WO2018087340A4 - Inspektionssystem, inspektionsverfahren sowie system und verfahren zur verkehrsmittelsteuerung - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einerseits ein Inspektionssystem zur Inspektion eines technischen Funktionszustandes von Inspektionsabschnitten eines Fahrzeuges mit einem Sensorsystem zur Aufnahme von IST-Rohdaten von zu inspizierenden Inspektionsabschnitten des Fahrzeuges; einem Trägersystem für das Sensorsystem zur Ausrichtung des Sensorsystems auf das bewegte Fahrzeug; einem Datenverarbeitungssystem zur Ansteuerung und vorzugsweise Regelung des Sensorsystems; einem Schutzsystem für das Inspektionssystem, das Fahrzeug und/oder Benutzer des Inspektionssystems oder Fahrzeuges; wobei das Sensorsystem zumindest ein Kamerasystem zur Aufnahme von Flächenbildern umfasst; und das Inspektionssystem zur Inspektion des Fahrzeuges in einem Betriebszustand, bevorzugt ohne Eingriff in den Betriebszustand, insbesondere in einem Fahrtbetrieb des Fahrzeuges, ausgelegt ist; und das Sensorsystem, das Datenverarbeitungssystem und das Schutzsystem zur automatisierten Inspektion des technischen Funktionszustandes wirkverbunden sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Inspektionsverfahren zum Inspizieren eines technischen Betriebszustandes eines Fahrzeuges in einem Betriebszustand auf einem Fahrtweg sowie ein System und ein Verfahren zur Verkehrsmittelsteuerung.
Claims
1. Inspektionssystem zur Inspektion eines technischen Funktionszustandes von Inspektionsabschnitten eines Fahrzeuges mit
a. einem Sensorsystem zur Aufnahme von IST-Rohdaten von zu inspizierenden Inspektionsabschnitten des Fahrzeuges;
b. einem Trägersystem für das Sensorsystem zur Ausrichtung des Sensorsystems auf das bewegte Fahrzeug;
c. einem Datenverarbeitungssystem zur Ansteuerung und vorzugsweise Regelung des Sensorsystems;
d. einem Schutzsystem für das Inspektionssystem, das Fahrzeug und/oder Benutzer des Inspektionssystems oder Fahrzeuges;
wobei
e. das Sensorsystem zumindest ein Kamerasystem zur Aufnahme von Flächenbildern umfasst; und
f. das Inspektionssystem zur Inspektion des Fahrzeuges in einem Betriebszustand, bevorzugt ohne Eingriff in den Betriebszustand, insbesondere in einem Fahrtbetrieb des Fahrzeuges, ausgelegt ist; und
g. das Sensorsystem, das Datenverarbeitungssystem und das Schutzsystem zur automatisierten Inspektion des technischen Funktionszustandes wirkverbunden sind,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
h. das Inspektionssystem ein Schutzsystem mit einer das Inspektionssystem zumindest teilweise umgebenden Überhüllung wie einem Zelt zur Abschattung direkter Lichtquellen, die bei der Inspektion störend sind, umfasst, und/oder
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
i. das Kamerasystem ein Beleuchtungssystem zur definierten Ausleuchtung von Inspektionsabschnitten mit einem Beleuchtungslicht umfasst, wobei das Beleuchtungssystem zum Blendschutz von Personen im und/oder am Fahrzeug automatisch gesteuert von einem Umgebungslichtsensor und/oder Sensor zur Detektion von Personen und/oder Fahrzeugen ab- und oder aufblendbar ausgestaltet ist.
2. Inspektionssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
das Sensorsystem zumindest eine der folgenden Komponenten umfasst:
a. ein Kamerasystem zur Aufnahme von Flächenbildern und Inspektionsabschnitten, umfassend kontinuierlich und/oder getriggert aufnehmende Kameras;
b. ein Vibrationsmessungssystem zur Messung von Vibrationen, Schwingungen und/oder Geräuschen von Inspektionsabschnitten des Fahrzeugs und/oder eines Fahrwegs für das Fahrzeug;
c. ein Akustikmesssystem, bevorzugt umfassend auf Inspektionsabschnitte ausrichtbare Richtmikrofone;
d. einen chemischen Detektor zum Nachweis von aus dem Fahrzeug oder einem Inspektionsabschnitt des Fahrzeuges austretenden chemischen Substanzen; und/oder
e. einem System zur Detektion von elektromagnetischer Abstrahlung von einem Inspektionsabschnitt des Fahrzeugs.
3. Inspektionssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
das Kamerasystem ein Beleuchtungssystem zur definierten Ausleuchtung von Inspektionsabschnitten mit einem Beleuchtungslicht umfasst,
a. wobei bevorzugt das Kamerasystem und das Beleuchtungssystem auf, insbesondere Licht reflektierende, Inspektionsabschnitte ausgerichtet und zur Durchführung von deflektometrischen Messungen ausgelegt sind, wobei mehr bevorzugt das Kamerasystem und das Beleuchtungssystem zur Durchführung von Fotometrie, Radiometrie, Fotogrammetrie, Laserscanning oder Laserentfernungsmessung ausgelegt sind;
b. wobei das Beleuchtungssystem zum Blendschutz von Personen im und/oder am Fahrzeug allmählich und/oder in einen von dem Beleuchtungssystem geworfenen Lichtkegel abschnittsweise ab- und oder aufblendbar ausgestaltet
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
ist, und/oder
C. wobei bevorzugt zumindest ein optisches Element in einem Strahlengang zwischen zumindest einer Kamera des Kamerasystems und einem von der Kamera zu inspizierenden Inspektionsabschnitt angeordnet ist, wobei das optische Element insbesondere ein Bandpassfilter für Licht ist, in dessen Bandpassintervall ein Beleuchtungslicht des Beleuchtungssystems liegt.
4. Inspektionssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
das Inspektionssystem, insbesondere das Sensorsystem, das Trägersystem, das Schutzsystem und/oder das Datenverarbeitungssystem in Modulen und/oder Modulgruppen aufgebaut sind,
a. wobei bevorzugt für einen definierten Inspektionszweck erforderliche Sensoren in einer Modulgruppe zusammengefasst sind, wobei besonders bevorzugt die Sensoren der Modulgruppe an einem gemeinsamen Träger oder in einem gemeinsamen Gehäuse eingehaust montiert sind, wobei meist bevorzugt die Montage zur relativen örtlichen Kalibrierung der Sensoren untereinander starr und mit einem gegen eine Kalibrierungsgenauigkeit geringen mechanischen Spiel ausgebildet ist;
b. wobei bevorzugt aus den Modulen und/oder Modulgruppen ein Trägersystem oder Inspektionssystem konfigurierbar und insbesondere zu erleichterten Instandhaltung, zum Austausch und/oder zur Erweiterung des Inspektionssystems untereinander lösbar verbunden sind; und/oder
c. wobei bevorzugt die Module und/oder Modulgruppe eine lösbare und/oder in einer Konfiguration als Inspektionseinrichtung aus Sicherheitsgründen fixierbare Verbindung aufweisen, wobei mehr bevorzugt die Verbindung aus Verbindern und komplementären Gegenverbindern besteht und/oder die Verbindung zur mechanischen Verbindung, kommunikativen Verbindung, insbesondere als Datenbus, Erdungsverbindung und/oder Energieübertragungsverbindung ausgebildet ist.
5. Inspektionssystem nach Anspruch 4
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
a. das Trägersystem L-förmig, I-förmig, U-förmig, M-förmig, C-förmig ausgebildet ist und/oder bevorzugt stationär bezüglich eines Fahrweges des Fahrzeuges angeordnet ist;
b. zumindest ein Trägermodul des Trägersystems eine Bewegungseinrichtung
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
zur Einstellung eines Abstandes und/oder einer Winkelausrichtung eines Sensors oder einer Sensorgruppe des Sensorsystems zu einem Inspektionsabschnitt des Fahrzeugs umfasst, wobei besonders bevorzugt die Bewegungseinrichtung zur Einstellung von vordefinierten Messbedingungen, insbesondere bezüglich einer Ausrichtung, einer Position und/oder eines Fahrzeugtyps des Fahrzeuges, steuerbar und/oder regelbar ist; und/oder
c. zumindest ein Trägermodul des Trägersystems in bestehende Verkehrsmittelinfrastruktur integrierbar ist, oder bestehenden Verkehrsmittelinfrastruktur zumindest ein Trägermodul des Trägersystems bildet.
6. Inspektionssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
das Datenverarbeitungssystem zumindest eine der folgenden Komponenten umfasst:
a. zumindest einen Server ausgelegt zumindest zur Steuerung und/oder zum Datenempfang von Clients des Sensorsystems;
b. Datenverbindungen vom zumindest einen Server an die Clients des Sensorsystems, wobei die Datenverbindungen bevorzugt zur Übermittlung von Steuersignalen an die Clients des Sensorsystems und/oder zur Übertragung von Daten von den Clients des Sensorsystems an den Server ausgelegt sind und/oder von Energieübertragungsverbindungen für den Server, das Sensorsystem und/oder das Fahrzeug elektrisch oder galvanisch entkoppelt sind; c. externe drahtlose und/oder drahtgebundene, bevorzugt verschlüsselte, Datenverbindungen zur Vernetzung mit IT-Systemen von anderen Ressourcen eines Verkehrsmittelsystems, insbesondere IT-Systemen von Fahrzeugen, Fahrwegen, Instandhaltungseinrichtungen, Logistiklagern für Ersatzteile für das Fahrzeug, externen Hardwareressourcen und/oder dem Internet; und/oder d. ein Benutzer-Interface zur Anzeige und/oder Eingabe von Daten und/oder
Steuerbefehlen durch einen Benutzer, bevorzugt ausgelegt zur Datenübertragung von vom Sensorsystem gemessenen Rohdaten, von vorzugsweise kalibrierten und gegebenenfalls rektifizierten Extraktionsdaten aus den Rohdaten und/oder aus den Extraktionsdaten abgeleiteten Inspektionsdaten und/oder Metadaten innerhalb eines Inspektionsintervalls des Sensorsystems bezogen auf das Fahrzeug, besonders bevorzugt zur Datenübertragung in Echtzeit, und/oder zur zeitversetzten Abrufbarkeit durch einen Benutzer.
7. Inspektionssystem nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
das Schutzsystem zumindest eine der folgenden Komponenten umfasst:
a. ein Schutzgehäuse für Module und/oder Modulgruppen aus Bestandteilen des Sensorsystems, Trägersystems und/oder Datenverarbeitungssystems, vorzugsweise ausgelegt zum Schutz der Sensoren vor Umgebungseinflüssen wie insbesondere Lichteinstrahlung und/oder Temperatur, Feuchtigkeit, Witterung und/oder Tieren;
b. einen Hochspannungsschutz, vorzugsweise ausgestaltet als Einhausung für ein Modul, eine Modulgruppe und/oder ein Schutzgehäuse, mit einer elektrischen Erdungsverbindung zu einem Massepotenzial des Verkehrsweges, wobei der Hochspannungsschutz und die elektrische Erdungsverbindung bezogen auf eine Hochspannungsversorgung des Fahrzeugs von 15 kV einen elektrischen und oder thermischen Leitwert hat, der mindestens der eines Kupferkabels mit 70 mm Durchmesser entspricht.
8. Verwendung eines Inspektionssystems nach einem der vorangegangenen Ansprüche zur technischen Inspektion eines technischen Funktionszustandes, insbesondere der Betriebsbereitschaft und/oder prognostizierten Betriebsbereitschaft, eines Fahrzeugs, insbesondere eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs, insbesondere eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit Ankopplung an eine stationäre elektrische Energiequelle.
9. Inspektionsverfahren zum Inspizieren eines technischen Betriebszustandes eines Fahrzeuges in einem Betriebszustand auf einem Fahrtweg mit einem Inspektionssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h f o l g e n d e S c h r i t t e :
a. ausschließlich automatisierte Aufnahme von Rohdaten von Inspektionsabschnitten auf dem Fahrzeug;
b. Detektieren eines Fahrzeugs nach zumindest Fahrzeugende oder -anfang, Detektionszeitpunkt und Geschwindigkeit an einem Detektionsort auf dem Fahrtweg, wobei der Detektionsort einem Messbereich auf dem Fahrtweg in Fahrtrichtung vorgelagert ist;
c. Übermitteln der prognostizierten Ankunft und vorzugsweise von fahrzeugbezogenen Daten des Fahrzeugs bei einem Inspektionsort eines Inspektionssystems an das Inspektionssystem;
d. Initialisieren des Inspektionssystems nach Detektion des Fahrzeugs;
e. Automatisiertes Messen von Rohdaten von Inspektionsabschnitten auf dem Fahrzeug durch das Inspektionssystem;
f. Übermittlung der Rohdaten an ein Datenverarbeitungssystem;
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
g. Extrahieren der Inspektionsabschnitte aus den Rohdaten in Extraktionsdaten; h. Analysieren von Inspektionsdaten aus den Extraktionsdaten gemäß eines vordefinierten Inspektionszwecks durch einen auf dem Datenverarbeitungssystem ausgeführten Algorithmus; und
i. verknüpfte Archivierung von Rohdaten, Extraktionsdaten und Inspektionsdaten sowie bevorzugt weiterer den Inspektionsabschnitt betreffende Metadaten in einer Datenbankstruktur auf dem Datenverarbeitungssystem.
10. Inspektionsverfahren nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a. Kontrolle, Bewertung und/oder Freigabe von Rohdaten, Extraktionsdaten und/oder Inspektionsergebnissen des vollautomatisierten Inspektionsverfahrens nach Anspruch 10 durch einen menschlichen Benutzer, bevorzugt in einem gegen typische Lebenszeiten und/oder die Zeitspanne bis zur nächsten Nutzung des Fahrzeugs durch Passagiere kurzen Zeitspanne und/oder durch Datenfernübertragung unabhängig vom Inspektionsort des Inspektionssystems; und
b. Freigabe des Fahrzeugs als betriebstauglich durch den menschlichen Benutzer oder Veranlassung und/oder Planung weiterer automatisierter oder durch einen menschlichen Benutzer durchgeführten Inspektionsschritte oder Veranlassen einer Notabschaltung des Fahrzeugs wegen wahrscheinlich mangelnder Betriebstauglichkeit.
11. Inspektionsverfahren nach einem der Ansprüche 9-10,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a. Bereitstellen eines, insbesondere durch ein Passwort geschütztes, Benutzer- Interface, vorzugsweise Webinterface, zur Bedienung des Inspektionssystems;
b. Konfigurieren der Kameras für eine Inspektion;
c. Steuern von Beleuchtung und/oder Warnleuchten;
d. Zurücksetzen von Kameras bei Bedarf, beispielsweise durch einen Span- nungsreset;
e. Speichern und/oder Archivieren von Aufnahmen, insbesondere allen Aufnahmen der Kameras;
f. Durchführen von Bildverarbeitungsberechnungen;
g. Erzeugen einer Diagnose, insbesondere eines QSI-Befundberichts;
h. Hosten eines Computerprogramms zur Durchführung des Inspektionsverfah-
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
rens und/oder
i. Archivieren von Diagnosen.
12. System zur Verkehrsmittelsteuerung,
gekennzeichnet durch
ein Hardwaresystem umfassend eine Anzahl von kommunikativ vernetzten Inspektionssystemen nach einem der Ansprüche 1-7.
13. Verfahren zur Verkehrsmittelsteuerung,
gekennzeichnet durch
die Anwendung eines Systems zur Verkehrsmittelsteuerung nach Anspruch 12 und/oder eines Inspektionsverfahrens nach einem der Ansprüche 9-11.
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
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