用于检测有轨车辆的车辆环境的设备和方法以及有轨车辆技术

本发明专利技术涉及用于检测有轨车辆(4)的车辆环境的方法和设备，其中，设备(19)包括至少一个第一图像检测装置，其中，第一图像检测装置构造为3D图像检测装置。本发明专利技术还涉及有轨车辆，其包括至少一个这种设备(19)。

Device and method for detecting vehicle environment of rail vehicle, and rail vehicle

The invention relates to a method for detection of rail vehicles (4) method and equipment, the vehicle environment in which device (19) comprises at least a first image detection device, the detection device is constructed the first image to 3D image detection device. The invention also relates to a rail vehicle comprising at least one such device (19).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于检测有轨车辆的车辆环境的设备和方法以及有轨车辆
本专利技术涉及用于检测有轨车辆的车辆环境的方法和设备以及有轨车辆。
技术介绍
对于有轨车辆的可靠运行来说可能需要检测车辆环境。这种检测尤其能够在建立所谓的净空限界的框架内进行。尤其能够检测车辆环境是否允许具有确定几何尺寸的有轨车辆的运行。此外，可能需要的是，确定用于有轨车辆的轨道的特征，尤其确定轨道的导轨的特征，以便监视例如轨道的功能能力的状态。也能够期望的是确定轨道方位，以便例如对沿着轨道的物体或障碍物相对于轨道方位的位置进行位置测定。轨道方位尤其能够通过轨道中部、例如形式为轨道的导轨之间的中线给出，但也能够通过轨道的导轨的中线来给出。在此，轨道方位能够是参考线，例如用于检测相对于轨道方位的净空。例如能够检测隧道口相对于所述轨道方位的尺寸，尤其隧道的高度和/或宽度。GB2403861A公开了用于对沿着要监控的路段的对象的位置进行监控和测量的系统。该系统装配在沿着要监控的路段行驶的车辆上。该系统包括扫描装置和数据分析装置。当然，扫描装置位置固定地紧固在有轨车辆上并且构造为所谓的3D扫描装置，其中，激光射束连续地以360°旋转。EP1544572A2公开了用于对在轨道设施旁的物体的间距进行无接触式检测的设备。该设备包括参考方位测量单元，其具有第一激光线发生器和在第一导轨的方向上取向的第一区域摄像机。此外，参考方位测量单元配备有第二激光线发生器以及在第二导轨的方向上取向的第二区域摄像机。所述参考方位测量单元也位置固定地紧固在有轨车辆上。DE19801311A1公开了一种有轨的维护机。其能够使用具有例如激光头的测量设备，用于检测导轨横截面型廓。DE4238034C1公开了用于在确定的测量标准方面检查式、无接触式探测轨道路段的紧邻的环境的方法。在此，在测量车辆沿着轨道路段连续测量行驶期间，为此垂直于该轨道路段地发出径向环绕的测量射束，并且该测量射束在发送器的区域中的反射信号和/或由环境发射的信号被接收、处理和存储。此外附加地，还借助布置在测量车辆上的导航系统对发送器单元和/或接收器单元的、关于大地固定的坐标系或参考点的位置和方位同步地测量，并且由此求取相同的数据。
技术实现思路
存在的技术问题是，提供用于检测有轨车辆的车辆环境的设备和方法以及有轨车辆，它们能够可靠且准确地检测车辆环境。由具有权利要求1、8和10的特征的主题得到该技术问题的解决方案。由从属权利要求得到本专利技术的其他有利构型。提出了用于检测有轨车辆的车辆环境的设备。在此，所述设备尤其用于光学式和无接触式检测。所述设备尤其能够用于产生净空限界。在此，术语检测也包括术语确定。所述设备包括至少一个第一图像检测装置。在此，第一图像检测装置产生图像数据。在此，图像检测装置能够布置在有轨车辆上，尤其在前部上，例如在有轨车辆的前侧上。第一图像检测装置能够具有检测区域。通过第一图像检测装置能够使位于检测区域中的物体成像。在此，第一图像检测装置能够以如下方式相对于有轨车辆布置，尤其是紧固在所述有轨车辆上，图像检测装置的检测区域能够检测在空间上在有轨车辆之前的区域。附加地，也能够检测在有轨车辆上方或侧面的区域。第一图像检测装置的检测区域的中央检测方向或检测轴线尤其能够平行于有轨车辆的纵轴线来定向。根据本专利技术，第一图像检测装置构造为3D图像检测装置。在此，3D图像检测装置能够在三维上检测环境。因此，由所产生的3D图像数据能够在稍后的时间点确定车辆环境的3D信息。相对于纯2D图像检测装置，尤其也能够检测在图像检测装置的检测区域中的要成像的对象的距离。通过把第一图像检测装置构造为3D图像检测装置，得到了一系列优点。首先，通过检测装置能够以光学方式可靠且尽可能全面地检测车辆环境。基于三个维度，能够以简单的方式例如建立净空限界。为此，能够例如借助已知的图像处理方法来分析利用所产生的图像数据。因此，例如能够探测在车辆环境中的对象。此外，能够确定所述对象相对于有轨车辆或者——例如下面还将详细阐述的——相对于全局参考坐标系和/或相对于轨道方位的特征、尤其是几何特征，和/或位置和/或定向。第一图像检测装置也能够以如下方式布置在有轨车辆上：轨道区段、尤其是在空间上在有轨车辆之前的轨道区段布置在第一图像检测装置的检测区域中。在这种情况下，例如也能够在所产生的影像中探测轨道的导轨。基于或者说根据所产生的图像数据，也就是基于图像地，能够确定轨道方位，尤其是轨道中部的位置或者说轨道的或导轨的中线的位置。这能够检测相对于轨道方位的车辆环境、尤其是在车辆环境中的对象的位置和/或定向。由图像数据在时间上快速的检测、与其他传感器的输出信号的简单实施的可组合性、相对于干扰(例如由于例如污物的环境影响、尤其由于叶子、灰尘或雨)的高鲁棒性，得到了3D图像检测装置的其他优点。其他优点有：能好地检测颜色信息、简单的对象探测以及成本有利地提供3D图像检测装置。也能够在测量区域的每个探测步骤中产生完全的点云。在此，提出的设备能够以有利的方式安装在任意的城铁、地铁或标准轨上。在这种情况下，所述检测能够在行驶期间或者说在有轨车辆运行期间进行。因此，在任意的有轨车辆运行时能够检测轨道周围的环境。在其他实施方式中，所述设备包括至少一个另外的图像检测装置，其中，所述至少一个另外的图像检测装置构造为2D图像检测装置。相对于3D图像检测装置，2D图像检测装置能够给车辆环境二维成像，也就是说尤其是没有距离或深度信息的检测。在此，所述另外的图像检测装置也能够布置在有轨车辆上，尤其在前部、例如在有轨车辆的前侧上。所述另外的图像检测装置也能够具有检测区域。此外，所述另外的图像检测装置能够以如下方式相对于有轨车辆布置，尤其紧固在所述有轨车辆上：所述图像检测装置的检测区域能够检测在空间上在有轨车辆之前的区域。附加地，也能够检测有轨车辆上方和/或有轨车辆侧面的区域。所述另外的图像检测装置的检测区域的中央检测方向或检测轴线尤其能够平行于有轨车辆的纵轴线地定向。优选地，所述设备包括多个构造为2D图像检测装置的另外的图像检测装置。它们能够以相对于彼此和/或相对于第一图像检测装置预定的位置和/或定向来布置。优选地，第一图像检测装置的检测区域和所述至少一个另外的图像检测装置的检测区域至少部分地交叠。替代地，所述检测区域也能够不交叠。通过设置至少一个2D图像检测装置以有利的方式得到图像数据的冗余检测和直接的、在时间上快速且可靠的场景成像。在其他实施方式中，所述设备包括至少一个激光扫描装置。所述激光扫描装置能够用于检测车辆环境的型廓、尤其是车辆环境中的对象的型廓。在此，型廓能够是二维型廓或三维型廓。在此，型廓例如能够表示对象的外轮廓。激光扫描装置尤其能够实现无接触式检测型廓。在此，激光扫描装置也能够布置在有轨车辆上，尤其在前部、例如有轨车辆的前侧上。激光扫描装置也能够具有检测区域。此外，激光扫描装置能够以如下方式相对于有轨车辆布置：尤其紧固在所述有轨车辆上，使得激光扫描装置的检测区域能够检测在空间上在有轨车辆之前的区域。附加地，也能够检测有轨车辆上方的和/或有轨车辆侧面的区域。激光扫描装置的检测区域的中央检测方向或检测轴线平行于有轨车辆的纵轴线地定向。激光扫描装置能够以相对于第一图像检测装置预定的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于检测有轨车辆(4)的车辆环境的设备，其中，所述设备(19)包括至少一个第一图像检测装置，其特征在于，所述第一图像检测装置构造为3D图像检测装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.25 DE 102014212233.31.用于检测有轨车辆(4)的车辆环境的设备，其中，所述设备(19)包括至少一个第一图像检测装置，其特征在于，所述第一图像检测装置构造为3D图像检测装置。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备(19)包括至少一个另外的图像检测装置，其中，所述至少一个另外的图像检测装置构造为2D图像检测装置。3.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备(19)包括至少一个激光扫描装置。4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述激光扫描装置构造为旋转激光扫描装置(22)。5.根据上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备(19)包括至少一个方位确定装置，用于确定所述有轨车辆(4)的绝对位置和/或绝对定向。6.根据上述权利要求中任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·泰莱克，M·哈特，G·泽赫尔，M·贝特勒斯赫梅特，
申请(专利权)人：庞巴迪运输有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE