleration required to stop before the collision object, if the incremental change in vehicle speed (particularly over an observation period of predetermined length) is negative. In particular, a second measure can be taken (for example, after the first measure) when reaching or falling below a predetermined distance of the vehicle to the detected object. Optionally, a third measure can be taken if the vehicle speed has decreased so far that it has reached a predetermined limit or (in another case) falls below. The third measure is, for example, that the driver or the automatic control system of the vehicle is informed that a collision is no longer imminent (with optional mention of the condition that the
Fahrzeuggeschwindigkeit nicht wieder erhöht wird). Vehicle speed is not increased again).
Es ist auch möglich, zwei Ereignisse, denen jeweils eine vorgegebene Maßnahme zugeordnet ist, miteinander zu verknüpfen und abhängig davon, ob beide Ereignisse eintreten oder (in einem anderen Fall) ob beide Ereignisse nicht eintreten, eine andere Maßnahme zu ergreifen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, nach dem Eintreten einer Mehrzahl von Ereignissen automatisch zumindest eine weitere Maßnahme zu ergreifen. Zum Beispiel kann diese weitere Maßnahme eine Maßnahme sein, die ein automatischer Eingriff in die Fahrzeugsteuerung ist oder diesen auslöst, zum Beispiel eine Notbremsung (d.h. Bremsung mit maximal möglicher Verzögerung der It is also possible to link two events, each of which has a given action associated with it, and another, depending on whether both events occur or (in another case) if both events do not occur To take action. Alternatively or additionally, it is possible to automatically take at least one further measure after the occurrence of a plurality of events. For example, this further measure may be a measure that is an automatic intervention in the vehicle control or triggers this, for example, emergency braking (ie braking with maximum possible delay of
Fahrzeugbewegung). Vehicle movement).

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zum automatischen Assistieren eines Fahrers eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs (1 ), insbesondere eines Schienenfahrzeugs, aufweisend folgende Schritte, die automatisch ausgeführt werden: 1 . Method for automatically assisting a driver of a lane-bound vehicle (1), in particular a rail vehicle, comprising the following steps, which are carried out automatically:
a) Erfassen eines interessierenden Bereichs (8) entlang einer vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke, die durch eine Fahrspur (3) vorgegeben ist, an die das Fahrzeug (1 ) gebunden ist, und die das Fahrzeug (1 ) zu durchfahren hat, b) Bestimmen eines Lichtraumes (9) in dem interessierenden Bereich (8), wobei das Fahrzeug (1 ) jedes Teilvolumen des Lichtraumes (9) während einer Fahrt auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke ausfüllen wird, optional zumindest stellenweise vergrößert um einen Sicherheitszuschlag,  a) detecting a region of interest (8) along a path ahead of the vehicle, which is predetermined by a traffic lane (3) to which the vehicle (1) is bound and which the vehicle (1) has to travel through, b) Determining a light space (9) in the region of interest (8), wherein the vehicle (1) will fill each partial volume of the light space (9) during travel on the route to be traveled, optionally at least in places increased by a safety margin,
c) Auswerten, ob in dem interessierenden Bereich (8) Objekte (5, 6) vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs (1 ) zu vermeiden ist,  c) evaluating whether there are objects (5, 6) in the region of interest (8) with which a collision of the vehicle (1) is to be avoided,
d) zum Feststellen einer bevorstehenden Kollision Vorausberechnen, ob zumindest eines der Objekte (5, 6), die in dem erfassten interessierenden Bereich (8) vorhanden sind, sich in einem Teilvolumen des Lichtraumes (9) befinden wird, das das Fahrzeug (1 ) gleichzeitig wie das Objekt (5, 6) einnehmen wird, und  d) for determining an imminent collision, predicting whether at least one of the objects (5, 6) present in the detected region of interest (8) will be located in a partial volume of the light space (9) that the vehicle (1) at the same time as the object (5, 6) will occupy, and
Feststellen der bevorstehenden Kollision, wenn dies der Fall ist,  Detecting the impending collision, if that is the case
wobei Informationen über eine Zeitabhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des  wherein information about a time dependence of the driving speed of the
Fahrzeugs (1 ) während einer fortgesetzten Fahrt des Fahrzeugs (1 ) erhalten oder ermittelt werden, einschließlich Informationen über bevorstehende und/oder bereits eingeleitete Änderungen der Fahrgeschwindigkeit, und  Vehicle (1) during a continued journey of the vehicle (1) are obtained or determined, including information on upcoming and / or already introduced changes in the vehicle speed, and
wobei unter Verwendung der Informationen über eine Zeitabhängigkeit der  wherein, using the information about a time dependence of the
Fahrgeschwindigkeit ermittelt wird, ob ein zusätzlicher Eingriff und welcher zusätzliche Eingriff in den Fahrbetrieb des Fahrzeugs (1 ) erforderlich ist, um die bevorstehende Kollision zu vermeiden.  Driving speed is determined whether an additional intervention and what additional intervention in the driving operation of the vehicle (1) is required to avoid the impending collision.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei unter Verwendung der Informationen über eine Zeitabhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit eine Größe einer Verzögerung der 2. The method of claim 1, wherein using the information about a time dependency of the vehicle speed, a magnitude of a deceleration of
Fahrzeugbewegung ermittelt wird, mit der die bevorstehende Kollision vermieden werden kann.  Vehicle movement is determined, with the impending collision can be avoided.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei eine Distanz zwischen dem Fahrzeug (1 ) und einem in dem interessierenden Bereich (8) vorhandenen Objekt (5, 6) ermittelt wird und wobei abhängig von der ermittelten Distanz die Größe der Verzögerung ermittelt wird. 3. The method of claim 2, wherein a distance between the vehicle (1) and in the region of interest (8) existing object (5, 6) is determined and wherein, depending on the determined distance, the magnitude of the delay is determined.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest die Schritte a) und c) in Anspruch 1 während einer andauernden Fahrt des Fahrzeugs (1 ) wiederholt ausgeführt werden und wobei wiederholt ermittelt wird, ob ein zusätzlicher Eingriff und welcher zusätzliche Eingriff in den Fahrbetrieb des Fahrzeugs (1 ) erforderlich ist, um die bevorstehende Kollision zu vermeiden. 4. The method according to any one of the preceding claims, wherein at least the steps a) and c) are carried out repeatedly in claim 1 during a continuous drive of the vehicle (1) and wherein it is repeatedly determined whether an additional intervention and what additional intervention in the driving of the vehicle (1) is required to avoid the imminent collision.
5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Informationen über die Zeitabhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit zumindest teilweise aus einer 5. The method according to the preceding claim, wherein the information about the time dependence of the driving speed at least partially from a
inkrementellen Änderung der Fahrzeugposition jeweils zwischen zwei Zeitpunkten der Erfassung des interessierenden Bereichs in Schritt a) in Anspruch 1 aus den in Schritt a) erhaltenen Erfassungsergebnissen ermittelt werden.  Incremental change in the vehicle position respectively between two points in time of the detection of the region of interest in step a) in claim 1 can be determined from the detection results obtained in step a).
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei jeweils zwischen zwei Zeitpunkten der Erfassung des interessierenden Bereichs in Schritt a) in Anspruch 1 aus den in Schritt a) erhaltenen Erfassungsergebnissen ermittelt wird, welche inkrementelle Änderung der Objektposition ein in dem erfassten interessierenden Bereich (8) vorhandenes Objekte (5, 6) hat, und wobei die Feststellung in Schritt d) in Anspruch 1 die inkrementelle Änderung der Objektposition berücksichtigt. 6. Method according to claim 4 or 5, wherein in each case between two points in time of detection of the region of interest in step a) in claim 1 it is determined from the detection results obtained in step a) which incremental change of the object position a detected region of interest (8 ) has existing objects (5, 6), and wherein the determination in step d) in claim 1 takes into account the incremental change of the object position.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Feststellung einer bevorstehenden Kollision in Schritt d) in Anspruch 1 für zumindest eines der Objekte (5, 6) in dem interessierenden Bereich (8) vorausberechnet wird, dass sich das Objekt (5, 6) in ein Teilvolumen des Lichtraumes (9) hineinbewegt, das das Fahrzeug (1 ) zum gleichen Zeitpunkt wie das Objekt (5, 6) ausfüllen wird. 7. Method according to one of the preceding claims, wherein, to determine an imminent collision in step d) in claim 1, it is predicted for at least one of the objects (5, 6) in the region of interest (8) that the object (5, 6 ) is moved into a partial volume of the light space (9) which will fill the vehicle (1) at the same time as the object (5, 6).
8. Automatisches Assistenzsystem für einen Fahrer eines fahrspurgebundenen 8. Automatic assistance system for a driver of a lane-bound
Fahrzeugs (1 ), insbesondere eines Schienenfahrzeugs, aufweisend:  Vehicle (1), in particular a rail vehicle, comprising:
- eine Erfassungseinrichtung (21 ), die ausgestaltet ist, einen interessierenden  - A detection device (21), which is designed, a person of interest
Bereich (8) entlang einer vor dem Fahrzeug (1 ) liegenden Fahrstrecke zu erfassen, die durch eine Fahrspur (3) vorgegeben ist, an die das Fahrzeug (1 ) gebunden ist, und die das Fahrzeug (1 ) zu durchfahren hat, - eine Bestimmungseinrichtung (23), die ausgestaltet ist, einen Lichtraum (9) in dem interessierenden Bereich (8) zu bestimmen, wobei das Fahrzeug (1 ) jedes Teilvolumen des Lichtraumes (9) während einer Fahrt auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke ausfüllen wird, optional zumindest stellenweise vergrößert um einen Sicherheitszuschlag, Detecting area (8) along a preceding in front of the vehicle (1) route, which is predetermined by a lane (3) to which the vehicle (1) is bound, and which has to pass through the vehicle (1), a determination device (23) which is designed to determine a light space (9) in the region of interest (8), the vehicle (1) filling each subvolume of the light space (9) during travel on the route to be traveled, optionally at least partially enlarged by a security surcharge,
- eine Auswertungseinrichtung (27), die ausgestaltet ist auszuwerten, ob in dem interessierenden Bereich (8) Objekte (5, 6) vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs (1 ) zu vermeiden ist,  - An evaluation device (27) which is configured to evaluate whether in the region of interest (8) objects (5, 6) are present, with which a collision of the vehicle (1) is to be avoided,
- eine Feststellungseinrichtung (25), die ausgestaltet ist eine bevorstehende  - A determination device (25), which is designed an imminent
Kollision festzustellen, wobei vorausberechnet wird, dass zumindest eines der Objekte (5, 6), die in dem erfassten interessierenden Bereich (8) vorhandenen sind, sich in einem Teilvolumen des Lichtraumes (9) befinden wird, das das Fahrzeug (1 ) gleichzeitig wie das Objekt (5, 6) ausfüllen oder einnehmen wird, wobei das Assistenzsystem ausgestaltet ist, Informationen über eine Zeitabhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs (1 ) während einer fortgesetzten Fahrt des Fahrzeugs (1 ) zu erhalten oder zu ermitteln, einschließlich Informationen über bevorstehende und/oder bereits eingeleitete Änderungen der Fahrgeschwindigkeit, und unter Verwendung der Informationen über eine Zeitabhängigkeit der  Determining collision, wherein it is predicted that at least one of the objects (5, 6) present in the detected region of interest (8) will be located in a partial volume of the light space (9) which simultaneously simulates the vehicle (1) filling or taking the object (5, 6), wherein the assistance system is configured to obtain or to obtain information about a time dependency of the traveling speed of the vehicle (1) during a continued travel of the vehicle (1), including information about forthcoming and / or or already introduced changes in the driving speed, and using the information about a time dependence of the
Fahrgeschwindigkeit zu ermitteln, ob ein zusätzlicher Eingriff und welcher zusätzliche Eingriff in den Fahrbetrieb des Fahrzeugs (1 ) erforderlich ist, um die bevorstehende Kollision zu vermeiden.  Driving speed to determine whether an additional intervention and what additional intervention in the driving operation of the vehicle (1) is required to avoid the impending collision.
9. Assistenzsystem nach Anspruch 8, wobei das Assistenzsystem ausgestaltet ist, unter Verwendung der Informationen über eine Zeitabhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit eine Größe einer Verzögerung der Fahrzeugbewegung zu ermitteln, mit der die bevorstehende Kollision vermieden werden kann. 9. assistance system according to claim 8, wherein the assistance system is configured, using the information about a time dependence of the driving speed to determine a magnitude of a delay of the vehicle movement, with which the imminent collision can be avoided.
10. Assistenzsystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Assistenzsystem ausgestaltet ist, eine Distanz zwischen dem Fahrzeug (1 ) und einem in dem interessierenden Bereich (8) vorhandenen Objekt (5, 6) zu ermitteln und abhängig von der ermittelten Distanz die Größe der Verzögerung zu ermitteln. 10. assistance system according to claim 8 or 9, wherein the assistance system is configured to determine a distance between the vehicle (1) and in the region of interest (8) existing object (5, 6) and depending on the determined distance, the size of Determine delay.
1 1 . Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die 1 1. Assistance system according to one of claims 8 to 10, wherein the
Erfassungseinrichtung (21 ) ausgestaltet ist, wiederholt einen interessierenden Bereich (8) zu erfassen, wobei die Auswertungseinrichtung (27) ausgestaltet ist, jeweils den erfassten interessierenden Bereich (8) auszuwerten, ob in dem interessierenden Bereich (8) Objekte (5, 6) vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs (1 ) zu vermeiden ist. Detection device (21) is configured repeatedly to detect a region of interest (8), wherein the evaluation device (27) is configured, respectively detected area of interest (8) to evaluate whether in the area of interest (8) objects (5, 6) are present, with which a collision of the vehicle (1) is to be avoided.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , wobei das Assistenzsystem ausgestaltet ist, die 12. The method of claim 1 1, wherein the assistance system is designed, the
Informationen über die Zeitabhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit zumindest teilweise aus einer inkrementellen Änderung der Fahrzeugposition jeweils zwischen zwei Zeitpunkten der Erfassung des interessierenden Bereichs aus den durch die  Information about the time dependence of the vehicle speed at least partially from an incremental change of the vehicle position between two times of the detection of the region of interest from the by the
Erfassungseinrichtung (21 ) erhaltenen Erfassungsergebnissen zu ermitteln.  Detecting means (21) obtained detection results.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei das Assistenzsystem ausgestaltet ist, jeweils zwischen zwei Zeitpunkten der Erfassung des interessierenden Bereichs durch die Erfassungseinrichtung (21 ) aus den Erfassungsergebnissen zu ermitteln, welche inkrementelle Änderung der Objektposition ein in dem erfassten interessierenden Bereich (8) vorhandenes Objekte (5, 6) hat, und wobei die Feststellungseinrichtung (25) ausgestaltet ist, die inkrementelle Änderung der Objektposition zu 13. The method of claim 11 or 12, wherein the assistance system is configured, in each case between two times of detection of the region of interest by the detection means (21) to determine from the detection results, which incremental change of the object position in the detected area of interest (8 ) has existing objects (5, 6), and wherein the determining means (25) is adapted to the incremental change of the object position
berücksichtigen.  consider.
14. Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die 14. Assistance system according to one of claims 8 to 12, wherein the
Feststellungseinrichtung (25) ausgestaltet ist, zur Feststellung einer bevorstehenden Kollision für zumindest eines der Objekte (5, 6) in dem interessierenden Bereich (8) vorauszuberechnen, dass sich das Objekt (5, 6) in ein Teilvolumen des Lichtraumes (9) hineinbewegt, das das Fahrzeug (1 ) zum gleichen Zeitpunkt wie das Objekt (5, 6) einnehmen wird.  Determining means (25) is arranged to predict an imminent collision for at least one of the objects (5, 6) in the region of interest (8) that the object (5, 6) moves into a partial volume of the light space (9), that will occupy the vehicle (1) at the same time as the object (5, 6).
15. Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei die 15. Assistance system according to one of claims 8 to 14, wherein the
Feststellungseinrichtung (25) ausgestaltet ist, beim Feststellen der Kollision  Determining device (25) is configured when determining the collision
Bewegungsinformationen einer Fahrzeugsteuerung (29) über eine zukünftige  Movement information of a vehicle controller (29) about a future
Bewegung des Fahrzeugs (1 ) auszuwerten, um den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem das Fahrzeug (1 ) das Teilvolumen einnehmen wird.  Evaluate movement of the vehicle (1) to determine the time at which the vehicle (1) will occupy the sub-volume.
16. Fahrzeug, mit dem automatischen Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 15. 16. Vehicle, with the automatic assistance system according to one of claims 8 to 15.
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