Obj ekterkennung an den Enden und Koppelstellen eines Fahrzeugs

Die Erfindung betri f ft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben eines Fahrzeugs , welches eingerichtet ist , sich in zwei Richtungen entlang einer Fahrstrecke zu bewegen . Die Erfindung betri f ft ferner ein Fahrzeug, ein Computerprogramm sowie eine Bereitstellungsvorrichtung .

Bei dem Verfahren wird ein Frontbereich, welcher ein in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegender Bereich ist , mittels einer ersten Erfassungseinrichtung erfasst . Wenigstens ein Obj ekt , welches sich innerhalb des Frontbereichs befindet , wird anhand des erfassten Frontbereichs mittels einer ersten Erkennungseinrichtung erkannt . Obj ekteigenschaften des erkannten Obj ekts werden durch eine Fahrzeugeinrichtung bei dem Betrieb des Fahrzeugs berücksichtigt . Ein Rückbereich, welcher ein in Fahrtrichtung des Fahrzeugs zurückliegender Bereich ist , wird mittels einer zweiten Erfassungseinrichtung erfasst .

Die Vorrichtung umfasst eine erste Erfassungseinrichtung, welche eingerichtet ist , einen Frontbereich zu erfassen, welcher ein in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorausliegender Bereich ist . Eine erste Erkennungseinrichtung ist eingerichtet , wenigstens ein Obj ekt , welches sich innerhalb des Frontbereichs befindet , anhand des erfassten Frontbereichs zu erkennen . Eine Fahrzeugeinrichtung ist eingerichtet , Obj ekteigenschaften des erkannten Obj ekts bei dem Betrieb des Fahrzeugs zu berücksichtigen . Eine zweite Erfassungseinrichtung ist eingerichtet , einen Rückbereich, welcher ein in Fahrtrichtung des Fahrzeugs zurückliegender Bereich ist , mittels einer zweiten Erfassungseinrichtung zu erfassen . Grundsätzlich ist die Verwendung von Erfassungseinrichtungen auf Fahrzeugen, beispielsweise zur Obj ekterkennung, bekannt . Die Erfassungseinrichtungen dienen beispielsweise dazu, Obj ekte zu erfassen, die sich in Fahrtrichtung vorausliegend befinden .

DE 10 2016 216 528 Al beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln des Ortes eines Schienenfahrzeugs . Bei dem Verfahren wird ein räumlicher Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs mittels einer Bilderfassungseinheit erfasst . Eine Bildinformation, die für einen Teilbereich des räumlichen Bereichs repräsentativ ist , wird mittels der Bilderfassungseinheit anhand der Erfassung erzeugt . Eine Referenzbildinformation, die für wenigstens einen Ref erenzteilbereich eines räumlichen Referenzbereichs in der Umgebung des Fahrzeugs repräsentativ ist , wird mittels einer Referenzeinheit bereitgestellt . Der Ort des Fahrzeugs wird mittels einer Ortsermittlungseinheit anhand der Bildinformation und der Referenzinformation ermittelt .

US 2014 / 0183303 Al beschreibt ein System zur Erfassung von aktuellen visuellen Informationen ( als Bilder oder Video ) der Umgebung eines Zugendes und zur Übertragung dieser visuellen Information an eine Lokomotive des Systems . Eines oder mehrere bildgebende Geräte sind in der Umgebung des Endes des Zuges positioniert , um Bilddaten von dort aus zu erfassen . Eine Ubertragungseinrichtung dient zum Übertragen der Bilddaten an eine Lokomotive . Eine Empfangseinrichtung, die in der Lokomotive verortet ist , dient zum Empfangen der Bilddaten, die von dem einen oder mehreren bildgebenden Geräten übertragen wurden . Zudem weist das System ein am Ende des Zugs installiertes Gerät auf , an dem das bildgebende Gerät vorhanden ist . Eine Anzeige , welche kommunikativ mit der Empfangseinrichtung gekoppelt ist , dient zur Anzeige der übertragenen Bilddaten auf der Lokomotive .

US 2010/ 0148013 Al beschreibt eine Vorrichtung zum Anzeigen, ob eine erste Kupplung einer Lokomotive in einem gekuppelten oder nicht-gekuppelten Zustand ist . Die Vorrichtung umfasst einen visuellen Sensor, der auf einem Teil der Kupplung positioniert ist , wobei der Sensor ein Echt zeitsignal bereitstellt , welches entweder einen gekuppelten oder einen nicht-gekuppelten Zustand anzeigt . Der gekuppelte oder nichtgekuppelte Zustand gibt an, dass ein Teil einer zweiten Kupplung in der Umgebung oder an einem Aufnahmebereich der ersten Kupplung liegt . Das Signal wird beispielsweise mittels einer Ubertragungseinrichtung, die mit dem Sensor kommuni ziert , drahtlos übertragen .

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, die Zuverlässigkeit des Betriebs von Fahrzeugen zu erhöhen .

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst , bei welchem wenigstens ein Obj ekt , welches sich innerhalb des Rückbereichs befindet , anhand des erfassten Rückbereichs mittels einer zweiten Erkennungseinrichtung erkannt wird und Ob ekteigenschaften des erkannten Obj ekts bei dem Betrieb des Fahrzeugs , eines mit dem Fahrzeug gekoppelten Fahrzeugs und/oder eines weiteren Fahrzeugs berücksichtigt werden .

Mit der Erfindung wurde erkannt , dass die Erkennung von Obj ekten, die sich in der Umgebung eines Fahrzeugs befinden, mittels einer Erfassungseinrichtung des Fahrzeugs in der Regel in Fahrtrichtung vorausliegend oder in seitlicher Richtung (beispielsweise mittels Türkameras ) erfolgt . Zwar ist die Übertragung von Bilddaten aus einer rückwärtig ausgerichteten Erfassungseinrichtung grundsätzlich bekannt . Jedoch sind die mittels der rückwärtigen zweiten Erfassungseinrichtung erfassten Obj ekte bei bisherigen Lösungen in keiner Weise für eine Obj ekterkennung vorgesehen .

Die erfindungsgemäße Lösung behebt diese Probleme , indem ein Obj ekt , welches sich innerhalb des Rückbereichs befindet , mittels einer zweiten Erkennungseinrichtung erkannt wird . Bei dem Betrieb des Fahrzeugs , eines mit dem Fahrzeug gekoppelten Fahrzeugs und/oder eines weiteren Fahrzeugs werden Obj ekteigenschaften des erkannten Obj ekts berücksichtigt .

Durch diese Lösung ergeben sich viel fältige Anwendungsmöglichkeiten zur Steigerung der Zuverlässigkeit und Sicherheit des Betriebs von Fahrzeugen . Insbesondere werden die Sicherheit und Zuverlässigkeit eines teilautomatisierten oder vollautomatisierten Betriebs von Fahrzeugen durch die erfindungsgemäße Lösung erhöht .

Das Fahrzeug ist beispielsweise ein Landfahrzeug ( z . B . ein Automobil oder ein Bus ) , ein Luftfahrzeug ( z . B . ein Flugzeug) oder ein Wasserfahrzeug ( z . B . ein Schi f f ) . Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein spurgebundenes Fahrzeug, weiter vorzugsweise ein Schienenfahrzeug . Das Schienenfahrzeug ist beispielsweise ein Hochgeschwindigkeits zug des öf fentlichen Personenfernverkehrs oder ein Regional zug oder eine Stadtbahn, eine Straßenbahn bzw . eine U-Bahn des öf fentlichen Personennahverkehrs . Das Schienenfahrzeug ist beispielsweise ein Triebzug . Alternativ ist das Schienenfahrzeug beispielsweise ein Güterzug . Die Fahrstrecke , entlang der sich das Schienenfahrzeug in zwei Richtungen bewegen kann, ist das Gleis . Das Schienenfahrzeug kann eine Lokomotive , ein einzelner Wagen, ein Consist (bestehend aus mehreren fest miteinander verbundenen Wagen) und/oder ein Fahrzeugverband (bestehend aus mechanisch und/oder virtuell/datentechnisch gekoppelten Fahrzeugen) sein .

Beispielsweise ist das Fahrzeug ein Consist und das „mit dem Fahrzeug gekoppelte Fahrzeug" ein weiterer Consist . Das „weitere Fahrzeug" ist beispielsweise ein Fahrzeug, welches losgelöst von dem Fahrzeug und losgelöst von dem mit dem Fahrzeug gekoppelten Fahrzeug betrieben wird .

Der vorausliegende Frontbereich umfasst vorzugsweise einen Verdrängungsbereich, welcher beim Befahren der Fahrtstrecke durch das Fahrzeug verdrängt wird . Mit anderen Worten : Obj ekte , die sich im Verdrängungsbereich in Fahrtrichtung vorausliegend befinden, werden mit dem Fahrzeug beim weiteren Befahren der Strecke kollidieren . Obj ekte , in diesem Verdrängungsbereich sind beispielsweise Fahrzeuge , Personen, Tiere , Gegenstände , etc . Zudem umfasst der vorausliegende Frontbereich weiter vorzugsweise Bereiche außerhalb des Verdrängungsbereichs , insbesondere neben der Fahrstrecke . Die Obj ekte in diesen Bereichen sind beispielsweise Landmarken, Signale , Gebäude , Pflanzen, etc .

Analog zu dem Frontbereich umfasst der zurückliegende Rückbereich vorzugsweise einen Verdrängungsbereich, welcher beim Befahren der Fahrtstrecke durch das Fahrzeug verdrängt wurde und/oder durch ein weiteres folgendes Fahrzeug verdrängt wird . Zudem umfasst der Rückbereich weiter vorzugsweise einen Bereich außerhalb des Verdrängungsbereichs , insbesondere neben der Fahrstrecke .

Die erste und/oder zweite Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise eine optische Erfassungseinrichtung, welche den Frontbereich und/oder Rückbereich optisch erfasst und Bilddaten auf Basis der Erfassung erzeugt . Beispielsweise sind die erste und zweite Erfassungseinrichtung j eweils als Kameraeinrichtung ausgebildet . Die erzeugten Bilddaten werden an die erste und/oder zweite Erkennungseinrichtung vorzugsweise drahtlos oder über einen drahtgebundenen Zugbus oder ein Ethernet-basiertes Steuernetz des Fahrzeugs übertragen .

Die zweite Erfassungseinrichtung ist vorzugsweise an einem Ende des Fahrzeugs und/oder an einem Ende des mit dem Fahrzeug gekoppelten Fahrzeugs angeordnet . Das Ende des Fahrzeugs ist vorzugsweise das in Fahrtrichtung hinten liegende Ende des Fahrzeugs . Bei einem Fahrzeugverband weist weiter vorzugsweise j edes untrennbare Teil fahrzeug ( z . B . Consist ) an der Spitze ( d . h . in Fahrtrichtung vorn) die erste Erfassungseinrichtung und am Ende die zweite Erfassungseinrichtung auf . Die erste und zweite Erkennungseinrichtung können getrennte Einrichtungen sein oder zumindest teilweise als eine gemeinsame Erkennungseinrichtung ausgeführt sein . Die erste und/oder zweite Erkennungseinrichtung ist vorzugsweise auf dem Fahrzeug installiert . Beispielsweise sind die erste und zweite Erkennungseinrichtung als eine zentrale Erkennungseinrichtung ausgeführt . In diesem Fall ist die zentrale Erkennungseinrichtung weiter vorzugsweise zentraler Ansprechpartner der Fahrzeugeinrichtung, die beispielsweise als Zugsicherungsgerät ( z . B . Onboard-Unit ) dient . Alternativ oder zusätzlich kann die erste bzw . zweite Erkennungseinrichtung Teil der ersten bzw . zweiten Erfassungseinrichtung sein . Alternativ oder zusätzlich kann die erste und/oder zweite Erkennungseinrichtung auf einer landseitigen Einrichtung installiert sein und als zentrale Erkennungseinrichtung ausgeführt sein .

Die Erkennung des Obj ekts mittels der ersten und/oder zweiten Erkennungseinrichtung erfolgt vorzugsweise durch Aus führung eines Computerprogramms , welches ein Modell repräsentiert , das Daten, die mittels der Erfassungseinrichtung erzeugt wurden, Ob ekteigenschaften ( z . B . eine Ob j ektklasse ) zuordnet . Das Modell wird weiter vorzugsweise mithil fe eines künstlichen neuronalen Netzes gebildet . Die Obj ekterkennung ist beispielsweise eine Hinderniserkennung, bei der das Obj ekt als Hindernis klassi fi ziert wird, da es sich auf der vorausliegenden Fahrstrecke befindet und als Hindernis relevant ist ( ein nicht-relevantes Hindernis ist beispielsweise ein Stock eines Baums ; ein relevantes Hindernis ist beispielsweise Ast eines Baums ) .

Die Fahrzeugeinrichtung ist beispielsweise ein zentrales Steuergerät und/oder eine sogenannte Onboard-Unit .

Die Obj ekteigenschaften des mittels der zweiten

Erkennungseinrichtung erkannten Obj ekts werden beispielsweise durch die Fahrzeugeinrichtung des Fahrzeugs bei dem Betrieb des Fahrzeugs berücksichtigt . Alternativ oder zusätzlich werden diese Obj ekteigenschaften durch die Fahrzeugeinrichtung des Fahrzeugs und/oder durch eine Fahrzeugeinrichtung des mit dem Fahrzeug gekoppelten Fahrzeugs berücksichtigt . Alternativ oder zusätzlich werden die Ob ekteigenschaften durch eine Fahrzeugeinrichtung des weiteren Fahrzeugs berücksichtigt . Das weitere Fahrzeug ist beispielsweise ein Fahrzeug, welches dem Fahrzeug auf derselben Strecke nachfolgt .

Gemäß einer bevorzugten Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Obj ekteigenschaften des erkannten Obj ekts und eine Obj ektbibliothek, welche eine Obj ektidenti fikationsinformation und eine Obj ekttypeninformation umfasst , bei dem Betrieb des Fahrzeugs berücksichtigt .

Vorzugsweise wird ein Ort des Fahrzeugs anhand der Obj ekteigenschaften des erkannten Obj ekts ermittelt . Bei einer bevorzugten Weiterbildung wird ein Ort wenigstens eines Teils des Fahrzeugs anhand der Obj ekteigenschaften und der Obj ektbibliothek ermittelt .

Beispielsweise wird als Ort des Fahrzeugs der Ort des Fahrzeugendes ermittelt . Unter Fahrzeugende ist vorzugsweise das in Fahrtrichtung hinten liegende Ende des Fahrzeugs zu verstehen .

Die Obj ektbibliothek ordnet der Obj ektidenti fikationsinformation und der Obj ekttypeninformation vorzugsweise eine Ortsinformation, welche den Ort des Fahrzeugs repräsentiert , zu . Diese Zuordnung wird fachmännisch häufig als digitale Karte bezeichnet . Mit anderen Worten : Ein Vergleich der erkannten Obj ekte mit einer digitalen Karte kann für eine Ortung des Fahrzeugs genutzt werden . Die Obj ekte , die zur Ermittlung des Ortes herangezogen werden, sind beispielsweise Landmarken . Landmarken umfassen Schilder, Signale, Gebäude, natürliche Objekte, etc.

Ergänzend zur Ermittlung des Ortes wird weiter vorzugsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs anhand einer zeitlichen Änderung der Ob ekteigenschaft (z. B. Größe) ermittelt.

Die Ortung wird weiter vorzugsweise für eine Ortung eines abgestellten Fahrzeugs, welches verschoben wurde, genutzt (sogenannte Cold-Movement-Detection) .

Nach einer weiteren bevorzugten Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Objekt, welches sich innerhalb des Rückbereichs befindet, zu einem Zeitpunkt erkannt, nachdem es als Objekt innerhalb des Frontbereichs erkannt ist. Objekteigenschaften des innerhalb des Frontbereichs erkannten Objekts und Objekteigenschaften desselben innerhalb des Rückbereichs erkannten Objekts werden zusammengeführt, um Kombinationseigenschaften des Objekts zu ermitteln .

Auf diese Weise kann die Qualität bei der Erkennung des Objekts erhöht werden, da das Objekt aus zwei Blickrichtungen erfasst und eine Erkennung durchgeführt wird. Zudem können ergänzende Informationen zu einem Objekt ermittelt werden, da dieses sowohl in der Ansicht nach vorn als auch in der Rückansicht betrachtet wird.

Die Objekteigenschaften umfassen vorzugsweise einen zweidimensionalen Umriss des erkannten Objekts. Die Kombinationseigenschaften umfassen weiter vorzugsweise eine 3D-Kontur des Objekts.

Die Kombinationseigenschaften können an ein nachfolgendes Fahrzeug übertragen werden, welches seinen Betrieb entsprechend der gewonnenen Kenntnis der Kombinationseigenschaft anpasst. Nach einer bevorzugten Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand des erfassten Rückbereichs mittels der zweiten Erkennungseinrichtung erkannt , ob eine in Fahrtrichtung zurückliegende Fahrstrecke frei ist .

Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Lösung besonders zweckmäßig zur Gleis freimeldung eingesetzt werden, da durch die rückwärtige Erkennung ermittelt werden kann, ob das befahrene zurückliegende Gleis eines spurgebundenen Fahrzeugs frei ist . Wird beispielsweise ein Obj ekt , welches sich auf der zurückliegenden Fahrstrecke befindet , erkannt , wird eine Gleis freimeldung unterbunden .

Hierbei ist zu berücksichtigen, dass genau dasj enige Gleis betrachtet wird, welches das Fahrzeug exklusiv beansprucht hat , wobei dieses beanspruchte Gleis für ein weiteres Fahrzeug freigegeben wird .

Nach einer bevorzugten Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf Basis der Erkennung des Obj ekts , welches sich innerhalb des Rückbereichs befindet , ein Sicherheitsrisiko für den Betrieb eines weiteren Fahrzeugs ermittelt .

Ein Beispiel fall ist ein von einem Schienenfahrzeug heruntergefallener Gegenstand, welcher auf dem Gleis liegen bleibt . Ein weiterer Beispiel fall ist ein sich lösender Wagen oder sich lösender Consist eines spurgebundenen Fahrzeugs .

Für ein nachfolgendes weiteres Fahrzeug kann der heruntergefallene Gegenstand oder der gelöste Wagen/Consist ein Hindernis darstellen .

Ein weiterer Beispiel fall ist ein Brand auf der zurückliegenden Strecke , der eine Gefahr für ein weiteres nachfolgendes Fahrzeug darstellt . Insbesondere wird das Sicherheitsrisiko für ein

Verkehrssystem, welches das Fahrzeug und mehrere weitere Fahrzeuge umfasst , ermittelt .

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug . Auf Basis der Erkennung, ob die zurückliegende Fahrstrecke frei ist , und/oder auf Basis der Erkennung des Obj ekts erfolgt eine Moving-Block-Zugsicherung .

Diese Weiterbildung beruht auf der Erkenntnis , dass das erfindungsgemäße Verfahren besonders für eine Zugsicherung bei einem Moving-Block, bei dem ein wandernder Raumabstand zu weiteren Fahrzeugen vorgesehen ist , geeignet ist . Denn für diese Art des Betriebs muss die Strecke kontinuierlich freigemeldet werden und bisherige Zugsicherungssysteme sind hierfür nicht angemessen eingerichtet . Im Unterschied dazu ist die kontinuierliche Gleis freimeldung bei einem Moving- Block durch die zweite Erkennungseinrichtung, welche Obj ekte innerhalb des Rückbereichs erkennt , erst möglich .

Nach einer weiteren bevorzugten Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Fahrzeug ein Teil fahrzeug einer Mehrzahl von miteinander mechanisch und/oder datentechnisch koppelbaren Teil fahrzeugen, die gemeinsam einen Fahrzeugverband bilden können . Als Obj ekt wird ein weiteres Teil fahrzeug des Fahrzeugverbands erkannt und anhand der Erkennung das weitere Teil fahrzeug identi fi ziert und/oder ermittelt , ob das weitere Teil fahrzeug mit dem Fahrzeug gekoppelt ist .

Die Identi fikation des weiteren Teil fahrzeugs erfolgt beispielsweise anhand der äußeren Form und/oder Beschri ftung der Front (beispielsweise mit einer Fahrzeugnummer ) und/oder anhand eines von dem weiteren Fahrzeug ausgegebenen Signals , welches mittels der Erkennungseinrichtung erkennbar ist . Bei einer bevorzugten Weiterbildung wird anhand der Ermittlung, ob das weitere Teil fahrzeug mit dem Fahrzeug gekoppelt ist , eine Zugintegritätsprüfung durchgeführt .

Auf diese Weise wird eine besonders geschickte Lösung zur Feststellung der Zugintegrität eines Fahrzeugverbands geschaf fen, indem als Obj ekt ein weiteres Teil fahrzeug erkannt wird . Die Erkennung kann mit einem Kopplungssignal verglichen werden und beispielsweise ermittelt werden, ob das Fahrzeug mit dem korrekten weiteren Fahrzeug gekoppelt ist . Alternativ oder zusätzlich kann anhand der Erkennung des Obj ekts die Entfernung zwischen dem Fahrzeug und dem weiteren Teil fahrzeug ermittelt werden, um eine Kopplung fest zustellen oder aus zuschließen .

Weiter vorzugsweise kann als Obj ekteigenschaft der Fahrzeugtyp (beispielsweise Bauart ) anhand der Erkennung ermittelt werden . Dies ist beispielsweise für den Betrieb in einer gemischten Mehrfachtraktion wünschenswert , um eine korrekte Kommunikation zwischen Fahrzeugen unterschiedlicher Typen auf zubauen .

Gemäß einer weiteren bevorzugten Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die zweite Erfassungseinrichtung als installierbare Erfassungseinrichtung mit einer Kommunikationseinheit zur Kommunikation mit der zweiten Erkennungseinrichtung ausgebildet .

Auf diese Weise können Fahrzeuge besonders einfach mit einer zweiten Erfassungseinrichtung versehen werden, indem diese beispielsweise temporär installiert wird .

Vorzugsweise ist die zweite Erfassungseinrichtung lösbar installierbar, damit diese an einem anderen Ort des Fahrzeugs oder eines weiteren Fahrzeugs wiederverwendet und installiert werden kann . Über die Kommunikationseinheit wird beispielsweise eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation mit der zweiten Erkennungseinrichtung geschaf fen . Dies dient beispielsweise zur Übertragung von erfassten Bilddaten an die zweite Erkennungseinrichtung . Die Übertragung erfolgt beispielsweise drahtlos oder über einen Zugbus oder über ein Ethernetbasiertes Steuernetz des Fahrzeugs .

Nach einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die zweite Erfassungseinrichtung eine Energiegewinnungseinrichtung, welche Energie zur Energieversorgung der Erfassungseinrichtung aus der Bewegung des Fahrzeugs während des Betriebs des Fahrzeugs gewinnt .

Die Energiegewinnungseinrichtung gewinnt die Energie vorzugsweise durch wenigstens ein Rad, welches die Bewegungsenergie des Fahrzeugs in elektrische Energie umwandelt .

Vorzugsweise umfasst die Erfassungseinrichtung eine Energiespeichereinrichtung, welche die mittels der Energiegewinnungseinrichtung gewonnene Energie speichert und bei Bedarf zur Energieversorgung der zweiten Erf assungseinrichtung bereitstellt .

Das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere für den Betrieb einer Fahrzeugflotte besonders zweckmäßig und wünschenswert . Dabei ist beispielsweise auf einer landseitigen Einrichtung eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, welche Informationen, die von mehreren Fahrzeugen der Flotte bereitgestellt werden, auswertet . Anhand der Auswertung können Kenntnisse gewonnen werden, die einem oder mehreren Fahrzeugen der Fahrzeugflotte bereitgestellt werden . Alternativ oder zusätzlich stellen die Fahrzeuge der Fahrzeugflotte ihre Informationen weiteren Fahrzeugen über eine direkte Kommunikation zur Verfügung . Mit anderen Worten : die Fahrzeuge teilen die gewonnenen Informationen miteinander . Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner durch das genannte Computerprogramm gelöst . Das Computerprogramm umfasst Befehle , die bei der Aus führung des Programms durch eine Recheneinrichtung diese veranlassen, das Verfahren der vorstehend beschriebenen Art aus zuführen . Die Erfindung betri f ft ferner ein Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm dieser Art . Die Recheneinrichtung ist vorzugsweise zumindest in Teilen eine Recheneinrichtung des Fahrzeugs und/oder der landseitigen Einrichtung .

Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner durch die eingangs genannte Bereitstellungsvorrichtung für das Computerprogramm der vorstehend beschriebenen Art gelöst , wobei die Bereitstellungsvorrichtung das Computerprogramm speichert und/oder bereitstellt . Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise eine Speichereinheit , die das Computerprogramm speichert und/oder bereitstellt . Alternativ und/oder zusätzlich ist die Bereitstellungsvorrichtung beispielsweise ein Netzwerkdienst , ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein verteiltes , beispielsweise cloudbasiertes Computersystem und/oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerprogrammprodukt vorzugsweise in Form eines Datenstroms speichert und/oder bereitstellt .

Die Bereitstellung erfolgt in Form eines Programmdatenblocks als Datei , insbesondere als Downloaddatei , oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des Computerprogramms . Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfolgen, der aus mehreren Teilen besteht . Ein solches Computerprogramm wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in ein System eingelesen, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Aus führung gebracht wird .

Die oben genannte Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst . Die Vorrichtung umfasst eine zweite Erkennungseinrichtung, welche eingerichtet ist , wenigstens ein Obj ekt , welches sich innerhalb des Rückbereichs befindet , anhand des erfassten Rückbereichs zu erkennen . Eine Fahrzeugeinrichtung ist eingerichtet , Ob ekteigenschaften des erkannten Obj ekts bei dem Betrieb des Fahrzeugs , eines mit dem Fahrzeug gekoppelten Fahrzeugs und/oder eines weiteren Fahrzeugs zu berücksichtigen .

Die Fahrzeugeinrichtung kann die vorstehend genannte Fahrzeugeinrichtung sein . Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrzeugeinrichtung eine Fahrzeugeinrichtung des mit dem Fahrzeug gekoppelten Fahrzeugs und/oder eine Fahrzeugeinrichtung des weiteren Fahrzeugs sein .

Die Erfindung betri f ft ferner ein Fahrzeug, vorzugsweise ein spurgebundenes Fahrzeug, mit einer Vorrichtung der vorstehend beschriebenen Art .

Zu Vorteilen, Aus führungs formen und Ausgestaltungsdetails des erfindungsgemäßen Computerprogramms , der erfindungsgemäßen Bereitstellungsvorrichtung, der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kann auf die vorstehende Beschreibung zu den entsprechenden Verfahrensmerkmalen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen werden .

Aus führungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen erläutert . Es zeigen :

Figur 1 ein spurgebundenes Fahrzeug, welches sich auf einer Fahrstrecke bewegt ,

Figur 2 ein Aus führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs ,

Figur 3 ein erstes Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren,

Figur 4 ein erstes Aus führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ,

Figur 5 ein zweites Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren, Figur 6 ein drittes Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren,

Figur 7 zwei weitere Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Fahrzeugs,

Figur 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Figur 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Figur 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Figur 1 zeigt ein spurgebundenes Fahrzeug 2, welches sich in Fahrtrichtung 4 auf einer Fahrstrecke 6 bewegt. Ein Frontbereich 8, der ein in Fahrtrichtung 4 vorausliegender Bereich ist, wird mittels einer Erfassungseinrichtung 10 erfasst .

Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs 11, insbesondere ein spurgebundenes Fahrzeug 12. Das Fahrzeug 11 kann sich in zwei Richtungen 14, 15, nämlich in eine Fahrtrichtung 14 und in eine der Fahrtrichtung 14 entgegengesetzte Rückrichtung 15, entlang einer Fahrstrecke 6 bewegen. Das Fahrzeug 11 weist eine erste Erfassungseinrichtung 20 auf, welche eingerichtet ist, einen Frontbereich 18, welcher ein in Fahrtrichtung 14 des Fahrzeugs 11 vorausliegender Bereich ist, zu erfassen. Ferner weist das Fahrzeug 11 eine zweite Erfassungseinrichtung 22 auf, welche eingerichtet ist, einen Rückbereich 19, welcher ein in Fahrtrichtung 14 zurückliegender Bereich ist, zu erfassen. Die erste und zweite Erfassungseinrichtung 20, 22 sind jeweils als Kameraeinrichtung ausgebildet, welche anhand der Erfassung Bilddaten erzeugt, die den jeweiligen erfassten Bereich 18 bzw. 19 repräsentieren.

Eine erste Erkennungseinrichtung 24 ist eingerichtet, wenigstens ein Objekt 30, welches sich innerhalb des Frontbereichs 18 befindet, anhand des erfassten Frontbereichs 18 zu erkennen. Die Erkennung des Objekts 30 erfolgt anhand der Bilddaten, die von der ersten Erfassungseinrichtung 20 erzeugt werden . Dabei wird vorzugsweise ein Computerprogramm von der Erkennungseinrichtung 24 ausgeführt , welches ein Modell repräsentiert , das den Bilddaten Obj ekteigenschaften, beispielsweise eine Ob ektklasse , zuordnet . Das Modell wird mithil fe eines künstlichen neuronalen Netzes gebildet .

Eine Fahrzeugeinrichtung 26 dient zum Steuern des Fahrzeugs 11 . Die Fahrzeugeinrichtung 26 berücksichtigt bei einem Betrieb des Fahrzeugs 11 Obj ekteigenschaften des erkannten Obj ekts 30 .

Eine zweite Erkennungseinrichtung 28 ist eingerichtet , wenigstens ein Obj ekt 32 , welches sich innerhalb des Rückbereichs 19 befindet , anhand des erfassten Rückbereichs 19 zu erkennen . Die Erkennung des Obj ekts 32 erfolgt analog zu der Erkennung des Obj ekts 30 (beispielsweise mittels eines Modells , welches mithil fe eines künstlichen neuronalen Netzes gebildet wird) .

Figur 3 zeigt ein Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem das erfindungsgemäße Fahrzeug 11 eingesetzt werden kann . Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind dabei mit denselben Bezugs zeichen wie in Bezug auf die Figuren 1 und 2 versehen . Das Fahrzeug 11 besteht aus mehreren gekoppelten Wagen 13 und bewegt sich in Fahrtrichtung 14 entlang der Fahrstrecke 6 . Dabei ist ein wandernder Raumabstand zu weiteren Fahrzeugen als Moving- Block vorgesehen . Hierfür ist es wünschenswert , kontinuierlich zu ermitteln, ob die befahrene zurückliegende ( oder zurückgelegte ) Fahrstrecke 7 frei ist . Dafür ist eine Kenntnis über den Ort des Fahrzeugendes 302 , über die Integrität des von dem Fahrzeug 11 gebildeten Fahrzeugverbands sowie die Erkennung, ob sich ein Obj ekt auf der zurückliegenden Fahrstrecke 7 befindet , wünschenswert .

Figur 4 zeigt ein Aus führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens , bei dem ein Aus führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 11 eingesetzt wird . Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind dabei mit denselben Bezugs zeichen wie in Bezug auf die Figuren 1-3 versehen .

Mittels der ersten Erfassungseinrichtung 20 wird der Frontbereich 18 erfasst und mittels der ersten Erkennungseinrichtung 24 erkannt , dass sich mehrere Obj ekte 34 auf der Fahrstrecke 6 befinden . Eines der Obj ekte 34 ist beispielsweise eine Person . Dabei ist es wünschenswert , bei Erkennung der auf der Fahrstrecke 6 befindlichen Person einen Bremsvorgang unmittelbar einzuleiten . Der Bremsvorgang kann durch die Fahrzeugeinrichtung 26 ausgelöst und/oder gesteuert werden . Mit anderen Worten : Die Fahrzeugeinrichtung 26 berücksichtigt bei dem Betrieb des Fahrzeugs 11 (nämlich beim Bremsen) eine Obj ekteigenschaft , wonach das Obj ekt eine Person ist .

Mittels der zweiten Erfassungseinrichtung 22 wird der Rückbereich 19 erfasst und mittels der zweiten Erkennungseinrichtung 28 erkannt , dass sich eines oder mehrere Obj ekte 36 auf der zurückgelegten Fahrstrecke 7 und neben dieser Fahrstrecke 7 befinden . Eines der Obj ekte 36 ist beispielsweise eine Türklappe , die von dem Fahrzeug 11 herabgefallen ist . In dem gezeigten Fall unterbleibt die Gleis freimeldung und eine Warnmeldung wird an eine Betriebsleit zentrale ausgegeben . Durch die unterbliebene Gleis freimeldung wird ein weiteres Fahrzeug, welches für das Befahren der Fahrstrecke 7 vorgesehen ist , diese zunächst nicht befahren . Mit anderen Worten : Die Obj ekteigenschaft ( Türklappe auf dem Gleis ) wird bei dem Betrieb eines weiteren Fahrzeugs berücksichtigt .

Figur 5 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem das erfindungsgemäße Fahrzeug 11 eingesetzt werden kann . Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind dabei mit denselben Bezugs zeichen wie in Bezug auf die Figuren 1-4 versehen . Das Fahrzeug 11 besteht aus mehreren Wagen 13 , die miteinander gekoppelt sind . Das Fahrzeug 11 bildet demnach einen Fahrzeugverband . Dabei ist es wünschenswert , die Integrität des Fahrzeugverbands zu ermitteln . Es stellen sich Fragen wie : Aus welchen Bestandteilen besteht das Fahrzeug 11 ? Sind sämtliche Bestandteile des Fahrzeugs 11 bekannt? Hängt ein unbekannter Bestandteil an dem Fahrzeug 11 ? Sind die Eigenschaften sämtlicher Bestandteile des Fahrzeugs 11 und die Gesamteigenschaften des Fahrzeugverbands bekannt? Wie gut bremst der Fahrzeugverband? Wie lang ist der Fahrzeugverband? Wo ist das Ende des Fahrzeugverbands ? I st das Fahrzeug vollständig? Hängen noch sämtliche Fahrzeugteile des Fahrzeugverband zusammen? Hat sich ein Teil aus dem Fahrzeugverband herausgelöst?

Figur 6 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem das erfindungsgemäße Fahrzeug 11 eingesetzt werden kann . Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind dabei mit denselben Bezugs zeichen wie in Bezug auf die Figuren 1-5 versehen . Das in Figur 6 oben gezeigte Fahrzeug 3 bildet einen Fahrzeugverband, dessen Integrität mittels einer physischen Schlei fe festgestellt wird ( die Integrität ist vorhanden, sofern die Schlei fe keine Unterbrechung aufweist ) .

Das in Figur 6 mittig gezeigte Fahrzeug 5 ist beispielsweise ein Gütertransport fahrzeug mit einer Lokomotive und mehreren Wagen . Bei Fahrzeugen dieser Art ist eine Verkabelung mit physischer Schlei fe analog zu dem Fahrzeug 3 nicht zweckmäßig . Daher werden am Fahrzeugende 602 sowie an der Fahrzeugspitze 604 j eweils eine Funkeinheit 603 bzw . 605 installiert , um einen Abstand zwischen diesen Funkeinheiten über eine Messung von Funklauf zeiten zu ermitteln . Wünschenswert ist dabei das Wissen, ob tatsächlich die korrekten Funkeinheiten 603 , 605 miteinander kommuni zieren oder stattdessen Funkeinheiten unterschiedlicher Fahrzeuge . Dieses Problem liegt auch bei dem in Figur 6 unten gezeigten Fahrzeug 9 vor . Selbst wenn an j edem der Wagen 13 des Fahrzeugs 9 zwei Funkeinheiten ( eine am Fahrzeugende und eine an der Fahrzeugspitze) vorhanden sind, ist nicht ermittelbar, ob die korrekten Funkeinheiten miteinander kommunizieren.

Figur 7 zeigt zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Fahrzeugs, die eingerichtet sind, ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Das Fahrzeug 711 bildet einen Zugverband, bestehend aus mehreren koppelbaren Einheiten (Consists) . Jede Einheit weist an einer Spitze die erste Erfassungseinrichtung 20 und an einem Ende die zweite Erfassungseinrichtung 22 auf. Das Fahrzeug 712 bildet einen Zugverband, bestehend aus einer Lokomotive und mehreren Wagen .

Mittels der jeweiligen ersten Erfassungseinrichtung 20 an der Fahrzeugspitze 701 des Fahrzeugs 711 bzw. 712 wird ein Frontbereich 18 erfasst. Mittels der jeweiligen ersten Erkennungseinrichtung 24 werden Objekte 734, die sich innerhalb des Frontbereichs 18 befinden, erkannt. Bei den Objekten 734 handelt es sich in dem in Figur 7 gezeigten Anwendungsfall um Landmarken.

Mittels der jeweiligen zweiten Erfassungseinrichtung 22 an dem Fahrzeugende 702 des Fahrzeugs 711 bzw. 712 wird ein Rückbereich 19 erfasst. Mittels der jeweiligen zweiten Erkennungseinrichtung 28 werden Objekte 736, die sich innerhalb des Rückbereichs befinden, erkannt. Bei den Objekten 736 handelt es sich (bei dem in Figur 7 gezeigten Anwendungsfall) um Landmarken.

Anhand der Landmarken kann der Ort des Fahrzeugs 711 bzw. 712, insbesondere der Ort des Fahrzeugendes 702 ermittelt werden (Ortung) . Beispielsweise wird anhand von digitalen Karten, in denen die Orte der erkannten Landmarken (Objekte 734, 736) hinterlegt sind, auf den Ort des Fahrzeugendes 702 geschlossen. Die in Bezug auf Figur 6 beschriebene Problematik wird vor diesem Hintergrund erfindungsgemäß gelöst, indem die Unsicherheiten bei der Feststellung der Zugintegrität mittels eines Abgleichs mit der erfindungsgemäßen Ortung des Fahrzeugs 711 bzw . 712 beseitigt werden .

Figur 8 zeigt ein weiteres Aus führungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens , bei dem ein Aus führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt wird . Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind dabei mit denselben Bezugs zeichen wie in Bezug auf die Figuren 1-7 versehen . In einem Verfahrensschritt A bewegt sich ein Fahrzeug 111 in Fahrtrichtung 14 auf das stehende Fahrzeug 112 zu . Die Fahrzeuge 111 und 112 sind für ein zukünftiges Koppeln vorgesehen . Das Fahrzeug 111 erfasst mittels der ersten Erfassungseinrichtung 20 den Frontbereich 18 und erkennt mittels der ersten Erkennungseinrichtung 24 das Fahrzeug 112 . Anhand der Erkennung können Informationen über das Fahrzeug 112 aus einer Datenbank abgerufen werden . In einem Verfahrensschritt B sind die Fahrzeuge 111 und 112 gekoppelt . Das Fahrzeug 111 erkennt das Fahrzeug 112 mittels der ersten Erkennungseinrichtung 24 . Das Fahrzeug 112 erkennt das Fahrzeug 111 mittels der zweiten Erkennungseinrichtung 28 .

Die beiden Fahrzeuge 111 und 112 können j eweils Informationen zum gekoppelten Fahrzeug aus einer Datenbank abrufen . Auf diese Weise können Informationen aus einer Zugtaufe eines von den Fahrzeugen 111 und 112 gebildeten Fahrzeugverbands über die j eweilige Erkennung des Koppelpartners bestätigt werden . Beispielsweise können Informationen aus einer elektronischen Zugtaufe mit den durch die Erkennung gewonnenen Informationen abgeglichen werden . In einem Verfahrensschritt C bewegt sich das Fahrzeug 112 in Fahrtrichtung 14 von dem stehenden Fahrzeug 111 weg . Das Fahrzeug 112 erfasst mittels der zweiten Erfassungseinrichtung 22 den Rückbereich 19 und erkennt mittels der zweiten Erkennungseinrichtung 28 das Fahrzeug 111 sowie die zunehmende Entfernung zwischen den Fahrzeugen 111 und 112 . Auf diese Weise wird die Trennung der Fahrzeuge , welche beispielsweise bereits durch ein elektronisches Kupplungssignal erkannt wurde , nach dem Entkoppeln durch die Obj ekterkennung bestätigt . Mit anderen Worten: Das in Figur 8 gezeigte Fahrzeug 111 ist ein Teilfahrzeug einer Mehrzahl von miteinander koppelbaren Teilfahrzeugen 111, 112, die gemeinsam einen Fahrzeugverband bilden können. Als Objekt wird das weitere Teilfahrzeug 112 des Fahrzeugverbands erkannt. Anhand der Erkennung wird das weitere Teilfahrzeug 112 identifiziert und ermittelt, ob das weitere Teilfahrzeug mit dem Fahrzeug 111 gekoppelt ist.

Die beschriebenen Verfahrensschritte zeigen, dass die Ermittlung der Zugintegrität durch das erfindungsgemäße Verfahren verbessert wird, indem Informationen aus unterschiedlichen Quellen (elektronische Zugtaufe, Datenbankinhalt, Ob ekterkennung) kombiniert werden.

Figur 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt wird. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind dabei mit denselben Bezugszeichen wie in Bezug auf die Figuren 1-8 versehen.

Figur 9 zeigt mehrere erfindungsgemäße Fahrzeuge 911, 912, 913, die abgestellt sind.

Ein erster Anwendungsfall liegt vor, wenn die Fahrzeuge 911, 912, 913 mit einem großen Abstand voneinander derart abgestellt sind, dass sie sich gegenseitig nicht erkennen. In diesem Fall kann das jeweilige Fahrzeug anhand der Erkennung der erfassten Objekte 930 seinen Ort und seine Orientierung ermitteln .

Ein zweiter Anwendungsfall liegt vor, wenn die Fahrzeuge 911, 912, 913 mit einem kleineren Abstand voneinander derart abgestellt sind, dass sie sich gegenseitig zumindest teilweise erkennen können. Auf diese Weise kann das jeweilige Fahrzeug anhand der Erkennung ermitteln, neben und/oder zwischen welchen weiteren Fahrzeugen es steht. Die Betriebsführung kann diese Kenntnis nutzen, um zu ermitteln, welche Fahrzeuge „zugeparkt" sind und in welcher Reihenfolge die Fahrzeuge bewegt werden können. Ein dritter Anwendungs fall ist die Ortung eines Fahrzeugs 911 , 912 bzw . 913 , nachdem es in abgeschalteten Zustand verschoben wurde ( sogenannte Cold-Movement-Detection) . Durch die Erkennung von Obj ekten 930 in der Umgebung kann das verschobene Fahrzeug seinen Ort allein oder in Ergänzung zu einem GPS-Signal ermitteln .

Figur 10 zeigt ein weiteres Aus führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens , bei dem ein Aus führungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt wird . Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind dabei mit denselben Bezugs zeichen wie in Bezug auf die Figuren 1- 9 versehen .

In einem Verfahrensschritt AA wird das Obj ekt 1030 innerhalb des Frontbereichs 18 mittels der ersten Erkennungseinrichtung 24 des Fahrzeugs 1011 erkannt . In einem Verfahrensschritt BB, nachdem das Fahrzeug das Obj ekt 1030 passiert hat , wird das Obj ekt 1030 innerhalb des Rückbereichs 19 mittels der zweiten Erkennungseinrichtung 28 desselben Fahrzeugs 1011 erkannt . Mit anderen Worten : Das Obj ekt 1030 wird innerhalb des Rückbereichs 19 zu einem Zeitpunkt erkannt , nachdem es innerhalb des Frontbereichs 18 als Obj ekt bereits erkannt wurde . Die Obj ekteigenschaften des innerhalb des Frontbereichs 18 erkannten Obj ekts 1030 und die Obj ekteigenschaften des innerhalb des Rückbereichs 19 erkannten Obj ekts 1030 werden in einem Verfahrensschritt CG zusammengeführt , um Kombinationseigenschaften des Obj ekts 1030 zu ermitteln . Diese Zusammenführung ist in Figur 10 durch eine schematische Darstellung einer Vergrößerung durch eine Lupe 1031 illustriert . Die j eweilige Obj ekteigenschaft ist beispielsweise eine zweidimensionale Silhouette des Obj ekts 1030 (von vorn und von hinten) . Die Kombinationseigenschaft ist beispielsweise eine dreidimensionale Kontur des Obj ekts 1030 . Diese Kontur kann bei dem Betrieb eines nachfolgenden Fahrzeugs 1012 in einem Verfahrensschritt DD berücksichtigt werden und für eine verbesserte Erkennung des Obj ekts 1030 durch das weitere Fahrzeug 1012 genutzt werden . Dies ist beispielsweise hil freich, wenn das weitere Fahrzeug 1012 das Obj ekt 1030 in einer geänderten Orientierung erfasst . Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Aus führungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde , so ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .