用于在轨道交通中、尤其是在铁路交通中的危险情况识别的方法、设备和轨道车辆、尤其是铁路车辆技术

为了当有轨道车辆（BFZ）处在轨道网（BNE）中的轨道路段（BST）上时自动识别在轨道交通（BVK）中的危险情况，或者是当有铁路车辆（SFZ）处在铁路网（SNE）中的铁路路段（SST）上时自动识别在铁路交通（SVK）中的危险情况，提出：基于关于所述车辆的位置坐标并且通过在轨道交通中的潜在的危险情况已知的、部分地沿着轨道网的轨道路段布置的危险区域（GB）的多个图像（BIGB），在这些图像（BIGB）中分别标记的关于以图像方式示出的危险区域（BG）示出了被归为特别关键的分区（TBGB）的图像区域（BIB）内，通过图案比较来检查是否有人员和/或可移动的对象处在该关键的分区（TBGB）内。

Method, equipment and rail vehicles, especially railway vehicles, for identifying dangerous situations in rail transit, especially in railway traffic

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在轨道交通中、尤其是在铁路交通中的危险情况识别的方法、设备和轨道车辆、尤其是铁路车辆
本专利技术涉及一种按照专利权利要求1的前序部分所述的用于在轨道交通中、尤其是在铁路交通中的危险情况识别的方法，一种按照专利权利要求11的前序部分所述的用于在轨道交通中、尤其是在铁路交通中的危险情况识别的设备和一种按照专利权利要求26的前序部分所述的用于在轨道交通中的危险情况识别的轨道车辆、尤其是用于在铁路交通中的危险情况识别的铁路车辆。轨道车辆是作为现代交通基础设施的组成部分的有轨交通和运输工具，所述有轨交通和运输工具例如在一根或两根导轨（铁轨）上方或下方滚动地、在磁场上方或下方悬浮地或者挂在钢索上地前进。所提到的有轨交通和运输工具中，基于车轮-铁路系统的铁路车辆最为广泛流行，所述铁路车辆或者由自己的行驶驱动装置（内燃机车）拉动或推动或者由机车来拉动或推动，而且其中钢制车轮主要以轮缘在两根钢轨或铁轨上被引导。本专利技术所基于的任务在于：说明一种用于在轨道交通中、尤其是在铁路交通中的危险情况识别的方法、设备和轨道车辆、尤其是铁路车辆，利用所述方法、设备和轨道车辆、尤其是铁路车辆，当有轨道车辆处在轨道网中的轨道路段上时自动识别在轨道交通中的危险情况，或者是当有铁路车辆处在铁路网中的铁路路段上时自动识别在铁路交通中的危险情况。
技术介绍
对在轨道交通中、尤其是在铁路交通中的危险情况的自动识别（这是本国际专利申请（申请号PCT/...；公开号WO...）和构成其优先权的德国专利申请（申请号102016224358.6）的主题）关于对在轨道交通中的轨道车辆或者是在铁路交通中的铁路车辆的将来的自动（自主）或者辅助驾驶方面是不可缺少的必备品。这样，对于铁路车辆的自动或辅助驾驶来说必需的是：识别在站台或者在轨道交叉道口的区域或者在类似的区域的危险情况（在下文“在站台上或类似区域的危险情况”）而且在这种危险情况下根据操作规则来采取行动，例如通过输出报警音、声音报警标志或光学报警标志来采取行动。但是，不仅是自动的危险情况识别的方面（所述自动的危险情况识别的方面对于将来的自动（自主）或辅助驾驶来说是重要的）而且是随后的方面（所述随后的方面在本专利申请的技术背景下或多或少都有而且因此被列举并且它们的内容应在该背景下予以考虑并且必要时甚至应被包括在内）。涉及如下方面：1)按照国际专利申请（申请号PCT/EP2016/057804；公开号WO2017/174155A1）以及在其中公开的技术教导，对在轨道/铁路交通中的信号的自动识别。2)按照德国国际申请（申请号102016224335.7）和该国际专利申请（申请号PCT/...；公开号WO...）以及分别在其中公开的技术教导，对在轨道/铁路交通中的轨道/铁轨的自动识别。3)按照德国国际申请（申请号102016224344.6）和该国际专利申请（申请号PCT/...；公开号WO...）以及分别在其中公开的技术教导，对在轨道/铁路交通中的障碍物的自动识别。4)按照德国国际申请（申请号102016224355.1）和该国际专利申请（申请号PCT/...；公开号WO...）以及分别在其中公开的技术教导，如果传统的卫星辅助的定位失败或者不足，则替选地对在铁路交通中的位置进行确定。5)按照德国国际申请（申请号102016224331.4）和该国际专利申请（申请号PCT/...；公开号WO...）以及分别在其中公开的技术教导，执行在轨道/铁路交通中的基于轨道/铁轨的图像分析。
技术实现思路
上面提到的上下文相关的任务基于在专利权利要求1的前序部分中限定的危险情况识别方法通过在专利权利要求1的特征部分中说明的特征来解决。此外，上面提到的上下文相关的任务基于在专利权利要求11的前序部分中限定的危险情况识别设备通过在专利权利要求11的特征部分中说明的特征来解决。此外，上面提到的上下文相关的任务基于在专利权利要求26的前序部分中限定的轨道车辆、尤其是铁路车辆通过在专利权利要求26的特征部分中说明的特征来解决。本专利技术按照独立权利要求1、11和26所基于的思想在于：基于关于所述车辆的位置坐标并且通过在轨道交通中的潜在的危险情况已知的、部分地沿着轨道网的轨道路段布置的危险区域的多个图像，在这些图像中分别标记的关于以图像方式示出的危险区域示出了被归为特别关键的分区的图像区域内，通过图案比较来检查是否有人员和/或可移动的对象处在该关键的分区内。此外，按照权利要求2和12，有利的是：附加地基于多个表示该关键的分区的图像，在考虑距危险区域的相应的距离的情况下将这些图像以及分区图像换算到相同的大小，通过识别在该危险区域内的人员和/或对象的移动来计算活动指数，而且将所计算出的活动指数与所存储的阈值进行比较。在此，本专利技术的基本原理是：通过迭代的图像分析结合已知的关于危险区域、诸如站台、轨道交叉道口等等的元数据，识别在轨道交通的已知的危险区域内、例如在火车站区域内的站台上、装有栏杆或者未装有栏杆的轨道交叉道口或者诸如此类的危险区域内的危险情况。在此，目标是：能够实现在没有对路段基础设施的附加投资的情况下对全自动驾驶的贡献。有利地，对在轨道交通的危险区域内、例如在火车站区域内的站台上、装有栏杆或者未装有栏杆的轨道交叉道口或者诸如此类的危险区域内的危险情况的自动识别可以至少部分地通过如下步骤来实现：1.在第一步骤中，在驶入到具有站台的火车站区域或者正在接近轨道交叉道口时[按照德国专利申请（申请号102016224355.1）和该国际专利申请（申请号PCT/...；公开号WO...），基于GPS数据或定位数据，轨道车辆/铁路车辆知道与此相关的位置坐标，所述GPS数据或定位数据按照其中分别公开的技术教导来确定]，借助于至少一个图像记录/图像采集设备（例如一个或多个设备，如视频摄像机、激光传感器、热成像摄像机、雷达、其它图像采集设备等等），从轨道车辆出发、例如从内燃机车驾驶员的视角出发检测或记录多个图像。多次实施尤其对于冗余目的来说是重要的。但是，在本专利技术的一个变型方案或改进方案、即扩展方案中，也可以使用同一类型的多个图像记录设备或图像采集设备的图像（例如两个视频摄像机），用于结果的相互确证和合成。但是，在本专利技术的另一变型方案或改进方案、即扩展方案中，也可以使用不同类型的多个图像记录设备或图像采集设备的图像（例如一个视频摄像机和一个热成像摄像机），用于结果的相互确证和合成。在第二步骤中，在相应的图像中标记如下图像区域，该图像区域示出了危险区域的特别关键的（高度关键的）区域（例如在站台的情况下，在站台边缘与通过白线来限定边界的安全地带（离站台边缘大约2m远）之间的区域）。变型方案1：根据以前的初始化行驶，这些区域已知，针对这些初始化行驶，对于轨道车辆/铁路车辆在火车站区域的每个相应的位置来说，危险区域的相应（高度关键的）特别关键的区域都已被标记（如果在驶入到具有站台的火车站区域时从同一位置出发两次拍摄图像，则关键区域总是保持不变）。在该上下文中，参阅按照国际专利申请（申请号PCT/EP2016/057804；公开号WO2017/174155A1）以及在其中公开的技术教导对在轨道/铁路交通中的信号的自动识别，在那里关于信号识别方面以类似的方式采取本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在轨道交通（BVK）中、尤其是在铁路交通（SVK）中的危险情况识别的方法，其特征在于，a) 从轨道车辆（BFZ）、尤其是铁路车辆（SFZ）出发、尤其是从内燃机车驾驶员（FZF、TFS、TRW）的视角出发和/或从在车辆（BFZ、SFZ）中或在车辆（BFZ、SFZ）上的位置固定的、观察轨道的位置出发，从关于所述车辆的位置坐标并且通过在轨道交通（BVK、SVK）中的潜在的危险情况已知的、部分地沿着轨道网（BNE）的轨道路段（BST）、尤其是铁路网（SNE）的铁路路段（SST）布置的危险区域（GB），检测多个表示所述危险区域（GB）的图像（BIGB），b) 在所述图像（BIGB）中分别标记如下图像区域（BIB），所述图像区域关于以图像方式示出的危险区域（GB）示出了被归为特别关键的分区（TBGB），c) 针对所标记的图像区域（BIB），通过图案比较来检查是否有人员和/或可移动的对象处在关键的分区（TBGB）内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.07 DE 102016224358.61.一种用于在轨道交通（BVK）中、尤其是在铁路交通（SVK）中的危险情况识别的方法，其特征在于，a)从轨道车辆（BFZ）、尤其是铁路车辆（SFZ）出发、尤其是从内燃机车驾驶员（FZF、TFS、TRW）的视角出发和/或从在车辆（BFZ、SFZ）中或在车辆（BFZ、SFZ）上的位置固定的、观察轨道的位置出发，从关于所述车辆的位置坐标并且通过在轨道交通（BVK、SVK）中的潜在的危险情况已知的、部分地沿着轨道网（BNE）的轨道路段（BST）、尤其是铁路网（SNE）的铁路路段（SST）布置的危险区域（GB），检测多个表示所述危险区域（GB）的图像（BIGB），b)在所述图像（BIGB）中分别标记如下图像区域（BIB），所述图像区域关于以图像方式示出的危险区域（GB）示出了被归为特别关键的分区（TBGB），c)针对所标记的图像区域（BIB），通过图案比较来检查是否有人员和/或可移动的对象处在关键的分区（TBGB）内。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，a)从所述关键的分区（TBGB）检测多个表示所述关键的分区的图像（BITB），b)在考虑距所述危险区域（GB）的相应的距离的情况下将全部图像（BIGB、BITB）换算到相同的大小，c)通过识别在所述危险区域（GB）内的人员和/或对象的移动来计算活动指数，而且d)将所计算出的活动指数与所存储的阈值进行比较。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据在所述铁路交通（BVK、SVK）中的操作规则来指出在所述危险区域（GB）内的危险情况，其方式是，如果a)有人员和/或可移动的对象处在所述关键的分区（TBGB）内，b)所述比较得出所计算出的活动指数对应于所述阈值或者超过所述阈值，则优选地输出声音报警信号（WSI）。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述报警信号（WSI）由所述轨道车辆（BFZ、SFZ）来输出。5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述图像（BIGB、BITG）利用同一结构类型的多个图像记录设备（BAZG）、例如利用视频摄像机来拍摄，或者利用不同结构类型的多个图像记录设备（BAZG）、例如利用视频摄像机、激光传感器、基于雷达的传感器、基于无线电定位和测距的传感器、红外摄像机和/或热成像摄像机来拍摄。6.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，关于所检测到的危险区域（GB）的关键的分区（TBGB）对所述图像区域（BIB）的标记依据在所述轨道网（BNE、SNE）的轨道路段（BST、SST）上的以前的初始化行驶或者依据基于轨道的、尤其是基于铁轨或铁路的图像分析来进行。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在基于轨道的图像分析中，首先识别所述轨道路段（BST、SST）的驶过的轨道（FS）、尤其是驶过的铁轨（GL），基于驶过的轨道（FS、GL），识别所述危险区域（GB）的边缘（RGB）以及所述轨道车辆（BFZ、SFZ）距所述危险区域（GB）的距离，而且最后识别相对于所述危险区域（GB）的边缘（RGB）的关键的分区（TBGB）。8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，将所述图案比较执行为正向比较，其中优选地识别所述人员和/或所述可移动的对象，或者将所述图案比较执行为逆向比较，其中优选地识别在所述危险区域（GB）的结构中的临时变化。9.根据权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于，所述危险区域（GB）或者属于人员上车到所述轨道车辆（BFZ、SFZ）中和/或从所述轨道车辆（BFZ、SFZ）中下车的站台（BSG），或者属于装有栏杆的或未装有栏杆的轨道交叉道口（BÜG）。10.根据权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，利用所述方法来协助在沿着行驶路段没有附加的基础设施的情况下对所述轨道车辆（BFZ、SFZ）的自动（自主）或辅助驾驶。11.一种用于在轨道交通（BVK）中、尤其是在铁路交通（SVK）中的危险情况识别的设备（GSEV），其特征在于a)至少一个图像记录设备（BAZG），利用所述至少一个图像记录设备，从轨道车辆（BFZ）、尤其是铁路车辆（SFZ）出发、尤其是从内燃机车驾驶员（FZF、TFS、TRW）的视角出发和/或从在车辆（BFZ、SFZ）中或在车辆（BFZ、SFZ）上的位置固定的、观察轨道的位置出发，从关于所述车辆的位置坐标并且通过在轨道交通（BVK、SVK）中的潜在的危险情况已知的、部分地沿着轨道网（BNE）的轨道路段（BST）、尤其是铁路网（SNE）的铁路路段（SST）布置的危险区域（GB），能检测多个表示所述危险区域（GB）的图像（BIGB）并且能将所述图像存储在图像存储装置（BSPE）中，b)计算/分析装置（BAWE），所述计算/分析装置与所述图像记录设备（BAZG）和所述图像存储装置（BSPE）连接并且在功能上进行合作地来构造，尤其是构造得具有非易失性可读存储器（SP）和处理器（PZ），使得在所述图像（BIGB）中分别标记如下图像区域（BIB），所述图像区域关于以图像方式示出的危险区域（GB）示出了被归为特别关键的分区（TBGB），在所述非易失性可读存储器（SP）中存储有对危险情况识别进行控制的程序模块（PGM）的处理器可读的控制程序指令，所述处理器（PZ）实施所述程序模块（PGM）的控制程序指令，用于进行计算/分析辅助的危险情况识别，c)所述计算/分析装置（...

【专利技术属性】
技术研发人员：A舍恩贝格尔，A谢弗恩克勒，
申请(专利权)人：西门子移动有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE