BESCHREIBUNG

1 Technischer Hintergrund

Die Erfindung betrifft ein Inspektionsverfahren zum Inspizieren eines Fahrzeugs im Betriebszustand unter Verwendung eines Inspektionssystems, das eine Sensoranordnung aufweist, während einer Relativbewegung zwischen dem Fahrzeug und der Sensoranordnung. Das Inspektionsverfahren umfasst den Schritt eines Anwendens der Sensoranordnung auf min- destens einen Inspektionsabschnitt des Fahrzeugs, um das Fahrzeug zu inspizieren.

Die Erfindung betrifft weiter ein Inspektionssystem, das dafür eingerichtet ist, das Fahrzeug im Betriebszustand während einer Relativbewegung zwischen dem Fahrzeug und der Sensoranordnung des Inspektionssystems zu inspizieren. Das Inspektionssystem ist dafür einge- richtet, die Sensoranordnung auf mindestens den Inspektionsabschnitt des Fahrzeugs anzuwenden, um das Fahrzeug zu inspizieren.

Aus dem Stand der Technik sind das eingangs genannte Verfahren und das eingangs genannte Inspektionssystem bekannt, beispielsweise von Mautbrücken oder videogestützter Verkehrsüberwachung. Das Fahrzeug nähert sich der Mautbrücke und die Sensoranordnung, die beispielsweise Kameras aufweist, inspiziert das Fahrzeug, indem es ein Autokenn- zeichen oder eine Mautplakette ausliest. Dies geschieht, während das Fahrzeug im Betriebszustand ist, also auf die Mautbrücke zufährt oder unter dieser hindurch fährt. Die beschriebenen Verfahren und Systeme sind in ihrer Vielseitigkeit gegenwärtig sehr limitiert, obwohl Fahrzeuge oft mehrmals täglich und in kurzen Abständen derartige bekannte Systeme passieren. Die Druckschrift EP2546120A1 beschreibt ein Inspektionsverfahren zum Inspizieren eines Fahrzeugs im Betriebszustand unter Verwendung eines Inspektionssystems, das eine Sensoranordnung aufweist, während einer Relativbewegung zwischen dem Fahrzeug und der Sensoranordnung. Die Sensoranordnung, die eine Kamera für sichtbares Licht und eine thermische Kamera umfasst, wird zur Inspektion eines technischen Funktionszustandes auf das Fahrzeug angewendet. Die Kameras können durch das sich nähernde Fahrzeug ausgelöst werden. Da ein Fahrzeug viele unterschiedliche Inspektionsobjekte umfassen kann, die nach unterschiedlichen Kriterien inspiziert werden müssen, zum Beispiel unterschiedliche Dachaufbauten eines Zuges, gestaltet es sich sehr aufwändig, die von den Kameras aufgenommenen Bilder zur weiteren Analyse zuverlässig den einzelnen Inspektionsobjekten zu- zuweisen.

2 Aufgabe der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein zuverlässiges Inspektionssystem und Inspekti- onsverfahren für einen technischen Funktionszustand eines Fahrzeugs zu schaffen, das gegenüber dem Stand der Technik einfacher und schneller anzuwenden ist. Insbesondere soll eine verbesserte Vielseitigkeit von Inspektionssystem und Inspektionsverfahren erreichbar sein.

3 Erfindungsgemäße Lösung

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung stellt ein Inspektionsverfahren zum Inspizieren eines Fahrzeugs im Betriebszustand bereit, das diese Aufgabe erfindungsgemäß entsprechend den Merkmalen des Anspruches 1 löst. Ebenso wird die Aufgabe durch ein Inspekti- onssystem mit den Merkmalen des Anspruches 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfinder haben erkannt, dass die Vielseitigkeit eines Inspektionssystems und Inspektionsverfahrens drastisch erhöht werden kann, wenn es zur Inspektion eines technischen Funktionszustands des Fahrzeugs eingesetzt wird. Durch das erfindungsgemäße Inspektionsverfahren und das erfindungsgemäße Inspektionssystem ist es nun möglich, das Fahr- zeug im Betrieb hinsichtlich technischer Funktionszustände und ohne menschlichen Eingriff, also automatisch, zu inspizieren, ohne dass das Fahrzeug dafür temporär aus dem Betriebszustand genommen werden müsste. Dies hat die Wirkung, dass die Nutzungszeiten des Fahrzeugs erhöht, die Standzeiten verringert und Personaleinsatz reduziert werden können, mit dem Vorteil, dass Inspektionskosten gesenkt werden können. Somit wird die Vielseitigkeit des bekannten Inspektionssystems und des bekannten Inspektionsverfahrens über die bekannte Möglichkeit hinaus verbessert oder es werden sogar völlig neuartige Verwendungsmöglichkeiten zur Fahrzeuginspektion geschaffen. Insbesondere bei Schienenfahrzeugen kann eine Inspektion im Betriebszustand große Vorteile mit sich bringen, da eine Zugflotte im regulären Fahrbetrieb inspiziert werden kann, ohne zur Inspektion aus dem Betrieb genommen zu werden.

In dieser Anmeldung ist der Begriff Teilsystem so zu verstehen, dass das Teilsystem ein Teil des Inspektionssystems bildet.

3.1 Inspektion von fahrenden Schienenfahrzeugen

In einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens ist das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug. Ein erreichbarer Vorteil der Erfindung liegt in der Schaffung von zeiteffizienten und kosteneffizienten Organisationsstrukturen für Inspektion und Wartung von Fahrzeugen, wie z.B. Zügen, und Bahnnetzen. Besonders bevorzugt ist ein Schienenfahrzeug, das während der Inspektion mit Leistung von einer Hochspannungsleitung versorgt wird, wie ein Personenzug, ein Güterzug, eine Straßenbahn, eine U-Bahn oder eine S-Bahn.

Die Inspektion von Fahrzeugen mit Hochspannungsversorgung ist oft besonders personal- und zeitaufwändig. Müssen mit der Hochspannung assoziierte Elemente inspiziert werden, ist bisher häufig der Einsatz von Menschen notwendig, die dabei einer Gesundheitsgefährdung durch die Hochspannung ausgesetzt sein können. Zudem müssen zur Untersuchung der mit Hochspannung assoziierten Bauteile derartige Fahrzeuge oft für längere Inspektionsphasen aus dem Betriebszustand genommen, also angehalten werden. Weiterhin fallen in der Instandhaltung nicht wertschöpfende Personalstunden (zum Beispiel zur Erdung der Hochspannungskomponenten oder für Befundkontrollen ohne Befundergebnis) an.

Erfindungsgemäß kann auf das Anhalten des Fahrzeugs verzichtet werden und der betroffe- ne Inspektionsabschnitt auf seinen technischen Funktionszustand im Betriebszustand, das heißt während der Fahrt, inspiziert werden. Ein alternatives Fahrzeug ist ein Wasserfahrzeug, wie ein Schiff oder ein U-Boot, oder ein Luftfahrzeug, wie ein Hubschrauber oder ein Flugzeug. Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein einen von dem Inspektionssystem bereitgestellten Durchgang passierendes Fahrzeug. In Ausführungsformen wird das Fahrzeug jedoch zusätzlich oder alternativ vor oder nach dem Passieren des Durchgangs durch das Inspektionssystem im Betriebszustand inspiziert.

Der Inspektionsabschnitt enthält zumindest ein Inspektionsobjekt, auch Inspektionselement oder Inspektionsgegenstand genannt. Das Inspektionsobjekt ist ein spezifisches Bauteil, das in dem Inspektionsabschnitt zu inspizieren ist. Der Inspektionsabschnitt kann auch mehrere einzelne Inspektionsobjekte aufweisen, die gemeinsam zu inspizieren sind. Der Inspektions- abschnitt kann somit einen Abschnitt des Fahrzeugs oder ein Einzelteil des Fahrzeugs einschließen. Ein Inspektionsabschnitt ist vorzugsweise ein Element, das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus sogenanntem Dachgarten des Fahrzeugs, Unterboden des Fahrzeugs, Klimaanlage des Fahrzeugs, einzelner Waggon des Fahrzeugs, mehrere Waggons des Fahrzeugs, Stromabnehmer des Fahrzeugs, Schleifleiste des Stromabnehmers, Rad des Fahrzeugs, Reifen des Fahrzeugs, Achse des Fahrzeugs, Luftleitlamelle des Fahrzeugs oder eine Kombination dieser Gegenstände untereinander und auch weiterer Gegenstände. Derartige Gegenstände müssen häufig auf ihren technischen Funktionszustand inspiziert werden und eine Inspektion im Betriebszustand des Fahrzeugs kann effizienter sein als im Stillstand, wenn sie durch ein erfindungsgemäßes Inspektionssystem und -verfahren durch- geführt wird.

3.2 Sensoren der Sensoranordnung

Bevorzugt ist, dass die Sensoranordnung einen oder mehrere Sensoren aufweist. Die Sen- soren können in einem oder in mehreren Sensormodulen zusammengefasst sein. Beispielsweise können zwei Sensormodule vorgesehen sein, die vorzugsweise jeweils zwei oder mehr Sensoren aufweisen. So können vorzugsweise die Sensoren modulweise ausgetauscht werden oder modulweise eine Datenanalyse vornehmen. Jedoch sind in Ausführungsformen ein oder mehrere Sensormodule vorgesehen, die jeweils nur einen Sensor um- fassen.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt eines Bereitstellens von mehreren Sensoren in der Sensoranordnung, die sich vorzugsweise hinsichtlich von ihnen verwendeter Messtechniken zur Erhebung von Rohdaten unterscheiden, wobei vor- zugsweise mindestens einer der Sensoren ein optischer Sensor ist. So können mehrere Sensoren die Inspektion durchführen, beispielsweise parallel oder seriell zueinander. Besonders bevorzugt ist, dass mindestens zwei Sensoren eine synchronisierte Messung durchführen. Gerade optische Sensoren können dafür besonders geeignet sein, weil sie beispielsweise für mehrere Inspektionsarten einsetzbar sind oder auch weil sie preisgünstig verfügbar sind. Synchronisierte Messungen sind bevorzugt, weil so zu einem selben Zeit- punkt mehrere Arten von Rohdaten von verschiedenen Sensoren der Sensoranordnung erhoben werden können. Diese können synergetisch miteinander kombiniert werden, was tiefgreifendere Rückschlüsse über den technischen Funktionszustand zulassen kann als eine Einzelmessung mit nur einem Sensor oder zeitlich sequentielle Messungen mit mehreren Sensoren. Zum Beispiel kann mit einem akustischen Sensor ein Sonagramm einer Abde- ckung am Fahrzeug aufgezeichnet werden und zeitgleich, synchron, dazu ein Kamerasensor ein Bild des Inspektionsabschnitts anfertigen. Lässt dann beispielsweise das Sonagramm durch vorbestimmte Geräuschmerkmale auf eine fehlende Schraube schließen, kann dieses Inspektionsergebnis mit der Aufnahme des Kamerasensors validiert werden. In Ausführungsformen werden mehrere Sensoren, z.B. optische Sensoren wie Kameras, synchron auf den Inspektionsabschnitt angewendet, zum Beispiel durch Triggern.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren den Schritt eines Bereitstellens mindestens eines kontinuierlich messenden Sensors und/oder eines diskret messenden Sensors in der Sensoranordnung, wobei der Sensor ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus optischer Sensor, olfaktorischer Sensor, chemischer Sensor, Vibrationssensor, elektromagnetischer Sensor, Wärmebildsensor und akustischer Sensor.

Ein bevorzugter Sensor ist ein optischer Sensor. Besonders bevorzugt ist eine Kamera als optischer Sensor. Eine bevorzugte Kamera ist eine Zeilenkamera oder eine Flächenkamera. Vorzugsweise ist die Kamera zur Aufnahme von Graustufen-Bildern ausgelegt. Graustufen- Bilder bieten im Vergleich zu Farbbildern die Vorteile einer geringeren Datenmenge, eines bei gegebener Beleuchtungsstärke höheren Kontrasts und höherer Auflösung sowie einer einfacheren Analyse mit computerimplementierten Verfahren der Bilderkennung. Vor der Kamera kann ein Prisma zur Spektraltrennung vorgelagert sein. Der Spektralbereich der Kamera ist vorzugsweise der Bereich des sichtbaren Lichts und insbesondere auch der IR- Bereich. Die Kamera hat einen bevorzugten Betriebstemperaturbereich von -20° bis +60°C, damit sie im Freien anwendbar ist. Ein Brennweitenbereich kann basierend auf Sichtfeld, Inspektionsobjektgröße, Abstand und Sensorgröße festgelegt sein. Eine Kameraheizung kann für verbesserte Betriebsbereitschaft und gegen Bildrauschen bereitgestellt werden. Gegen Störlichtquellen können in Ausführungsformen Blendenelemente vorgesehen sein. ln Ausführungsformen ist für die Kamera eine aktive Kamerakühlung und/oder eine passive Kamerakühlung an dem Inspektionssystem bereitgestellt. Die passive Kamerakühlung ist vorzugsweise ein Sonnenschild, ein Tunnel, eine Brücke, eine Anordnung der Kamera in einem Luftzug und/oder ein Kühlkörper zur Wärmeableitung. Die aktive Kamerakühlung um- fasst vorzugsweise ein Peltier-Element, eine Kameraregelung und/oder eine Solarzelle. Eine aktive Kamerakühlung kann auch einen Ventilator oder eine Wasserkühlung umfassen.

Eine bevorzugte Minimalauflösung der Kamera an einem Inspektionsobjekt beträgt mindestens 4 mm. Vorzugsweise ist die Kamera dafür eingerichtet, Beschädigungen an dem Fahr- zeug zu detektieren, insbesondere Fluide und Flüssigkeiten zu detektieren, insbesondere mindestens eines aus der Gruppe bestehend aus Gas, Dampf, Öl, Schmiermittel, Kondenswasser und Kältemittel.

Vorzugsweise ist ein Sensor ein kontinuierlich messender oder ein diskret messender Sen- sor. Der kontinuierlich messende Sensor kann Rohdaten ununterbrochen oder in regelmäßigen Zeitintervallen erheben, beispielsweise durch fortgesetztes Aufzeichnen eines Inspektionsabschnitts. Der diskret messende Sensor kann Rohdaten diskret erfassen, beispielsweise wenn der Sensor getriggert wird. Beispielsweise kann der diskret messende Sensor zu einem oder mehreren vorbestimmten Zeitpunkten Rohdaten über den Inspektionsabschnitt erheben, wie zum Beispiel Einzelbilder aufnehmen.

Vorzugsweise umfasst das Inspektionsverfahren zumindest folgende Schritte, insbesondere in der angegebenen Reichenfolge:

a. kontinuierliches Aufnehmen von Rohdaten des Fahrzeugs in regelmäßigen Zeitinter- vallen mit zumindest einem kontinuierlich messenden Sensor der Sensoranordnung, wobei der Sensor bevorzugt ein optischer Sensor, beispielsweise eine Kamera, ist; b. Übertragen der kontinuierlich aufgenommenen Rohdaten an die Datenbank und c. Speichern der kontinuierlich aufgenommenen Rohdaten in der Datenbank. Durch kontinuierlich messende Sensoren lassen sich vorteilhafterweise auch Inspektionsabschnitte inspizieren, deren Inspektionsobjekte durch Triggerhardware nur schwer detektier- bar sind, beispielsweise Abschnitte einer Seitenfläche des Fahrzeugs.

Eine Schärfentiefe eines von einem als Kamera ausgestalteten Sensors aufgenommenen Bildes sollte zumindest einer Tiefe des Inspektionsobjekts entlang der optischen Achse der Kamera entsprechen, damit das Inspektionsobjekt vollständig inspiziert werden kann. Die Schärfentiefe wird hauptsächlich von einer Blendeneinstellung der Kamera bestimmt. Da sich die Beleuchtungsstärke des Inspektionsobjekts nicht beliebig steigern lässt, folgt aus der Blendeneinstellung direkt eine minimale Belichtungszeit, um ein für eine Inspektion ausreichend kontrastreiches Bild aufzunehmen. Typische Inspektionsobjekte eines Schienenfahrzeugs haben eine Tiefe von 0,1 m bis 1 m. Bei der Lichtempfindlichkeit üblicher Kameras und einer mit üblichen Beleuchtungssystemen erreichbaren Beleuchtungsstärke ergibt sich eine Belichtungszeit von 10 ms bis 100 ms, insbesondere von 20 ms bis 40 ms, um ausreichend kontrastreiche Bilder zu erhalten.

Vorzugsweise ist ein Messintervall des kontinuierlich messenden Sensors, beispielsweise eine Belichtungszeit einer Kamera, wesentlich kleiner als das Zeitintervall, sodass die aufgenommenen Rohdaten für eine einfache Analyse eindeutig einem Zeitintervall zugeordnet, beispielsweise in einem das Zeitintervall repräsentierenden Ordner gespeichert, werden können. Aus den vorgenannten Belichtungszeiten ergibt sich daher ein Zeitintervall mit einer bevorzugten Länge von 0,1 s bis 0,5 s, insbesondere etwa 0,2 s.

Aus den vorgenannten Belichtungszeiten ergibt sich ferner, dass für eine zuverlässige automatisierte Inspektion notwendige scharfe Aufnahmen mit einer Relativgeschwindigkeit von beispielsweise 2 km/h bis 25 km/h, insbesondere etwa 5 km/h, erreicht werden können. Das Inspektionssystem kann als kontinuierlich messende Sensoren beispielsweise eine Anzahl von Kameras umfassen, die dazu eingerichtet sind, Bilder, insbesondere Panoramabilder, aller Inspektionsabschnitte des Fahrzeugs, insbesondere des gesamten Fahrzeugs, aufzunehmen. Vorzugsweise ist eine Blende einer Kamera zur Detektion einer möglichst großen Lichtmenge möglichst weit geöffnet und gleichzeitig höchstens so weit geöffnet, dass eine Schärfentiefe einer Tiefe eines zu inspizierenden Inspektionsobjekts entspricht, sodass die gesamte Tiefe des Inspektionsobjekts scharf abgebildet werden kann. Das Inspektionsverfahren umfasst vorzugsweise ein Zuordnen der getriggert aufgenommenen Rohdaten zu einem durch die Zeitintervalle der kontinuierlich aufgenommenen Rohdaten gebildeten Zeitraster anhand der Speicherreihenfolge der Rohdaten in der Datenbank. Wenn das Speichern hinreichend schnell und/oder mit einer bekannten Zeitverschiebung nach dem Aufnehmen der Rohdaten erfolgt, kann so auf besonders einfache Weise der Aufnahmezeit- punkt aller Rohdaten nachvollzogen werden, ohne dass dazu zusätzliche Metadaten, beispielsweise ein Aufnahme-Zeitstempel, notwendig wären. Mit Hilfe der von der Triggerhardware detektierten Triggerzeitpunkte können die Rohdaten somit für die weitere Analyse ein- fach und zuverlässig den jeweiligen Inspektionsabschnitten und/oder Inspektionsobjekten zugeordnet werden.

Vorzugsweise ist ein Messintervall der diskret messenden Sensoren, beispielsweise eine Belichtungszeit einer Kamera, jeweils wesentlich kleiner als das Zeitintervall, sodass die aufgenommenen Rohdaten für eine einfache Analyse eindeutig einem Zeitintervall zugeordnet, beispielsweise in einem das Zeitintervall repräsentierenden Ordner gespeichert, werden können. Wenn Rohdaten nahe einer Grenze zwischen zwei Zeitintervallen gespeichert werden, kann es, beispielsweise durch Laufzeitunterschiede, zu einer Fehlzuordnung der Daten zu dem falschen Zeitintervall kommen. Eine solche Fehlzuordnung kann beispielsweise vermieden werden, indem geprüft wird, ob einem Zeitintervall jeweils genau die Anzahl von Rohdaten, beispielsweise Bildern, zugeordnet ist, die der Summe aus der Anzahl der von den kontinu- ierlich messenden Sensoren und von den innerhalb des Zeitintervalls getriggerten diskret messenden Sensoren in dem Zeitintervall aufgenommenen Rohdaten entspricht. Sind einem Zeitintervall im Verhältnis zu dieser Summe zu viele Rohdaten zugeordnet, müssen die überzähligen Rohdaten in das benachbarte Intervall, das zu wenige Rohdaten enthält, verschoben werden.

Alternative Sensoren, die bevorzugt zusätzlich zu dem mindestens einen optischen Sensor in der Sensoranordnung bereitgestellt sind, sind akustische oder vibratorische Sensoren, wie z.B. ein Mikrophon oder ein Schwingungssensor. Mit diesen kann ein Sonagramm zur Inspektion des Inspektionsabschnitts aufgezeichnet werden. Das Sonagramm kann vorzugs- weise frequenzspezifisch aufgenommen und ausgewertet werden. Dies erlaubt z.B., Geräuschprofile von Inspektionsabschnitten oder Inspektionsobjekten zu definieren und zu überprüfen. Vibrationssensoren können in der Fahrstrecke, z.B. in Weichen eines Eisenbahnnetzes bereitgestellt sein. So kann vorzugsweise mit dem Inspektionssystem eine Unwucht, eine Gewichtsverteilung und/oder Schäden am Fahrzeug gemessen werden.

Schienen für Züge sind akustisch meist gut an den Zug angekoppelt und mechanisch fest. Sind die akustischen oder vibratorischen Sensoren an der Schiene angeordnet, wird eine exakte Inspektion ermöglicht. Vorzugsweise sind entlang der Schienen Gruppen solcher akustischen oder vibratorischen Sensoren angeordnet. Jede Gruppe ist vorzugsweise in ein integriertes Sensormodul zusammengefasst. Bekannt ist, Radlager-Sonagramme aufzunehmen. Gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist vorgesehen, am fahrenden Fahrzeug bewegliche Bauteile zu inspizieren, wie beispielsweise eines oder mehrere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Türen, Trittklappe (insb. Verschmutzung durch Streugut im Winter), Klappen, Ventile, Fahrmotorlager, Klimaanlage und Fahrmotorlüfter, und für diese Bauteile jeweils ein Sonagramm zu erstellen. Als akustische Sensoren können Richtmikrofone bereitgestellt sein. Aus einem Sonagramm können in Ausführungsformen des Inspektions- Verfahrens unter Verwendung eines Algorithmus bekannte Geräuschprofile subtrahiert werden.

Weitere alternative Sensoren in der Sensoranordnung sind in Ausführungsformen ein oder mehrere olfaktorische Sensoren oder chemische Detektoren. Sie können vorzugsweise zum Inspizieren von Klimaanlagen des Fahrzeugs eingesetzt werden, die Kältemittel enthalten, um die Dichtigkeit der Klimaanlage des Fahrzeugs zu inspizieren. Ebenfalls bevorzugt als olfaktorische oder chemische Sensoren in der Sensoranordnung sind Rauchsensoren und Sensoren zur Bestimmung eines Ölaustritts.

Weitere alternative Sensoren in der Sensoranordnung sind in Ausführungsformen ein oder mehrere elektromagnetische Sensoren. Dies ist von Vorteil, weil Menschen ein elektromagnetisches Bild nicht wahrnehmen können. Der elektromagnetische Sensor kann vorzugsweise ein IST-Bild erzeugen und das Inspektionsverfahren sieht einen Vergleich des IST-Bilds mit einem Sollbild vor oder einen Vergleich auf Abnormalitäten. Mit dem elektromagnetischen Sensor kann vorzugsweise ein Kurzschluss an dem Fahrzeug oder eine elektrostatische Aufladung, z.B. an einer Klimaanlagenklappe, inspiziert und detektiert werden. Für menschliches Personal können derartige technische Zustände lebensgefährlich sein. Deshalb ist die automatische Wartung durch ein vorliegendes Inspektionssystem gemäß der Erfindung für mit Elektrik in Beziehung stehende technische Zustände besonders vorteilhaft. Zusätzlich kann in dem Inspektionssystem ein Robotikarm bereitgestellt sein, insbesondere um den elektromagnetischen Sensor für eine Nahfeldmessung an dem Fahrzeug zu positionieren.

Weitere alternative Sensoren in der Sensoranordnung sind in Ausführungsformen Wärme- bildkameras. Weitere alternative Sensoren in der Sensoranordnung sind in Ausführungsformen Orts- und/oder oder Zeitmesser, vorzugsweise eingerichtet zur GPS-, RFID- oder WLAN-Peilung. Somit können vorzugsweise Zeitstempel oder Ortsstempel für durch die Sensoranordnung bei der Inspektion erhobene Rohdaten erzeugt werden. 3.3 Mehrere Sensoren zur Fahrzeugdiagnose ln einer bevorzugten Ausführungsform weist das Verfahren den Schritt eines synchronen Aufnehmens verschiedener Rohdaten von zwei oder mehr Sensoren in der Sensoranordnung von dem Inspektionsabschnitt des Fahrzeugs auf, um vorzugsweise zwei oder mehr unterschiedliche Messgrößen zu bestimmen, die erlauben, das Fahrzeug zu diagnostizieren.

Beispielsweise unter Verwendung von Kameras und von Lasermesstechnik können Rohdaten über den Inspektionsabschnitt erhoben werden, wie topographische/3D-lnformation, Höheninformationen, Informationen über Risse. Bevorzugte Inspektionsobjekte zur Inspektion mit der Kamera als Sensor sind eine Schleifleiste eines Stromabnehmers, eine Wippe eines Stromabnehmers und allgemeiner ein Inspektionsobjekt, das eine dreidimensionale Form aufweist. Das Inspektionsverfahren unter Verwendung von Lasermesstechnik und Kamera kann mit einem Projizieren einer Laserlinie oder eines Lasergitters auf ein Inspektionsobjekt beginnen. Eine Wellenlänge des Laserlichts ist bevorzugt 660 nm. Eine Laserquelle mit einer derartigen Wellenlänge ist vorzugsweise durch das Inspektionssystem bereitgestellt. Vor- zugsweise entspricht die Laserquelle maximal der Laserklasse 3B, um Menschen im Umfeld des Inspektionssystems nicht zu gefährden.

Ein bevorzugter Abstand zwischen Laserquelle und Inspektionsobjekt beträgt zwischen 280 mm und 1280 mm. Vorzugsweise wird die Messung getriggert, wenn ein Zug angekündigt ist, z.B. über das Bahnsystem SOFIS, oder tatsächlich ankommt, d.h. eine Triggerhardware auslöst. Das Triggern ist weiter unten im Detail beschrieben. So kann menschliches Personal vor dem Laserstrahl geschützt werden, besonders bevorzugt durch Auslösen eines Laseralarms an dem Inspektionssystem. Mit einer oder mehreren Kameras, vorzugsweise zwei Flächenkameras, kann dann aus einem definierten Winkel, der vorzugsweise spitz ist, be- sonders vorzugsweise 45° beträgt, bezogen auf die Projektionsrichtung der Laserlinie oder des Lasergitters eine Bildaufnahme erzeugt werden.

3.4 Triggern Vorzugsweise umfasst das Inspektionsverfahren zumindest die folgenden Schritte, insbesondere in der genannten Reihenfolge:

a. Detektieren des Inspektionsobjekts mit einer Triggerhardware des Inspektionssystems;

b. Triggern einer Anzahl, insbesondere einer Mehrzahl, von, beispielsweise ein, zwei, drei oder vier, zur Inspektion des Inspektionsobjekts ausgelegten diskret messenden Sensoren der Sensoranordnung durch die Triggerhardware, sobald das Inspektionsobjekt detektiert wird; c getriggertes Aufnehmen von Rohdaten des das Inspektionsobjekt enthaltenden Inspektionsabschnitts durch die getriggerten Sensoren;

d Übertragen der Rohdaten an eine Datenbank;

e Speichern der Rohdaten in der Datenbank.

Unter„Triggern" wird erfindungsgemäß verstanden, dass ein Messen von Rohdaten, beispielsweise eine Aufnahme eines Bildes des Inspektionsabschnitts, sofort nach dem Detek- tieren des Inspektionsabschnitts erfolgt.„Sofort" ist im Sinne der Erfindung gleichbedeutend mit„gleichzeitig bis auf eine zur Signalverarbeitung und Signalübertragung notwendige Ver- zögerung". Die Verzögerung liegt beispielsweise unterhalb von 10 ms, vorzugsweise unterhalb von 1 ms, insbesondere unterhalb von 0,1 ms.

Das sofortige Aufnehmen von Rohdaten bei Detektion des Inspektionsobjekts hat den besonderen Vorteil, dass das Verfahren unabhängig von der genauen Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist. Im Gegensatz dazu muss bei bekannten Verfahren die Geschwindigkeit sehr genau bekannt sein, um zuverlässig aus einem Detektionszeitpunkt des Fahrzeugs auf einen Aufnahmezeitpunkt eines bestimmten Inspektionsobjekts schließen zu können. Insbesondere wenn die Geschwindigkeit nicht konstant ist, weil das Fahrzeug beabsichtigt oder unbeabsichtigt beschleunigt oder bremst, kann mit herkömmlichen Verfahren der Aufnahmezeit- punkt des Inspektionsobjekts nicht zuverlässig bestimmt werden, sodass die aufgenommenen Rohdaten nur mit hohem Aufwand, beispielsweise durch computergestützte Bilderkennung oder manuell, einem Inspektionsobjekt zugeordnet werden können.

Falls die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bekannt ist, könnte in einer zum sofortigen Auf- nehmen alternativen Ausgestaltung das Aufnehmen auch um ein vorbestimmtes Zeitintervall nach dem Detektieren des Inspektionsobjekts erfolgen. Das Zeitintervall könnte beispielsweise dem Zeitintervall entsprechen, das das Inspektionsobjekt benötigt, um von einer der Sensoranordnung in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorgelagerten Triggerhardware zu der Sensoranordnung zu gelangen.

Falls ein gesuchtes Inspektionsobjekt nicht detektiert wird, entfällt erfindungsgemäß das ge- triggerte Aufnehmen von Rohdaten des entsprechenden Inspektionsabschnitts, sodass keine unnötigen Rohdaten zur Inspektion des fehlenden Inspektionsobjekts generiert werden und Übertragungs-, Speicher- und/oder Rechenkapazitäten belegen. In der Regel reicht die Information, dass das Inspektionsobjekt fehlt, aus, um eine Diagnose des technischen Funktionszustands des Fahrzeugs zu stellen. Zusätzlich kann beispielsweise durch von zumindest einer kontinuierlich messenden Kamera aufgenommenen Bildern des Fahrzeugs, insbeson- dere Panoramabildern, nach dem fehlenden Inspektionsobjekt gesucht werden, für den Fall, dass sich das Inspektionsobjekt an einer durch die Triggerhardware nicht detektierbaren Position befindet. Vorzugsweise erfolgt das Übertragen sofort nach dem Aufnehmen und das Speichern sofort nach dem Übertragen. So kann vorteilhaft aus einem Speicherzeitpunkt direkt auf einen Aufnahmezeitpunkt der Rohdaten zurückgeschlossen werden, wenn das Speichern hinreichend schnell und/oder mit einer bekannten Zeitverschiebung nach dem Aufnehmen der Rohdaten erfolgt. So kann auf besonders einfache Weise der Aufnahmezeitpunkt der Rohdaten nach- vollzogen werden, ohne dass dazu zusätzliche Metadaten, beispielsweise ein Aufnahme- Zeitstempel, notwendig wären. Mit Hilfe der von der Triggerhardware detektierten Triggerzeitpunkte können die Rohdaten somit für die weitere Analyse einfach und zuverlässig den jeweiligen Inspektionsabschnitten und/oder Inspektionsobjekten zugeordnet werden. Indem die Sensoren durch das Detektieren des Inspektionsobjekts, und nicht durch ein De- tektieren des gesamten Fahrzeugs, getriggert werden, können die von den Sensoren aufgenommenen Rohdaten auf einfache Weise dem jeweiligen Inspektionsobjekt zugeordnet werden. Insbesondere können die Rohdaten, wenn ein Zeitpunkt des Detektierens des Inspektionsobjekts bekannt ist, durch einen Aufnahmezeitpunkt und/oder Speicherzeitpunkt der Rohdaten dem Inspektionsobjekt zugeordnet werden.

Wird eine Mehrzahl von Sensoren getriggert, erfolgt das Aufnehmen von Rohdaten durch diese Sensoren vorzugsweise synchron, das heißt bis auf mögliche Laufzeitunterschiede eines Triggersignals von der Triggerhardware zu den einzelnen Sensoren gleichzeitig.

Dadurch können die aufgenommenen Rohdaten ohne durch unterschiedliche Aufnahmezeiten verursachte Artefakte zur Auswertung miteinander kombiniert werden. Die Auswertung wird also einfacher und zuverlässiger, da solche Artefakte nicht kompensiert werden müssen. Triggern kann besonders für Inspektionsobjekte, die eine optische Kontur, die erkennbar/identifizierbar ist, aufweisen, geeignet sein. Solche Inspektionsobjekte sind vorzugsweise Antennen, Isolatoren, Strombänder und Inspektionsobjekte im Dachgarten eines Fahrzeugs. Triggern kann den Vorteil haben, dass die Inspektionsobjekte immer in definierter und vergleichbarer Bildposition schon in Rohdaten vorliegen können. Das Inspektionsobjekt kann somit im Rahmen des Inspektionsverfahrens schneller detektiert werden, eine Extraktion aus den Rohdaten kann schneller durchgeführt werden, und ein Winkel oder eine Perspektive ist direkt in den Rohdaten bestimmt, was ansonsten rechenaufwandig wegzurechnen wäre oder ggf. nicht wegrechenbar ist.

Durch Triggern sinkt auch die Anzahl der notwendigen Rohdaten, z.B. notwendiger Bildauf- nahmen, was das Datenvolumen, das zu verarbeiten und zu übertragen ist, senkt. Somit kann die Aussagekraft pro Bit ansteigen und Rechenleistung preiswerter werden. Vorzugsweise wird in dem Inspektionsverfahren aus mehr als einem definierten Winkel oder einer definierten Bildposition getriggert. So kann eine 3D-lnformation über den Inspektionsbereich gewonnen werden, wie z.B. ein 3D-Modell. Auch ist eine Rundumsicht erhaltbar, eine Re- dundanz an Rohdaten, ein Sicherheitsabgleich und ein Korrelationsabgleich. Das Aufnehmen mittels Triggern kann auch schneller als ungetriggertes Aufnehmen sein, weil z.B. die zu verarbeitende Datenmenge sinkt. Das kann für die Inspektion von schnell fahrenden Fahrzeugen von Bedeutung sein.

In Ausführungsformen des Inspektionsverfahrens und des Inspektionssystems wird als Teil der Triggerhardware eine Lichtschranke bereitgestellt. Durch eine Lichtschranke lassen sich insbesondere Inspektionsobjekte, die nach oben über das Fahrzeug hinausragen, beispielsweise Stromabnehmer, auf besonders einfache und schnelle Art detektieren. Die Lichtschranke ist vorzugsweise auf eine Größe des Inspektionsobjekts angepasst, stellt jedoch vorzugsweise trotzdem einen konstruktiv großen Objektabstand bereit. In Ausführungsformen ist die Lichtschranke eine Laserlichtschranke. Diese kann sehr genau sein, insbesondere durch eine geringe optische Divergenz. So kann besonders genau getriggert werden. Da eine Lichtschranke in der Regel einen definierten Reflektor benötigt, der am Inspektionssystem, insbesondere einem Inspektionstor, und nicht am Fahrzeug bereitgestellt werden kann, ist die Lichtschranke insbesondere für laterales Triggern eines durchfahrenden Fahrzeugs geeignet.

Als Teil der Triggerhardware ist in einigen Ausführungsformen ein Kameratrigger vorgesehen, vorzugsweise zum Suchen des Zuganfangs und/oder eines Inspektionsobjekts. Eine bevorzugte Größe des Inspektionsobjekts liegt zwischen 5-10 cm. Diese Größenordnung kann auf einfache Weise, z.B. mit nur wenigen Pixeln einer Kamera, erfasst werden. Die zu dem Kameratrigger zugehörige Triggerkamera ist mit Ihrer Bilderfassungsrichtung vorzugsweise vertikal nach unten gerichtet. Insbesondere in dieser Ausrichtung kann die Triggerkamera auch Inspektionsobjekte detektieren, die eine quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs messende Lichtschranke nicht detektieren kann, beispielsweise weil sie von anderen Teilen des Fahrzeugs verdeckt sind. Eine Triggerkamera kann beispielsweise Inspektionsobjekte in einem Dachgarten eines Triebzuges detektieren, die nicht nach oben über eine seitliche Begrenzung des Dachgartens hinausragen.

Der Kameratrigger kann ein Inspektionsobjekt beispielsweise durch Methoden der computer- implementierten Bildverarbeitung, insbesondere computerimplementierter Objekterkennung, detektieren. Der Kameratrigger kann beispielsweise einen Framegrabber und/oder ein FPGA (Field Programmable Gate Array) umfassen. Durch einen Framegrabber und/oder ein FPGA ist eine besonders schnelle Objekterkennung möglich.

Die Triggerkamera ist im System vorzugsweise ohnehin zur Inspektion des Fahrzeugs vorgesehen. So kann sie eine weitere Funktion übernehmen. Mit Hilfe der Triggerkamera kann in Ausführungsformen eine Dokumentation zu Nachweiszwecken erstellt werden, dass tatsächlich ein Fahrzeug das Inspektionssystem passiert hat und vorzugsweise auch das Fahrzeug identifiziert werden. So können Messdaten plausibilisiert werden, die beispielsweise fehlerhaft, uneindeutig oder nicht richtig zugeordnet sind.

Mit der Triggerkamera kann in Ausführungsformen eine Zugtyp- oder Zugkomponenten- typdetektion oder zumindest -kategorisierung durchgeführt werden. Vorzugsweise kann eine Typerkennung ggf. aus Korrelation mit anderen Daten durchgeführt werden. Außerdem kann unter Verwendung der Triggerkamera vorzugsweise ein bestimmtes, typspezifisches Messprogramm für das Fahrzeug ausgewählt werden. Z.B. kann das Messprogramm vorzugsweise für einen ICE2, einen ICE3, einen ICE4, einen Zug einer bestimmten Baureihe, einen LKW, ein Frachtschiff, einen Klimaanlagentyp, einen Stromabnehmer oder eine andere Komponente oder Bauteil des Fahrzeugs ausgewählt werden.

Vorzugsweise ist die Triggerkamera dafür eingerichtet, ein Flächenbild des Inspektionsabschnitts zu erzeugen, zumindest jedoch zeitkorrelierte Linienbilder. Um die zu verarbeitende Datenmenge gering zu halten und eine schnelle Detektion des Inspektionsobjekts zu ermöglichen, kann die Triggerkamera eine geringe Bildauflösung aufweisen.

In Ausführungsformen findet eine Farbdetektion auf der erfassten Bildaufnahme statt. Beispielsweise kann dadurch ein ohnehin bestehendes Farbmerkmal, wie Bahnrot mit Ausblei- chungsstufen, oder ein angebrachter optischer Marker detektiert werden. Optische Marker am Fahrzeug können vorzugsweise ICE2-Sticker in Grün, ICE3-Sticker in Rot, ein Barcode, ein QR-Code, ein molekularer Reflektor, der vorzugsweise auch funktioniert, wenn er teilflächig verschmutzt ist, oder eine Zugnummer sein. Statt einer Farbkamera kann eine wellenlängenselektive Beleuchtung und Detektion in bevorzugten Verfahren eingesetzt werden. In Ausführungsformen ist eine grüne Beleuchtung und ein grüner Bandfilter in Hardware bereitgestellt. Dies kann den Vorteil haben, dass ein Sensor mit Graustufen-Fähigkeit für das Triggern ausreicht und auf eine womöglich teurere Farbkamera verzichtet werden kann. Vorzugsweise startet die Triggerkamera durch einen Triggerbefehl einen Messzyklus an dem fahrenden Fahrzeug, also einen Inspektionsvorgang mit der Sensoranordnung.

Als Teil der Triggerhardware ist in einigen Ausführungsformen ein RFI D-Sensor vorgesehen. Vorzugsweise kann dieser ein VHF-RFID-Signal identifizieren, in Alternativen ein UHF- Signal. RFID-Chips befinden sich häufig bereits an Fahrzeugen, z.B. Zügen, so dass sie eine neue, zusätzliche Funktion bei der Durchführung des vorgeschlagenen Inspektionsverfahrens des Fahrzeugs erhalten können. Der RFID-Chip kann inspektionsrelevante Daten speichern, ohne einen Zugang zu einem internen Datensystem bereitstellen zu müssen. Auf dem Chip kann vorzugsweise durch das Inspektionssystem ein Inspektionsprotokoll abgelegt werden, das auf den gemessenen Daten basiert. Bei Reisezugwagen kann beispielsweise eine Wagentypreihenfolge abgelegt werden. Bei Güterwagen kann unter Verwendung der gespeicherten RFID-Informationen und Anwendung des Inspektionssystems auf den RFID- Chip eine Beladungskontrolle stattfinden, vorzugsweise, ob eine Fracht verrutscht ist.

Als Teil der Triggerhardware ist in einigen Ausführungsformen ein Lichttaster vorgesehen. Ein Lichttaster benötigt im Gegensatz zu einer Lichtschranke vorteilhafter Weise keinen definierten Reflektor. Vorzugsweise dient das zu inspizierende Fahrzeug als Reflektor. Da der Lichttaster Veränderungen des Lichteinfalls detektieren kann, kann er zur Detektion auch unbekannter Objekte besonders geeignet sein. Ein Lichttaster kann den Messzweck erfüllen, bestimmte Inspektionsobjekte zu lokalisieren, z.B. in Ort und Zeit oder auch Ort und Geschwindigkeit. Vorteil kann sein, dass der Triggerpunkt und der Inspektionspunkt auseinanderfallen können.

Vorzugsweise ist der Lichttaster dafür eingerichtet, nur selektiv in einem bestimmten Abstandsbereich zum Inspektionsobjekt zu triggern. Der Abstandsbereich kann einstellbar sein, parametrierbar oder auch dynamisch in Echtzeit parametrierbar. Ein dynamisch in Echtzeit parametrierbarer Lichttaster kann zunächst einen Stromabnehmer, z.B. in einem Abstand von zwischen 1 m bis 1 ,5 m detektieren und dann umparametrisiert werden, um eine Klimaanlage im Abstand von zwischen 1 ,25 m bis 2 m zu detektieren. Die Messgenauigkeit des Lichttasters kann von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängen. Der Lichttaster kann vor- zugsweise mit seiner optischen Wirkrichtung von oben nach unten weisen, sodass einer Verschmutzung eines Lichtsensors des Lichttasters vorgebeugt werden kann. Er kann auch in Ausführungsformen einen aktiven oder passiven Schutz gegen Verschmutzung aufweisen, wie andere optische Sensoren auch.

Als Teil der Triggerhardware ist in einigen Ausführungsformen ein nicht sichtbarer, vorzugs- weise optischer Triggerdetektor vorgesehen. Dieser ist vorzugsweise im Fahrgastbetrieb einsetzbar und die Inspektion ist für den Fahrgast nicht erkennbar. Der nicht sichtbare Detektor kann ein Ultraschallsensor sein oder eine für Menschen nicht sichtbare optische Wellenlänge aufnehmen, wie z.B. Infrarot. Alternativ dazu kann vor ein Objektiv des nicht sichtbaren Triggerdetektors ein wellenlängenselektives Filter angeordnet werden.

Das getriggerte Aufnehmen der Rohdaten umfasst vorzugsweise ein Aufnehmen von Bilddaten des Inspektionsobjekts durch mehrere als Kameras ausgestaltete optische Sensoren aus mehreren unterschiedlichen Perspektiven. Durch das Aufnehmen aus unterschiedlichen Perspektiven kann das Inspektionsobjekt umfassend inspiziert werden. Insbesondere können auch Bereiche des Inspektionsobjekts erfasst werden, die in einer der Perspektiven verdeckt sind. Wird das Aufnehmen gemeinsam getriggert, können die Aufnahmen aus unterschiedlichen Perspektiven besonders einfach und zuverlässig, nämlich ohne mögliche Artefakte durch unterschiedliche Aufnahmezeitpunkte, zur Auswertung miteinander kombiniert werden.

Ein als Kamera ausgestalteter Sensor ist bevorzugt so eingerichtet, dass die Kamera nur Rohdaten eines Bildausschnitts aufnimmt, in dem sich erwartungsgemäß ein Inspektionsobjekt befindet. Typische Inspektionsobjekte, beispielsweise ein Stromabnehmer, entsprechen in ihrer Form nicht der, normalerweise rechteckigen, Form eines Aufnahmebereichs einer Kamera. Um die zu übertragende und zu analysierende Datenmenge zu reduzieren, kann die Kamera, beispielsweise durch selektives Auslesen eines Teilbereichs eines Kamerasensors, insbesondere eines CMOS-Sensors, so eingerichtet sein, dass sie nur Rohdaten eines Bildausschnitts aufnimmt, in dem sich erwartungsgemäß ein Inspektionsobjekt befindet. Sollte sich das Inspektionsobjekt wider Erwarten nicht in dem Bildausschnitt befinden, kann auch daraus ein wertvolles Inspektionsergebnis abgeleitet werden, beispielsweise, dass das Inspektionsobjekt fehlt, oder dass sich das Fahrzeug nicht mit der voreingestellten Geschwindigkeit relativ zum Inspektionssystem bewegt.

Für das weiter oben beschriebene Inspektionsverfahren mit Kamera und Lasermesstechnik weist das Inspektionssystem vorzugsweise in Fahrtrichtung links und rechts vom fahrenden Fahrzeug jeweils eine Laserquelle mit einer ersten Kamera und einer zweiten Kamera auf. Die Kameras sind vorzugsweise sequentiell in Fahrtrichtung hintereinander mit möglichst geringem Abstand zueinander angeordnet, um eine Bildkorrelation zu verbessern. Vorzugs- weise werden das linke und das rechte Teilsystem gleichzeitig durch die Triggerhardware getriggert.

Eine bevorzugte Bildrate einer Kamera in dem Inspektionssystem, die für die Verwendung mit Lasermesstechnik geeignet ist, hat eine Bildrate von maximal 35000 Bildern/Sekunde. Für verbesserte Bildqualität wird eine Bildrate von etwa 5000 Bilder/s eingesetzt. Beispielsweise zur Inspektion eines Stromabnehmers werden die Kameras vorzugsweise in einem Abstand von 50 cm - 100 cm von dem Stromabnehmer angeordnet, und die Inspektion wird durch die Kameras bei einer Relativgeschwindigkeit von Fahrzeug und Inspektionssystem von etwa 5 km/h durchgeführt. Eine derartige Geschwindigkeit ist vorteilhafter Weise bei allen ICE-Baureihen über die Funktion„AFB", Automatisch Fahren Bremsen, voreingestellt verfügbar.

Vorzugsweise werden mit Kamera und Lasermesstechnik Bauteile im Dachgarten des Zuges inspiziert, besonders vorzugsweise Windleitbleche und/oder der Zustand der Schleifleisten an einem Stromabnehmer des Zuges.

Sollen Flächen ohne durch Triggerhardware detektierbare Kontur inspiziert werden, ist das Inspektionsverfahren vorzugsweise kontinuierlich einzurichten. Beispielsweise sind kontinu- ierlich messende Sensoren oder kontinuierlich messende diskrete Sensoren meist für Klimaanlagen, Dachoberflächen und das Detektieren von Einbrandlöchern vorteilhaft. Eine Framerate und/oder Belichtungszeit und/oder Belichtung des kontinuierlich messenden diskreten Sensors ist vorzugsweise anpassbar, bevorzugt an die Fahrzeuggeschwindigkeit. Ein bevorzugtes Verfahren umfasst einen Schritt eines Bereitstellens von zwei oder mehr Sensoren der Sensoranordnung entlang und/oder orthogonal einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs, wobei mindestens einer der Sensoren ein optischer Sensor ist und vorzugsweise zwei oder mehr Sensoren der Sensoranordnung entlang und/oder orthogonal der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs voneinander beabstandet sind. Vorzugsweise kann ein erster Sensor, der einem zweiten Sensor in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs vorgelagert ist, den zweiten Sensor triggern, wie oben beschrieben. Dabei kann der erste Sensor alternativ oder zusätzlich vertikal zu dem zweiten Sensor beabstandet sein, also höher oder niedriger angebracht sein als der zweite Sensor. Bevorzugt ist aber in Ausführungsformen, dass zwei oder mehr Sensoren der Sensoranordnung auf derselben Höhe angeordnet sind. 3.5 Funktionstest

Vorzugsweise umfasst das Inspektionsverfahren einen automatischen Funktionstest des Inspektionssystems, um sicherzustellen, dass durch das Inspektionsverfahren valide Inspek- tionsdaten generiert werden. Der Funktionstest kann vorzugsweise ein automatisierter Selbsttest des Inspektionssystems sein. Der Funktionstest kann sich auf die grundsätzliche Funktionsfähigkeit und/oder die Kalibrierung des Inspektionssystems beziehen.

Der Funktionstest kann ein Aufnehmen eines Leerbilds ohne Fahrzeug mit einem als Kame- ra ausgestalteten Sensor und Vergleichen des Leerbilds mit einem entsprechenden Referenzbild umfassen, um bei einer Abweichung des Leerbilds von dem Referenzbild eine Fehlfunktion und/oder Fehlausrichtung des Sensors festzustellen und eine Warnmeldung auszugeben. Durch das Vergleichen eines Leerbilds mit einem Referenzbild können auf besonders einfache Weise Fehlfunktionen und Fehlausrichtungen einer Kamera festgestellt werden, insbesondere sind dazu keine zusätzlichen Sensoren an dem Inspektionssystem notwendig.

Der Funktionstest kann ein Messen der Position und/oder Ausrichtung eines Sensors durch eine Anzahl von an dem Sensor angebrachten Positions- und/oder Lagesensoren umfassen, um bei einer Abweichung der Position und/oder Ausrichtung von entsprechenden Soll- Werten eine Fehlpositionierung und/oder Fehlausrichtung des Sensors festzustellen und eine Warnmeldung auszugeben. Durch entsprechende Positions- und/oder Lagesensoren können die Position und Ausrichtung eines Sensors, die insbesondere bei optischen Sensoren für ein präzises Messergebnis von hoher Bedeutung sind, genau und zuverlässig bestimmt werden.

Der Funktionstest kann ein Messen einer Temperatur eines Sensors durch zumindest einen an dem Sensor angebrachten Temperatursensor umfassen, um bei Überschreitung einer Maximaltemperatur eine Fehlfunktion des Sensors festzustellen und eine Warnmeldung auszugeben. Kommt es an einem Sensor zu einer erhöhten Wärmeentwicklung, liegt in der Re- gel eine Fehlfunktion vor und der Sensor sollte möglichst schnell überprüft und gegebenenfalls repariert oder ausgetauscht werden, um weitere Schäden an dem Sensor oder an benachbarten Sensoren durch Überhitzung zu vermeiden.

Der Funktionstest kann ein Überwachen des Inspektionssystems mit einer Anzahl von Tem- peratur-, Feuchtigkeits- und/oder Vibrationssensoren, um bei einer Abweichung von entsprechenden Betriebsbedingungen des Inspektionssystems eine Warnmeldung auszugeben. Wird das Inspektionssystem außerhalb seiner Betriebsbedingungen betrieben, kann es dadurch zu fehlerhaften Messdaten oder zu Schäden an dem Inspektionssystem kommen. Daher ist ein Überwachen der Betriebsbedingungen vorteilhaft.

Der Funktionstest kann ein Messen eines elektrischen Widerstandes einer elektrischen Ver- bindungsleitung eines Sensors mit dem lokalen Server, um bei Überschreiten einer eines Maximalwiderstandes einen Fehlkontakt festzustellen und eine Warnmeldung auszugeben. Ein Fehlkontakt kann zu einer unzureichenden Energieversorgung eines Sensors und/oder zu Übertragungsfehlern und somit zu fehlerhaften Messdaten führen. Daher müssen Fehlkontakte möglichst schnell behoben werden.

3.6 Initialisierung

Das Inspektionsverfahren kann zumindest folgende Schritte, insbesondere in der angegebenen Reihenfolge, umfassen:

a. Detektieren des Fahrzeugs nach zumindest Fahrzeugende oder -anfang, Detektions- zeitpunkt und Geschwindigkeit an einem Detektionsort auf einem Fahrtweg, wobei der Detektionsort einem Inspektionsort des Inspektionssystems auf dem Fahrtweg in Fahrtrichtung vorgelagert ist;

b. Übermitteln der prognostizierten Ankunftszeit des Fahrzeugs an dem Inspektionsort und vorzugsweise von fahrzeugbezogenen Daten des Fahrzeugs an das Inspektionssystem und

c. Initialisieren des Inspektionssystems nach dem Detektieren und vor der prognostizierten Ankunftszeit des Fahrzeugs. Indem das Fahrzeug vor Erreichen des Inspektionssystems detektiert wird, kann das Inspektionssystem rechtzeitig initialisiert werden, um bei Ankunft des Fahrzeugs sofort mit der Inspektion zu beginnen. Auf diese Weise lässt sich die Auslastung des Inspektionssystems maximieren, und das Fahrzeug steht besonders schnell wieder für den Transport von Passagieren oder Gütern zur Verfügung. Das Detektieren kann beispielsweise die Schritte Einlesen eines Wartungsplans aller Fahrzeuge und/oder Erkennen, ob ein Fahrzeug sich dem Inspektionssystem nähert, vorzugsweise unter Verwendung von RFID umfassen. Das Detektionsergebnis kann genutzt werden, um einen Inspektionsstartzeitpunkt t=0 zu setzen und/oder zum Setzen einer Vorwarnzeit und/oder zum Initialisieren des Inspektionssystems, insbesondere der Sensoranordnung und/oder zum Durchführen eines Funktionstests des Inspektionssystems. Das Initialisieren kann ein Durchführen eines automatischen Funktionstests des Inspektionssystems umfassen, wobei der Funktionstest die oben zum Funktionstest beschriebenen Schritte und Wirkungen umfassen kann. Durch den Funktionstest können insbesondere funktionsunfähige Sensoren erkannt werden und/oder eine Funktionsfähigkeit des Inspektions- Systems automatisch festgestellt werden.

Das Initialisieren kann ein Auswählen eines Inspektionsverfahrens basierend auf fahrzeugbezogenen Daten, bevorzugt Fahrzeugtypdaten und/oder früheren Inspektionsergebnissen, des zu inspizierenden Fahrzeugs umfassen. Je nach Fahrzeugtyp oder Fahrzeugzustand kann das Inspektionsverfahren vorteilhafterweise individuell angepasst sein, um mit möglichst geringem Aufwand alle für eine umfassende Inspektion des Fahrzeugs notwendigen und hinreichenden Inspektionsdaten zu erfassen.

Das Initialisieren kann ein Ermitteln von Umgebungsparametern des Inspektionssystems umfassen. Umgebungsparameter können beispielsweise eine Umgebungstemperatur, eine Luftfeuchtigkeit der Umgebung, Umgebungslicht, Umgebungsgeräusche oder chemische Analysen wie beispielsweise die Detektion von ausgetretenen Betriebsstoffen des Zuges sein. Die Protokollierung von Umgebungsparametern ist wichtig, um zu prüfen, dass beispielsweise ein Sensor innerhalb seiner Betriebsbedingungen betrieben wird. Beispielsweise können die Betriebsbedingungen eines Sensors einen Temperaturbereich von -10 °C bis 50 °C und eine maximale relative Luftfeuchtigkeit von 80 % umfassen.

Auch innerhalb der Betriebsbedingungen können Umgebungsparameter eine Eingangsgröße in der Auswertung von Inspektionsrohdaten sein. Liegt beispielsweise eine Umgebungstem- peratur unter dem Gefrierpunkt von Wasser, so kann die erhöhte Wahrscheinlichkeit im Auswertungsalgorithmus implementiert werden, dass Artefakte in den Inspektionsbilddaten auf eine Vereisung zurückzuführen sind.

Findet das Inspektionsverfahren im Wesentlichen in einer abgeschlossenen Umgebung wie zum Beispiel einer Betriebswerkstätte statt, so können zusätzlich auch die Umgebungsparameter eines Außenbereiches, durch den das Fahrzeug vor Erreichen des Inspektionssystems gefahren ist, berücksichtigt werden. Vorzugsweise werden die Umgebungsbedingungen des Außenbereichs von einem Sensorsystem des Fahrzeugs ermittelt und an das Inspektionssystem übertragen. Beispielsweise kann es sein, dass ein Fahrzeug auf freier Stre- cke bei Außentemperaturen unterhalb des Gefrierpunktes von Wasser vereist ist und dann in eine Betriebswerkstätte mit einer lokalen Temperatur über dem Gefrierpunkt von Wasser einfährt. Ohne die Information, dass die Außentemperaturen unter 0 °C gelegen hat, könnte ein Auswertungsalgorithmus die Interpretation, dass ein Artefakt in den optischen Inspektionsdaten auf eine Vereisung zurückzuführen ist, als unwahrscheinlich verwerfen.

Bevorzugt ist, dass das Inspektionsverfahren einen Wartungsplan abruft, der Informationen darüber enthält, welches Fahrzeug, insbesondere welcher Zug, wann das Inspektionssystem erreicht. Weitere Informationen können sich auf die Zusammensetzung des Zuges beziehen, wie Anzahl der Wagen oder Wagenreihung oder Art der Wagen. Vorzugsweise sieht das Inspektionsverfahren eine RFID-Erkennung an einem sich nähernden Zug vor, um das Inspektionssystem, das von dem Zug als nächstes erreicht wird, vorzuwarnen.

Die Vorwarnung initialisiert dann vorzugsweise das Inspektionssystem, insbesondere Sensoranordnung, vorzugsweise Kamers, und Beleuchtungssystem. Danach wird vorzugsweise ein Funktionstest durchgeführt, ob alle Bauteile des Inspektionssystems initialisiert worden sind. Daraufhin wird ein Feedback erzeugt, ob das Inspektionssystem funktioniert oder nicht. Danach beginnt vorzugsweise die Erfassung durch das Inspektionssystem.

Zunächst wird erfasst, ob ein Zug angekommen ist oder nicht. Sobald ein Zug angekommen ist, wird vorzugsweise der Zugtyp erfasst und/oder ein Komponententyp einer zu inspizierenden Komponente erfasst. Vorzugsweise wird die zu inspizierende Komponente durch Auslesen einer Krankenakte mit historischen Inspektionsergebnissen des Zugs bestimmt. Dann wird der Inspektionsstartzeitpunkt t=0 als Start eines Messzyklus gesetzt. Danach wird vorzugsweise erneut ein Feedback erzeugt, ob das Inspektionssystem funktioniert oder nicht. Daraufhin beginnt bei positivem Feedback die Sensoranordnung damit, den Inspektionsbereich des Fahrzeugs zu inspizieren. Vorzugsweise wird je Zugtyp, Wagentyp und/oder Wagenzusammenstellung ein spezifisches Inspektionsprogramm bereitgestellt. Beispielsweise sind an einem gewissen Zugtyp Elemente vorhanden, die an einem anderen Zugtyp fehlen. Eine Inspektion kann die Inspektion dieser Elemente entsprechend überspringen, wenn sie sowieso nicht vorhanden sind. Vorzugsweise werden Umgebungsparameter registriert, besonders bevorzugt Umgebungslicht und Luftfeuchtigkeit. Sensoren können in Ausführungsformen synchronisiert auf den Inspektionsabschnitt angewendet werden.

Die erfassten Rohdaten werden vorzugsweise zunächst auf dem Sensor, z.B. der Kamera, lokal zwischengespeichert. Die Rohdaten werden dann, vorzugsweise unverarbeitet, an eine Datenbank gesendet. Zur Reduzierung des Datenvolumens können Graustufen-Aufnahmen durch die Sensoranordnung erzeugt werden, was gegenüber Farbaufnahmen eine Reduktion um den Faktor 1 ,5 bis 3 mit sich bringen kann. Zudem können Graustufen-Aufnahmen schärfer sein als die Farbaufnahme und einen besseren Kontrast bieten, insbesondere da keine Farbinterpo- lation, beispielsweise durch eine Bayer-Matrix, notwendig ist. Weiterhin kann bei Graustufenaufnahmen die Beleuchtung reduziert werden. Bevorzugt ist also für das Inspektionsverfahren in Ausführungsformen ein Erzeugen von Graustufen-Aufnahmen mit der Sensoranordnung. Sind alle Rohdaten erfasst, kann vorzugsweise das Inspektionssystem automatisch heruntergefahren werden. So lässt sich Energie sparen.

3.7 Master-System aktiviert Slave-System Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens weist die Schritte eines Bereitstellens in der Sensoranordnung einer Master-Inspektionseinheit und einer Slave- Inspektionseinheit, die der Master-Inspektionseinheit in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs nachgelagert ist, eines Anwendens der Master-Inspektionseinheit zur Grobinspektion des Inspektionsobjekts des Fahrzeugs, ob Rohdaten einen Schwellenwert überschreiten, eines Aktivierens der Slave-Inspektionseinheit, falls die von der Master-Inspektionseinheit aufgenommenen Rohdaten und/oder davon abgeleitete extrahierte Daten oder Metadaten einen Schwellenwert über- oder unterschreiten, und ein Anwenden der Slave-Inspektionseinheit zur Feininspektion des Inspektionsobjekts des Fahrzeugs in Reaktion auf das Aktivieren auf. In einigen Ausführungsformen des Inspektionssystems gemäß der Erfindung ist deshalb ein Master-Inspektionssystem zur groben Inspektion eines bewegten Fahrzeugs vorgesehen, welches mit einem in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs nachfolgenden Slave- Inspektionssystem zur Feininspektion in Regelverbindung steht. Beispielsweise kann das Master-Inspektionssystem das nachfolgenden Slave-Inspektionssystems zur Feininspektion aktivieren, um ein Inspektionsobjekt des bewegten Fahrzeugs, das vom Master- Inspektionssystem mit einer über einem Schwellwert liegenden Wahrscheinlichkeit als inspektionswürdig erkannt worden ist, einer Feininspektion zu unterziehen.

Durch die Vorlagerung der Grobinspektion erfolgt die Feininspektion nur bedarfsweise. So kann die Gesamtdatenmenge und vor allem die zu übermittelnde und zu speichernde Datenmenge des Inspektionsverfahrens reduziert werden und gleichzeitig die Datenrate über inspektionswürdigen Inspektionsabschnitten des bewegten Fahrzeugs erhöht werden, um die Inspektionsgenauigkeit wo erforderlich zu erhöhen.

3.8 Beleuchtungssysteme

Ein bevorzugtes Inspektionsverfahren weist den Schritt eines Beleuchtens des Inspektionsabschnitts des Fahrzeugs durch eine Beleuchtungsanordnung als Teilsystem des Inspektionssystems auf. Beleuchtungsanordnungen können somit auch als Beleuchtungssystem des Inspektionssystems bezeichnet werden. Bei Niederschlag, wie beispielsweise bei Regen, kann vorzugsweise ein Beleuchtungsprofil über dem Inspektionsobjekt so abdimmen, dass Reflexionen vermieden werden. Vorzugsweise ist eine Echtzeitregelung der Beleuchtung vorgesehen. Das Inspektionssystem umfasst vorzugsweise einen Regensensor, vorzugsweise an einer Fahrstrecke des Fahrzeugs. Vorzugsweise empfängt das Inspektionssystem einen Wetterbericht und aktiviert ein entsprechendes Beleuchtungsprofil.

Bei Außenlicht, insbesondere bei dynamischen Lichtquellen wie der Sonne, beleuchtet das Beleuchtungssystem vorzugsweise stärker als bei Dunkelheit zur Vermeidung von Schatteneffekten, insbesondere dynamischen Schatteneffekten. Vorzugsweise stellt das Inspektionssystem optimale Messbedingungen, vorzugsweise Aufnahmebedingungen für Kameras, für die Sensoranordnung bereit. Entsprechend wird eine Inspektion mit dem Inspektionsverfahren durch das Inspektionssystem vorzugsweise nachts und/oder an einem gereinigten Zug und/oder an einem trockenen Zug durchgeführt. Vorzugsweise wird das Inspektionsverfahren an einem Zug durchgeführt, der eine Waschstraße verlässt. Vorzugsweise wird der Inspektionsabschnitt durch das Beleuchtungssystem kontinuierlich beleuchtet, weil die kontinuierlichen Sensoren, z.B. kontinuierlich messende Kameras, die immer laufen, dies benötigen. Vorzugsweise wird genau eine Beleuchtung für alle optischen Sensoren, vorzugsweise alle Kameras, bereitgestellt. Vorzugsweise wird von dem Beleuchtungssystem eine Beleuchtung mit einer emittierten Wellenlänge im Infrarotbereich bereitge- stellt. Damit ist eine Materialinspektion unter einer Oberfläche des Inspektionsabschnitts möglich. Das Beleuchtungssystem stellt allerdings in Ausführungsformen Beleuchtung mit einer emittierten Wellenlänge im Röntgenbereich bereit. Das Inspektionsverfahren kann in Ausführungsformen eine Hyperspektralanalyse des Inspektionsabschnitts für Farbuntersuchungen mit Graustufen-Detektoren bzw. Graustufen-Kameras vorsehen.

Das Beleuchtungssystem kann eine oder mehrere Beleuchtungselemente, vorzugsweise LED-Leuchten, aufweisen. Die Beleuchtungselemente sind in Ausführungsformen steuerbar oder dimmbar eingerichtet. Vorzugsweise werden entgegen einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs ausgerichtete Beleuchtungselemente der Beleuchtungsanordnung erst eingeschaltet, nachdem ein Führerstand des Fahrzeugs diese Elemente passiert hat, damit ein Fahrzugführer nicht geblendet wird.

Zur Inspektion von Inspektionsobjekten auf Risse kann das Inspektionssystem eine Dunkelfeldbeleuchtung bereitstellen und eine Dunkelfeldanalyse, z.B. nach Art einer Dunkelfeldmik- rosroskopie, ermöglichen. In Ausführungsformen können gleiche, also Sensoren mit gleicher Messtechnik, Sensoren, z.B. Kameras, durch verschiedene Beleuchtungen versorgt werden. Insbesondere kann sich eine jeweils bereitgestellte Beleuchtungsposition in Abhängigkeit vom Sensor unterscheiden. Soll das Inspektionsverfahren eine Risserkennung mit fluoreszierenden Mitteln erlauben, ist vorzugsweise eine Beleuchtung durch eine UV-Lichtquelle vorgesehen. Es können Blenden für das Beleuchtungssystem vorgesehen sein. Die Blenden können aktiv oder statisch sein. Das Inspektionssystem kann an eine Störquelle, wie z.B. eine Ampel, Wind oder Sonneneinstrahlung, angepasst sein, z.B. durch Blenden oder Windabweiser. Die Blenden können mit einem Polarisationsfilter versehen sein. Die Blenden sind in Ausführungsformen mit einem Motor oder einem Aktuator steuerbar. Das Inspektionssystem kann Abdeckungen wie z.B. Lamellen bereitstellen, um am Inspektionsabschnitt einen Lichtaustritt zu verhindern.

Die Beleuchtung kann vorzugsweise mit dem Inspektionssystem Deflektometrie zur Inspektion eines technischen Funktionszustands in dem Inspektionsabschnitt ermöglichen. Das Be- leuchtungssystem kann dazu in bevorzugten Ausführungsformen Muster (z.B. Gitter, Dreiecksmuster, Linienmuster, und dergleichen) auf den Inspektionsbereich, beispielsweise eine Inspektionsfläche (wie einen Dachgarten eines Zuges), projizieren. Vorzugsweise sieht das Inspektionsverfahren ein Zählen von Kästchen des Musters vor, da dies kostengünstig erreichbar ist, insbesondere für Deflektometrie. Das Beleuchtungssystem kann bereitgestellt sein, um durch Anwenden von Deflektometrie die Erstellung von 3D-Modellen durch das Inspektionsverfahren zu erlauben. So können vorzugsweise, und überraschenderweise, Schäden oder Kratzer an Inspektionsobjekten gut erkannt werden. Deflektometrie ist insbesondere zur Verwendung mit reflektierenden Inspektionsbereichen, z.B. Inspektionsoberflächen, vorgesehen. Solche Inspektionsbereiche sind im Allgemeinen schwer zu messen. Besonders geeignet kann Deflektometrie für die Seiten eines Zuges in Vorbeifahrt geeignet sein. Beispielsweise kann mittels Deflektometrie vorzugsweise als technischer Funktionszustand bestimmt werden, ob eine Fensterdichtung an einem glänzenden Fensterrahmen z.B. eines Zuges richtig sitzt. Vorteilhaft kann sein, dass für Messungen mittels Deflektometrie am fahrenden Fahrzeug nicht mehr Muster projiziert werden müssen als bei Inspektion im Stillstand des Fahrzeugs.

Genauer gesagt können Beleuchtungssysteme im Sinne der Erfindung beispielsweise Lam- pen oder Blitzlichter sowie Arrangements daraus sein. Vorteilhafterweise bestehen Beleuchtungssysteme aus kostengünstigen, energieeffizienten, bezüglich des Spektrums an emittiertem Licht wohldefinierten und/oder schnell anschaltbaren und regelbaren Leuchtmitteln wie beispielsweise LED-Lampen, wie oben erwähnt, oder OLED-Lampen. Vorteilhafterweise wird das durch das Beleuchtungssystem erzeugbare Spektrum an emittierbarem Licht wie bereits erwähnt anpassbar ausgestaltet. So kann ein bestimmter Inspektionsvorgang optimiert werden, bei dem ein Inspektionselement, wie ein Bauteil eines Gerätes auf dem Dachgarten eines Zuges oder typische Verschleißartefakte darauf, in einem Licht bestimmter Wellenlänge besonders gut detektierbar ist. Ebenso kann das Beleuch- tungsspektrum und gegebenenfalls auch das Detektionsspektrum eines Kamerasystems auf bestimmte Spektralbereiche beschränkt werden, um Artefakte durch variable messbeeinflussende Umwelteinflüsse wie Umgebungslicht, Temperatur, Luftfeuchtigkeit auszuschließen oder zu reduzieren. Beispielsweise kann das Beleuchtungssystem nur das künstliche Licht bezogen auf optisches Spektrum und Intensität generieren, welches dem Umgebungslicht bezogen auf Normbedingungen fehlt.

Mögliche Methoden zu einer solchen Beschränkung sind die Verwendung von optischen Filtern im Strahlengang von Beleuchtungssystemen oder Kamerasystemen, die Ansteue- rung nur bestimmter LED-Leuchtmittel bestimmter Farbe, die Detektion nur vermittels be- stimmter optischer Sensoren mit Sensibilität in einem bestimmten Spektralbereich oder die digitale Filterung nur eines bestimmten Spektralbereiches an Bildinformation. Zur Unterstützung der digitalen Auswertung kann ein Sensorsystem aus Sensoren zur vorzugsweise zeitaufgelösten Erfassung von messbeeinflussenden Umwelteinflüssen wie Umgebungslicht, Temperatur, Luftfeuchtigkeit vorgesehen sein, das mit einem Bildauswertungssystem in kommunikativer Verbindung steht. So kann beispielsweise ein Messartefakt, das auf veränderliches Umgebungslicht, Kondenswasser oder Vereisung zurückzuführen ist, in der Bildauswertung berücksichtigt werden.

Die Protokollierung von Messdaten und Umgebungseinflüssen in einem insbesondere zeit- korrelierten Datensatz erhöht die Vergleichbarkeit von Datensätzen zu verschiedenen Zei- ten und in unterschiedlichen Umgebungsbedingen. Vorteilhafterweise erlaubt dies die Ableitung aussagekräftiger Metadaten, welche einen Inspektionsschritt mit höherer Präzision und/oder weniger Rechenaufwand oder Datenvolumen charakterisieren. Wie die Metadaten aus dem Phasenraum von Messdaten und Umgebungseinflussdaten gewonnen werden, kann durch einen Parametersatz an heuristischen Erfahrungswerten voreingestellt und/oder durch einen insbesondere lernfähigen Algorithmus wie beispielsweise einen Monte-Carlo- Algorithmus, ein neuronales Netz oder dergleichen optimiert werden.

Vorzugsweise erfolgt die Beleuchtung insbesondere von Inspektionsgegenständen mit drei- dimensionaler Topographie, wie beispielsweise Antennen oder Stromabnehmern auf Zügen, von mehreren Seiten, beispielsweise von zwei, drei oder vier Seiten. Ziel ist es insbesondere, bereits im optischen Rohbild einen Schattenwurf auszuräumen, der bei der Bildauswertung zu Artefakten, abschnittsweiser Unterbelichtung oder Fehlinterpretationen führen könnte. Bevorzugt emittiert das Beleuchtungssystem diffuses Licht oder umfasst einen Diffusor wie zum Beispiel ein zumindest teilweise transparentes Tuch, das vom Licht einer Leuchtquelle des Beleuchtungssystems durchschienen wird.

Vorzugsweise sind die Lichtquellen eines Beleuchtungssystems vernetzbar und regelbar ausgestaltet. Bevorzugt sind die Lichtquellen eines Beleuchtungssystems pulsbare Lichtquellen. Lichtimpulse können beispielsweise mit Kameras eines Sensorsystems mit oder ohne einen Zeitversatz synchronisiert werden. Zur optimalen Beleuchtung können beispielsweise diffuse Leuchtmittel und gepulste Leuchtmittel kombiniert werden.

Synchronisierte gepulste und bezüglich wenigstens des Lichtspektrums und/oder der Intensi- tät einstellbare Beleuchtungssysteme und Kamerasysteme erlauben vorteilhafterweise, innerhalb relativ kurzer Zeit, wie etwa der Zeitspanne eines an einem Inspektionssystem passierenden Abschnitts eines Zuges, Sequenzen von Bildern mit verschiedenen Beleuchtungsund Aufnahmebedingungen zu ermitteln. In einem ersten Bild einer Sequenz könnte beispielsweise ein Fahrzeug von einer dem optischen Detektionsstrahlengang einer Kamera entgegengesetzten Richtung stark belichtet werden, so dass der Umriss des Fahrzeugs mit hohem Kontrast sichtbar und auswertbar ist. In einem oder mehreren folgenden Bildern einer Sequenz könnte das Fahrzeug allseits diffusem Licht verschiedener Wellenlänge oder Intensität oder verschiedenen optischen Einstel- lungen wie Apertur, Fokus und Belichtungszeiten abgebildet werden, um die Topographie oder Morphologie des Fahrzeugs besonders gut sichtbar und auswertbar zu machen.

Ein oder mehrere dritte Bilder der Sequenz könnten unter einem Fachmann für Mikroskopie bekannten Dunkelfeldbedingen aufgenommen werden, so dass Restlichtstreuung an Unebenheiten oder Haarrissen im Fahrzeug besonders deutlich detektiert werden können. In vierten Bildern könnte das Fahrzeug beispielsweise ohne gesonderte Beleuchtung in einem infraroten Spektralbereich aufgenommen werden, so dass Rückschlüsse über die Temperaturverteilung an dem Fahrzeug gezogen werden können. Ein fünftes Bild könnte im Rönt- genbereich belichtet und detektiert werden, wenn beispielsweise die Auswertung von Dunkelfeldbildern die genauere Kontrolle auf Haarrisse im Fahrzeug gebietet. Die Sequenz und Art der Bilder sind nur beispielhaft.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung können die Leuchtmittel dimmbar und/oder mit optischem Diffusor ausgestattet sein. Mehrere vorzugsweise modular ausgestaltete Leuchtmittel können in einem Array mechanisch, elektrisch und/oder kommunikativ miteinander gekoppelt sein. Vorteilhaft an einem solchen Array ist, dass es über die Anzahl seiner Leuchtmittel auf eine maximal erforderliche Ausleuchtung ausgelegt werden kann. Bei einer geringeren erforderlichen Ausleuchtung können beispielsweise nur ausgewählte Leuchtmittel des Arrays angesteuert werden. Auch können Leuchtmittel eines stationären Arrays unter verschiedenen Positionen und Winkeln auf einen sich bewegenden fahrenden Fahrzeug ausgerichtet werden. So kann die Beleuchtung mit einer geeigneten Intensitätsverteilung über dem fahrenden Fahrzeug erzeugt werden, ohne dass eine kostenaufwändige und störanfällige Bewegungseinrichtung für das und/oder die Leuchtmittel erforderlich wäre.

In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems kann ein optisches Element, wie beispielsweise ein Kameraobjektiv, von Leuchtmitteln wie LED- Lampen umgeben sein.

3.9 Definierter Hintergrund

Bevorzugt umfasst das Inspektionsverfahren einen Schritt eines Bereitstellens durch das Inspektionssystem eines definierten Hintergrunds, der vorzugsweise homogen oder gemustert, besonders vorzugsweise mit einem Gitter versehen, ist, und Anwenden der Sensoranordnung auf den Inspektionsabschnitt des Fahrzeugs, während sich der Inspektionsabschnitt des Fahrzeugs zwischen der Sensoranordnung und dem definierten Hintergrund befindet. Vorzugsweise weist der Hintergrund einen hohen Kontrast, z.B. höher als 10:1 , höher als 100:1 , höher als 1000:1 oder höher als 10000:1 , auf. Ein bevorzugter Hintergrund ist dafür eingerichtet, bei einer Graustufeninspektion, z.B. durch eine in Graustufen aufnehmende Kamera, einen möglichst großen Kontrast zu ermöglichen. Da die meisten Inspektionsobjekte dunkel, insbesondere schwarz, sind, sind besonders bevorzugte Hintergründe weiß. Ein bevorzugtes Muster ist ein Gitter. Ein Gitter kann durch einen Algorithmus einfach und billig ausgewertet, wie erwähnt insbesondere gezählt, werden. Vorzugsweise wird das Muster auf den Hintergrund projiziert, z.B. durch das Beleuchtungssystem. Eine bevorzugte Projektionsrichtung ist von schräg oben auf den Inspektionsabschnitt gerichtet. Vorzugsweise wird die Projektion getriggert, wenn eine Messung durchgeführt werden soll, die die Projektion auf den Hintergrund erfordert. Es kann ein geringer Zeitversatz zwischen gemusterten und nicht gemusterten Messungen erzeugt werden.

Eine Grobtextur des Hintergrunds ist vorzugsweise im Wesentlichen eben, so dass der Hintergrund keinen Schatten bildet. In Ausführungsformen kann der Hintergrund auf einer Tunnelwand bereitgestellt sein. Die Tunnelwand kann vorzugsweise weiß gestrichen und ggf. verputzt sein. In anderen Ausführungsformen ist die Oberfläche des Hintergrunds jedoch rau, um eine diffuse Abstrahlung hervorzurufen. So kann das Inspektionsobjekt bzw. der Inspektionsabschnitt besser ausgeleuchtet werden. Vorzugsweise werden bei diffuser Abstrahlung weniger Artefakte erzeugt.

In bevorzugten Ausführungsformen absorbiert der Hintergrund einen vorbestimmten Spekt- ralbereich, sodass weniger Streulicht in einen optischen Sensor, wie eine Kamera, fällt. Ein Hintergrund, der besonders bevorzugt ist, ist mittels einer Stabilisatoreinrichtung fixiert, um mechanischen Belastungen und/oder Fahrtwind zu widerstehen. Um ein Anhaften von Schmutz zu reduzieren, kann der Hintergrund, insbesondere für einen Außeneinsatz des Hintergrunds, mit einer Lotuseffektbeschichtung versehen sein.

Für einige Ausführungsformen, insbesondere beidseitige laterale Inspektion des Fahrzeugs, ist vorgesehen, dass in dem Hintergrund Aussparungen für Sensoren vorgesehen sind, insbesondere für optische Sensoren wie Kameras. So können die Sensoren besonders nahe an das Fahrzeug heranreichen. Vorzugsweise sind die Aussparungen in der Größe derart mini- miert, dass sie bündig an den Sensor anschließen. So kann die Störwirkung der Aussparungen verringert werden. Vorzugsweise befindet sich der Hintergrund beim Erheben der Rohdaten in einem Abstand von weniger als 150 cm zu einem Lichtraumprofil des Fahrzeugs. Besonders vorzugsweise ist der Abstand weniger als 100 cm, besonders vorzugsweise weniger als 50 cm, besonders vorzugsweise weniger als 20 cm. Ein ganz besonders bevorzugter Abstand zwischen Hinter- grund und Lichtraumprofil beträgt etwa 15 cm., insbesondere, wenn der Abstand zwischen Hintergrund und einer Hochspannungsleitung liegt, die vorzugsweise eine Oberleitung für einen Zug ist.

Vorzugsweise werden die Sensoren entlang eines Fahrtwegs des Fahrzeugs auf gleicher Höhe links und rechts vom Fahrzeug, z.B. einem zu inspizierenden Zug, angeordnet. Dann sieht das Inspektionsverfahren vorzugsweise vor, die Sensoren gleichzeitig anzuwenden. Zudem kann durch Bereitstellen der Sensoren auf gleicher Höhe der benötigte Bauraum, z.B. eine benötigte Schienenlänge, verringert sein. Ein bevorzugter Hintergrund ist akustisch gedämmt. Dies kann den Vorteil haben, dass eine akustische und eine optische Messung am gleichen Ort und zur gleichen Zeit am fahrenden Fahrzeug, z.B. einem Zug, vorgenommen werden können, so dass akustische und optische Rohdaten korreliert sind. Es ergibt sich somit ein Synergieeffekt, zwischen verschiedenen Messungen. Somit ist bevorzugt, dass der Hintergrund aus Kautschuk gefertigt ist und vor- zugsweise weiß und glatt ist. Aus akustischen Gründen kann es vorteilhaft sein, wenn der Hintergrund schallabsorbierend ist. Dafür können im Hintergrund kleine Löcher oder andere Strukturen zur Schalldämmung bereitgestellt sein. Liegt der Hintergrund nicht im optischen Weg eines optischen Sensors, kann er auch zumindest teilweise einen sonstigen effizienten Schalldämmer aufweisen, wie z.B. Eierschalenschaumstoff. Auf dem Hintergrund oder durch den Hintergrund hindurch können als Sensoren zusätzlich oder anstelle von optischen Sensoren Richtmikrofone bereitgestellt sein.

3.10 Verstellbarkeit der Sensoren Manche Ausführungsformen des Inspektionsverfahrens sehen einen Schritt eines Verstellens eines oder mehrerer Sensoren oder Sensoranordnungen durch rotatorisches und/oder translatorisches Bewegen relativ zu dem Inspektionssystem vor. Gemäß dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung können die Sensoren des Inspektionssystems verstellbar ausgebildet sein. Die Verstellbarkeit kann translatorische und/oder rotatorische Bewegungen um- fassen. Insbesondere kann ein Abstand zwischen einem Sensor und dem fahrenden Fahrzeug einstellbar sein. Beispielsweise kann ein Sensor auch bezüglich der Fahrtrichtung schwenkbar ausgebildet sein. Dadurch ist es beispielsweise möglich, ein erstes Bild mit dem Sensor aufzunehmen, wenn der Sensor entgegen der Fahrtrichtung des fahrenden Fahrzeugs ausgerichtet ist, ein weiteres Bild, wenn der Sensor lotrecht auf das fahrende Fahrzeug gerichtet ist und/oder ein weiteres Bild, wenn der Sensor in Fahrtrichtung des fahrenden Fahrzeugs ausgerichtet ist. Aus diesen Bildern kann ein dreidimensionales Abbild eines Objekts auf dem fahrenden Fahrzeug durch einen Bildauswertungsalgorithmus erzeugt werden.

Insbesondere kann mit Hilfe einer schwenkbaren Kamera das Fahrzeug, der Inspektionsab- schnitt und/oder ein Inspektionsobjekt mit computerimplementierten Verfahren der Bilderkennung automatisch erkannt und verfolgt werden, sodass schwenkbare Sensoren automatisch dem Fahrzeug nachgeführt werden können.

3.11 Bewegungseinrichtung von Sensoren und/oder Spiegeln

Vorzugsweise ist in dem Inspektionsverfahren ein Schritt eines Bereitstellens einer Bewegungseinrichtung für den einen oder die mehreren Sensoren vorgesehen, insbesondere um einen Abstand zwischen Sensor und Fahrzeug oder zwischen Sensoren im Hinblick auf einen zu inspizierenden Fahrzeugtyp oder zu inspizierenden Funktionszustand anzupassen. Diese Bewegungseinrichtung kann in Ausführungsformen zum Beispiel eine Teleskopierein- richtung oder vorzugsweise ein Robotikarm sein. Erfindungsgemäße Elemente wie beispielsweise Sensoren, optische Elemente, Beleuchtungssysteme und/oder Reinigungseinrichtungen können mit einem Bewegungssystem versehen sein.

Ein Bewegungssystem kann ausgelegt sein für Translationen in bis zu drei Raumrichtungen und bis zu zwei Schwenkrichtungen, so dass die Schwenkwinkel insbesondere alle Winkeleinstellungen auf einer Kugelsphäre einstellbar machen. Vorzugsweise sind Bewegungseinrichtungen separat ansteuerbar. Beispielsweise kann eine Bewegungseinrichtung durch einen Elektromotor oder ein piezoelektrisches Element getrieben werden.

3.12 Maßnahmen zur effizienten Inspektion von hochspannungsführenden Bauteilen

Bevorzugt ist bei einem erfindungsgemäßen Inspektionsverfahren ein Anwenden der Sensoranordnung mit noninvasiver Messtechnik von außen, bezogen auf das Fahrzeug, wobei vorzugsweise ein Abstand zwischen Sensor und Fahrzeug, vorzugsweise während dem Erfassen von Rohdaten, zumindest zeitweise zwischen 0 cm und 250 cm, bevorzugt zwischen 50 cm und 100 cm beträgt. Der Abstand zum Inspektionsobjekt bemisst sich, insbe- sondere bei optischen Sensoren, nach einer Abwägungsoptimierung der Anzahl der mindestens aufzulösenden Bildpunkte und des Bildausschnittes, auf den das Inspektionsobjekt möglichst vollständig passen soll, vorzugsweise während einer Datensequenz innerhalb eines Inspektionsintervalls. Bei einem kleinstmöglichen Inspektionsobjekt von z.B. 1 mm bis 1 cm sind vorzugsweise mindestens 3 Bildpunkte (oder Pixel) aufzulösen.

Vorzugsweise umfasst das Inspektionsverfahren ein Anwenden der Sensoranordnung mit invasiver Messtechnik von außen, bezogen auf das Fahrzeug, und/oder ein Anwenden der Sensoranordnung, wobei mindestens ein Sensor der Sensoranordnung an dem Fahrzeug angebracht ist, für Messungen in oder an dem Fahrzeug, deren Rohdaten und/oder daraus erzeugte Metadaten von dem Fahrzeug weg übertragen werden.

Bevorzugt umfasst das Inspektionsverfahren ein Aufnehmen und Auslesen von aktiven und/oder passiven Markern auf dem Fahrzeug. Dies sind in Ausführungsformen ein oder mehrere Marker aus der Gruppe bestehend aus Barcode, Streifen, Zugnummer, Beacon, RFID-Chip und WLAN-Peilung.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sollen hochspannungsführende Bauteile, wie beispielsweise die Stromabnehmer eines mit Hochspannungsleitungen elektrisch verbun- den Zuges, auf effiziente, einfache und präzise Weise inspiziert werden.

Zur automatisierten Inspektion sind Sensoren, wie insbesondere die oben beschriebenen Kamerasysteme, vorgesehen. Digitalkamerasysteme haben den Vorteil, dass sie schnell und ohne Verbrauchsmaterialien direkt digitale Datensätze erzeugen, die der datentechni- sehen Auswertung zugänglich sind. Um die Inspektion von hochspannungsführenden Bauteilen eines Zuges effizienter und präziser zu machen, ist es wünschenswert, die Sensoren in einem möglichst geringen Abstand zum hochspannungsführenden Bauteilen anzuordnen.

Gerade bei elektrifizierten Sensoren wie Digitalkamerasystemen erhöht sich jedoch mit geringer werdendem Abstand die Gefahr eines Spannungsüberschlages. Daher ist ein minimaler Sicherheitsabstand von einem Objekt wie beispielsweise einem Sensor zu einem hochspannungsführenden Bauteil vorgeschrieben bzw. empfohlen. Dies ist insbesondere in der Norm DIN EN 1501 19 (VDE 01 15601 ) niedergelegt. Der minimale Sicherheitsabstand hängt von einzelnen Parametern ab und ist beispielsweise unterschiedlich für Wechselspannung und Gleichspannung. Als Faustregel gilt dem Fachmann, dass ein Sicherheitsabstand von 10 cm mal dem Wert der Hochspannung in Kilovolt nicht unterschritten werden darf. Erfindungsgemäß werden auch elektrische Sensoren unterhalb des typi- schen Sicherheitsabstandes verwendet. Dafür wird der Sensor mit einer Einrichtung zum Überschlagschutz geschützt.

Eine solche Einrichtung kann beispielsweise ein Faraday'scher Käfig um den Sensor sein. Ein Faraday'scher Käfig leitet elektrischen Strom über seine Außenfläche ab, sodass ein Objekt in seinem Inneren nicht stromdurchflossen und mithin geschützt ist. Eine als Faraday'scher Käfig ausgestaltete Einrichtung kann insbesondere Durchbrechungen haben, durch die ein freier optischer Weg von einem optischen Sensor auf das hochspannungsführende Bauteil gerichtet werden kann.

Ein Problem beim Einsatz von elektrifizierten Sensoren in der Nähe von Hochspannungsleitungen und hochspannungsführenden Bauteilen ist die Signalstörung eines elektrifizierten Sensors durch elektromagnetische Abstrahlung. Auch dieses Problem wird durch ein als Faraday'scher Käfig ausgestattetes Gehäuse für den identifizierten Sensor ausge- räumt.

3.13 Inspektionssystem

Die oben genannten zwingenden und fakultativen Merkmale des Inspektionsverfahrens können in Vorrichtungsmerkmale des erfindungsgemäßen Inspektionssystems übertragen werden. Das Inspektionssystem ist dafür eingerichtet, das erfindungsgemäße Inspektionsverfahren durchzuführen.

Das Inspektionssystem umfasst vorzugsweise zumindest folgende Komponenten:

a. eine Sensoranordnung zur Aufnahme von Rohdaten zumindest eines Inspektionsabschnitts des Fahrzeugs, um einen technischen Funktionszustand des Fahrzeuges zu inspizieren;

b. eine Triggerhardware zum Detektieren des Inspektionsobjekts und zum Triggern einer Anzahl von zur Inspektion des Inspektionsobjekts ausgelegten diskret messenden Sensoren der Sensoranordnung;

c. eine Datenbank zum Speichern der Rohdaten und

d. ein Übertragungsmittel zum Übertragen der Rohdaten von den Sensoren an die Datenbank. 3.14 Datenübertragung und -speicherung Vorzugsweise wird die Datenbank, in der die Rohdaten gespeichert werden, von einem an dem Inspektionssystem angeordneten lokale Server bereitgestellt. Dabei ist insbesondere ein Abstand zwischen dem lokalen Server und dem Inspektionssystem nicht wesentlich größer ist, als eine räumliche Ausdehnung des Inspektionssystems. Indem der lokale Ser- ver an dem Inspektionssystem angeordnet ist, können auch sehr große Datenmengen, wie sie beispielsweise bei einer Inspektion eines gesamten Triebzuges anfallen, in kurzer Zeit an die Datenbank übertragen werden.

Ein Auswerten der Rohdaten erfolgt vorzugsweise zeitlich und/oder räumlich von dem Speichern der Rohdaten getrennt. Beispielsweise kann das Auswerten nach dem Aufnehmen aller Rohdaten des Fahrzeugs und/oder durch ein von der Inspektionsvorrichtung entferntes Datenverarbeitungssystem erfolgen. Dadurch muss der die Datenbank bereitstellende lokale Server lediglich zur schnellen Speicherung der Rohdaten während einer Inspektion ausgelegt sein und keine darüberhinausgehende Leistungsfähigkeit oder Funktionen aufweisen. Der lokale Server kann somit kostengünstig und wartungsarm ausgestaltet sein.

Das Übertragen der Rohdaten an die Datendank erfolgt vorzugsweise durch elektrische Signale, insbesondere kabelgebunden. Typische Sensoren, wie Kameras, geben aufgenommene Rohdaten als elektrische Signale aus und typische Server können auch nur elektrische Signale zur Speicherung aufnehmen. Werden die Signale elektrisch übertragen, entfällt somit im Gegensatz zu einer optischen Übertragung eine bei großen Datenmengen zeitraubende Umwandlung der Signale von elektrisch zu optisch und umgekehrt. Insbesondere bei einer kurzen Distanz von der Sensoranordnung zu dem lokalen Server kann die potentiell höhere Übertragungsrate einer optischen Übertragung den zusätzlichen Zeitaufwand der elektrooptischen Umwandlungen nicht kompensieren, sodass eine elektrische, insbesondere kabelgebundene, Signalübertragung insgesamt schneller ist als eine optische Signalübertragung. Ferner kann bei einer elektrischen Signalübertragung das gleiche Kabel sowohl zur Signalübertragung als auch zur Energieversorgung eines Sensors genutzt werden, sodass der Installations- und Wartungsaufwand des Inspektionssystems verringert werden. Eine hohe Übertragungsrate und Möglichkeit der Energieversorgung bieten beispielsweise übliche Ethernet-Kabel, beispielsweise Cat-6-Ethernet-Kabel. Durch verdrillte Adernpaare und eine elektrisch leitende Umhüllung bieten Ethernet-Kabel außerdem einen hohen Schutz gegenüber elektrischen und magnetischen Störfeldern. Das Inspektionsverfahren kann ein Zwischenspeichern der Rohdaten in einem an einem Sensor, der die Rohdaten aufgenommen hat, angeordneten Zwischenspeicher vor dem Übertragen umfassen. Dadurch können die Rohdaten zunächst in dem Zwischenspeicher gesammelt und später an die Datenbank übertragen werden, sodass Engpässe bei dem Übertragen vermieden werden.

Das Speichern der Rohdaten in der Datenbank kann zumindest einen der folgenden Schritte umfassen:

• Zwischenspeichern der Rohdaten in einem schnellen, flüchtigen Speicher, bei- spielsweise einem Arbeitsspeicher (RAM: random acces memory);

• Ablegen der Rohdaten in einem schnellen, nicht flüchtigen Speicher, beispielsweise einem Festkörperspeicher (SSD: solid-state drive), und/oder

• Archivieren der Rohdaten in einem langsamen, nicht flüchtigen Speicher, beispielsweise einer Festplatte (HDD: hard disk drive).

Vorzugsweise umfasst das Speichern mehrere, insbesondere alle, der genannten Schritte in der genannten Reihenfolge, sodass eine große Datenmenge einerseits schnell aufgenommen und andererseits sicher und kostengünstig gespeichert werden kann. Bevorzugt ist, dass das Inspektionssystem Softwareressourcen und/oder Hardwareressourcen aufweist, die auf eine übertragbare und speicherbare Datenrate für das Anwenden der Sensoranordnung auf den Inspektionsabschnitt des Fahrzeugs bei einer vorbestimmten Relativgeschwindigkeit der Relativbewegung mit einer für die Inspektionszwecke und/oder Validierung der Messergebnisse hinreichenden Datenredundanz ausgelegt sind. Die Rela- tivgeschwindigkeit liegt vorzugsweise zwischen 2 km/h bis zu 400 km/h, mehr bevorzugt zwischen 2 km/h und 25 km/h, besonders bevorzugt zwischen 3 km/h und 10 km/h und idealerweise bei 5 km/h. Bevorzugt wird die Datenrate auf eine konstante oder variable Relativgeschwindigkeit während eines Inspektionsintervalls vorzugsweise dynamisch zur Erreichung der hinreichenden und/oder kontanten Datenredundanz angepasst. Vorzugs- weise liegt eine hinreichende Datenredundanz bei zumindest einem, bevorzugt 3 und mehr bevorzugt bei 3 bis 10 Datensätzen pro Inspektionsabschnitt.

Erfindungsgemäße Vorrichtungen und Verfahren eignen sich, wie ausgeführt, für Fahrzeuge, die sich mit einer Relativgeschwindigkeit zur Sensoranordnung bewegen. Beispielsweise kann ein Fahrzeug an einem stationären Inspektionssystem vorbeigeführt werden. Denkbar ist auch, dass sowohl ein zu inspizierendes Fahrzeug als auch die erfindungsgemäßen In- spektionssysteme zu ihrer Detektion bezüglich eines stationären Bezugssystems wie einer Betriebswerkstätte zumindest zeitweise und/oder abschnittsweise bewegt werden. So könnte beispielsweise ein Zug mit 5 km/h durch eine Betriebswerkstätte fahren und auf einer bestimmten Länge ein Inspektionssystem mit einer gleichgerichteten Geschwindigkeit von 2 km/h mitverfahren werden. So wäre die Relativgeschwindigkeit über diese Länge zwischen Zug und Inspektionssystem nur 3 km/h, so dass eine höhere Dichte an Bilddaten und mithin eine präzisere Detektion über einem Abschnitt des Fahrzeugs erzielt werden kann. Bevorzugt ist jedoch, das Inspektionssystem stationär anzuordnen, um ein aufwändigeres und schwerer einzustellendes mobiles Inspektionssystem zu vermeiden.

Ferner müsste ein verfahrbares Inspektionssystem in einer Betriebswerkstätte nach einem maximalen Verfahrweg wieder auf eine Ausgangsposition zurückgefahren werden, so dass kein kontinuierlicher Inspektionsbetrieb möglich ist. Hintergrund ist, dass eine gegebene Bildgebungs-Hardware und eine spezifizierte Bildrate und/oder Auflösung der aufzunehmen- den Bilder die maximale Relativgeschwindigkeit des bewegten Körpers begrenzt. Bevorzugt ist ein Inspektionsverfahren, in dem die Geschwindigkeit, beispielsweise, eines zu inspizierenden Zuges zeitlich moduliert wird. In Zeitphasen, in denen ein Inspektionsabschnitt des Zuges im Blickfeld der Sensoren, vorzugsweise optischer Sensoren, liegt, kann der Zug abgebremst werden und/oder langsamer fahren, um eine höhere Detektionsrate zu erzielen.

In anderen Zeitphasen kann der Zug beschleunigt werden und/oder schneller fahren, um den Inspektionsprozess schneller zu machen und Durchsatz und Auslastung eines Inspektionssystems zu erhöhen. Denkbar ist, dass zur präziseren Synchronisation zwischen der Bewegung des Zuges und der Ansteuerung der Sensoren der Zug und das Inspektionssystem über eine gemeinsame Steuereinrichtung in Regelverbindung stehen. Insbesondere kann der Zug während der Anwendung des Inspektionsverfahrens ferngesteuert werden. Dafür kann vorzugsweise eine Fernsteuereinrichtung in dem Inspektionssystem bereitgestellt sein. Weitere Details zu Hardware- und Softwareressourcen sind in der internationalen Anmeldung PCT/EP2017/078967 erläutert. Der Abschnitt 3.2.2 (Hardwareressourcen) der genann- ten Anmeldung ist durch Verweis Teil der vorliegenden Offenbarung.

3.15 Inspektion von Rotatoren

Bei der derzeit üblichen manuellen Inspektion eines Rotators, wie zum Beispiel eines Ra- des eines Zuges, wird der Zug typischerweise angehalten und von seiner Hochspannungsversorgung, um einen menschlichen Inspektor vor mechanischer oder elektrischer Schädi- gung durch einen fahrenden Zug zu schützen. Ist nur ein Teil eines zu inspizierenden Ro- tators sichtbar, muss der Zug eine definierte Strecke, die einem Bruchteil des Umfangs des Rotators entspricht weitergefahren, anschließend angehalten und von der Hochspannung getrennt werden, um im noch nicht inspizierten Bereich inspiziert werden zu können.

Dieses aufwendige und langsame Verfahren kann erfindungsgemäß verbessert werden, indem eine Anzahl stationärer Inspektionsmittel eines Inspektionssystems auf einen fahrenden Inspektionsgegenstand gerichtet sind, so dass sich aus einer Sequenz von Inspektionsmessungen Rotatoren über ihren gesamten Umfang hinweg inspizieren lassen. Vor- teilhafterweise ist es hierfür nicht notwendig, den Zug anzuhalten oder von der ihn versorgenden elektrischen Hochspannungsleitung zu trennen.

4 Figurenbeschreibung

Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfol- gender Beschreibung und anliegender Zeichnungen erläutert, in welchen ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Inspektionsverfahren und ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Inspektionssystem dargestellt sind. Bauteile des Inspektionssystems, welche in den Figuren wenigstens im Wesentlichen hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmen, können hierbei mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sein, wobei diese Bauteile nicht in allen Figuren be- ziffert und erläutert sein müssen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht eines Inspektionssystems gemäß einer

Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Inspektionssystem aus Fig. 1 .

Figur 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Inspektionssystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Das Inspektionssystem 1 weist eine Sensoranordnung auf, um Rohdaten von einem Fahrzeug 2 zu erheben, und stellt einen Durchgang für das Fahrzeug 2 bereit. Das Fahrzeug 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Zug. Genauer gesagt ist das Inspektionssystem 1 als mehrteiliges Inspektionstor ausgeführt, das mehrere Träger 3a, 3b, 3c aufweist, an denen Sensoren 4a, 4b, 4c, 4d der Sensoranordnung angebracht sind. Das Inspektionssystem ist beispielsweise in einem Tunnel 5 bereitgestellt. Die Sensoranordnung umfasst unter anderem einen Rauchsensor 4a, eine erste Kamera 4b zur lateralen Inspektion des Zuges, eine zweite Kamera 4c zur Inspektion des Zuges von oben, eine dritte Kamera 4d zur Unterbodeninspektion und einen Vibrationssensor 4e. Die dritte Kamera 4d und der Vibrationssensor 4e sind im Bett von Gleisen 6 bereitgestellt.

Weitere Sensoren 4f, 4g sind vorhanden und können bei Bedarf zur Inspektion des Zuges 2 eingesetzt werden. Die Sensoren 4f, 4g sind vertikal voneinander beabstandet angeordnet. Allerdings wird zur Vereinfachung der Beschreibung darauf verzichtet, im Detail auf die Sen- soren 4f, 4g einzugehen. Diese Sensoren 4f, 4g sind beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus optischer Sensor, wie eine Kamera, olfaktorischer Sensor, chemischer Sensor, Vibrationssensor, elektromagnetischer Sensor, Wärmebildsensor und akustischer Sensor. Somit sind mehrere Sensoren 4a, 4b, 4c, 4d, 4f, 4g in der Sensoranordnung bereitgestellt, die sich hinsichtlich von ihnen verwendeter Messtechniken zur Erhebung von Rohdaten unterscheiden und mehrere der Sensoren 4a, 4b, 4c, 4d, 4f, 4g sind vorzugsweise optische Sensoren. Das Inspektionssystem 1 umfasst Software- und Hardwareresourcen, die dafür ausgelegt sind, den Zug 2 bei einer Relativgeschwindigkeit zwischen Inspektionssystem 1 und Zug 2 von beispielsweise etwa 5 km/h zu inspizieren.

Der Rauchsensor 4a ist ein kontinuierlich messender Sensor und inspiziert den fahrenden Zug 2 kontinuierlich hinsichtlich einer Rauchentwicklung. Die erste Kamera 4b wird durch ein Triggersignal von einer Lichtschranke (nicht gezeigt) getriggert und erzeugt auf das Trigger- signal hin eine einzelne Bildaufnahme. Die erste Kamera 4b ist also ein diskret messender Sensor.

Der Vibrationssensor 4e wird ebenfalls getriggert, beispielsweise durch dasselbe Triggersignal wie die erste Kamera 4b, und misst synchron mit der ersten Kamera 4b eine Vibration des fahrenden Zuges 2 am Gleisbett. Durch das synchrone Aufnehmen verschiedener Rohdaten werden zwei unterschiedliche Messgrößen bestimmt, ein Kamerabild und ein Vibrationswert. Auf die erfassten Rohdaten werden zur Auswertung ein oder mehrere Algorithmen angewendet, um ein Inspektionsobjekt des Zuges 2 zu diagnostizieren. Die beiden Messgrößen werden in dieser Ausführungsform korreliert, sodass für die Auswertung ein synergeti- scher Effekt zwischen den beiden Sensoren 4b, 4e mit verschiedener Messtechnik eintritt. Für den Rauchsensor 4a ist vorgesehen, dass kein Triggern stattfindet, sondern der

Rauchsensor 4a ununterbrochen Rohdaten erfasst. Dies ist insbesondere für Sensoren mit geringem Datenaufkommen oder Inspektionssystemen 1 mit hoher Datenspeichergeschwindigkeit möglich.

Das Inspektionssystem umfasst eine Beleuchtungsanordnung 7a, 7b. Die Beleuchtungsanordnung 7a, 7b beleuchtet einen Unterboden 8 des Fahrzeugs, der mittels der dritten Kamera 4d inspiziert wird, mit einer ersten LED-Leuchte 7a und den Dachgarten des Fahrzeugs, der mittels der ersten Kamera 4b inspiziert wird, mit einer zweiten LED-Leuchte 7b.

Das Inspektionsobjekt 9, auf den die erste Kamera 4b angewandt wird, ist in diesem Fall ein Stromabnehmergestänge des Zuges 2. Gegenüber der ersten Kamera 4b ist in nicht gezeigten Ausführungsformen als definierter Hintergrund auf einer Wand des Tunnels 5 ein Gitter dargestellt. Dies erleichtert die Bildanalyse. Die erste Kamera 4b erfasst lateral ein Bild vom Dachgarten des Zuges 2, während sich der Zug 2 zwischen der ersten Kamera 4b und dem definierten Hintergrund befindet, sodass sich der Inspektionsobjekt 9, also beispielsweise das Stromabnehmergestänge, bei Anwendung eines Algorithmus zur Bildauswertung deutlich von dem Hintergrund abhebt. Die dritte Kamera 4d, die als Unterbodensensor dient, ist mit einer Blende (nicht gezeigt) als aktive Schutzeinrichtung versehen, um die dritte Kamera 4d vor herabfallendem Schmutz zu schützen. So werden auch die Rohdaten geschützt, die durch die Kamera 4d aufgenommen werden, da es unwahrscheinlicher ist, dass sie durch Verschmutzung des Sensors 4d verfälscht werden. Die Blende wird geöffnet, sobald ein Zug 2 das Inspektionssystem 1 durch- fährt und danach wieder geschlossen. In der dargestellten Ausführungsform weist eine Anwendungsrichtung der dritten Kamera 4d direkt nach oben in Richtung Zug 2. In nicht gezeigten Ausführungsformen kann aber, als Schutz gegen Verschmutzung, die Kamera 4d bezüglich der Anwendungsrichtung vom Zug 2 wegweisen oder seitlich bezogen auf den Zug 2 weisen, damit weniger Schmutz auf die dritte Kamera 4d fällt. Dann sind optische Umlen- kungselemente bereitgestellt, um einen optischen Weg zwischen Sensor und Zug für die Unterbodeninspektion bereitzustellen.

Die dritte Kamera 4d ist dafür eingerichtet, wiederholt angewendet zu werden, um den Unterboden 8 zu inspizieren. Da die dritte Kamera 4d ein diskret messender Sensor ist, erzeugt die dritte Kamera 4d sequentiell mehrere Einzelbilder vom Unterboden 8 des fahrenden Zuges 2. In Ausführungsformen ist eine Aufnahmefrequenz der dritten Kamera 4d hoch genug eingestellt, dass ein 3D-Modell des Unterbodens 8 durch gemeinsame Auswertung der auf- genommenen Einzelbilder erzeugt werden kann. So kann der Unterboden 8 zum Beispiel auf Risse untersucht werden.

Die erste Kamera 4b ist beispielsweise durch einen Robotikarm 10 als Bewegungseinrich- tung dafür eingerichtet, rotatorisch und translatorisch relativ zu dem Inspektionssystem 1 bewegt zu werden. So kann ein Abstand zwischen Zug 2 und erster Kamera 4b im Hinblick auf den zu inspizierenden Fahrzeugtyp angepasst werden. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen erster Kamera 4b und Zug 2 während des Anwendens der ersten Kamera 4b auf den Inspektionsabschnitt etwa 70 cm oder weniger, selbst bei der Inspektion von Hoch- Spannung zugeordneten Bauteilen, wie dem Stromabnehmergestänge 9. Daher weist die erste Kamera 4b einen Hochspannungsschutz an ihrem Gehäuse auf, um den Sensor vor Spannungsüberschlägen zu schützen.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind alle Sensoren 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g nichtinvasive Sensoren. Es muss mit den Sensoren 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g also nicht in den Zug 2 eingegriffen werden, um die Rohdaten zu erheben. So können komplizierte und zeit- aufwändige Genehmigungsverfahren vermieden werden. Allerdings können in nicht gezeigten Ausführungsformen auch Sensoren mit invasiver Messtechnik oder Sensoren des Fahrzeugs 2 angewendet werden, wenn dies notwendig oder sinnvoll erscheint.

Figur 2 zeigt eine Aufsicht auf das Inspektionssystem 1 aus Fig. 1. Insbesondere ist gezeigt, dass die Sensoranordnung eine Master-Inspektionseinheit 1 1 und eine Slave- Inspektionseinheit 12 umfasst. Die Master-Inspektionseinheit 1 1 ist der Slave- Inspektionseinheit 12 bezogen auf die Bewegungsrichtung des Zuges vorgelagert. Der Zug passiert also zunächst die Master-Inspektionseinheit 1 1 . Die Master-Inspektionseinheit 1 1 führt eine Grobinspektion durch. Im vorliegenden Fall wird der Zug 2 mit einem lateralen Kamerasensor in der Master-Inspektionseinheit 1 1 auf Unversehrtheit eines Klimaanlagengitters des Zuges 2 inspiziert. Stellt die Master-Inspektionseinheit 1 1 Abweichungen, z.B. in der Form des Klimaanlagengitters, fest, so aktiviert sie die Slave-Inspektionseinheit 12 über eine Aktivierungsleitung 13. Der Master-Inspektionseinheit 1 1 und der Slave-Inspektionseinheit 13 können allerdings in nicht gezeigten Ausführungsformen weitere Elemente zwischengeschaltet sein, um das Aktivierungssignal zu erzeugen oder zu übertragen. Die Slave-Inspektionseinheit 12 kann dann eine Feininspektion am auffälligen Klimaanlagengitter vornehmen und beispielsweise mit Hilfe einer Kamera Klimalamellen zählen oder fehlende Schrauben ermitteln. So kann die zu verarbeitende Datenmenge reduziert werden, da eine datenintensive Feininspektion nur erfolgt, falls die weniger aufwändige Grobinspektion Auffälligkeiten gezeigt hat.

5 Bezugszeichenliste 1 Inspektionssystem

2 Fahrzeug

3a, b, c Träger

4a, b, c, d, e, f, g Sensor

5 Tunnel

6 Gleise

7a, b LED

8 Unterboden

9 Inspektionsobjekt

10 Robotikarm

1 1 Master-Inspektionseinheit

12 Slave-Inspektionseinheit

13 Aktivierungsleitung