Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein System, insbesondere Anlage, mit entlang eines Codierbereichs verfahrbarem Mobilteil und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Systems.

Es ist allgemein bekannt, dass ein als Schienenfahrzeug ausgeführtes Mobilteil in Schienenrichtung verfahrbar ist.

Aus der EP 2 037228 A1 ist als nächstliegender Stand der Technik ein Verfahren zum Bestimmen eines Wartungsintervalls eines Fahrzeugs bekannt.

Aus der DE 199 10933 A1 ist eine Vorrichtung zur Positionierung eines Fahrzeugs bekannt.

Aus der DE 102004018404 A1 ist eine optoelektronische Vorrichtung bekannt.

Aus der US 2018 / 0 209 823 A1 ist ein Verfahren zum vertrauenswürdigen Bestimmen der Position eines Objekts bekannt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System mit verbesserter Sicherheit weiterzubilden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System nach den in Anspruch 1 oder 2 und bei dem Verfahren nach den in Anspruch 10 oder 11 angegebenen Merkmalen gelöst.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System, insbesondere Anlage, mit entlang eines Codierbereichs verfahrbarem Mobilteil, sind, dass am Mobilteil eine Kamera angeordnet ist, die mit einer Auswerteeinheit, insbesondere Bildauswerteeinheit, des Mobilteils verbunden ist, wobei der Codierbereich, insbesondere in Fahrrichtung des Mobilteils, hintereinander angeordnete, insbesondere regelmäßig und/oder gleichmäßig voneinander beabstandete Codierungen aufweist, wobei eine einteilig oder mehrteilig ausgeführte Abdeckung Codierungen, insbesondere zur ersten Codierung benachbarte Codierungen, abdeckt, insbesondere zur Kamera hin abdeckt, wobei die Abdeckung eine Ausnehmung aufweist, durch welche hindurch ein Bild der ersten Codierung mittels der Kamera aufnehmbar ist, wobei die Auswerteeinheit derart geeignet ausgeführt ist, dass die Auswerteeinheit, insbesondere mittels Auswerten eines aufgenommenen Bildes der ersten Codierung, zeitlich wiederkehrend die Abweichung (s), insbesondere Abstand, der ersten Codierung (X) zur

Blickrichtung der Kamera und/oder zu derjenigen Geraden, welche parallel zur Blickrichtung der Kamera ausgerichtet ist und durch den Mittelpunkt des Bildsensors der Kamera hindurchgeht, und/oder zu einem Bezugspunkt bestimmt, der im Codierbereich liegt und relativ zum Mobilteil unbewegt ist.

Von Vorteil ist dabei, dass die Codierung ihre jeweilige Position im System als Information aufweist und somit mittels der Kamera die Codierung detektierbar, mittels der Auswerteeinheit erkennbar und die Information dekodierbar ist. Darüber hinaus ist für die Feinbestimmung der Position des Mobilteils die Abweichung der Codierung von der Bildmitte bestimmbar. Da der Abstand der Kamera des Mobilteils vom Codierbereich stets konstant ist, insbesondere wegen der Schienenführung, ist die Abweichung im Bild eineindeutig einer Länge zuordenbar, die von demjenigen Punkt, welcher im Codierbereich liegt und in der Bildmitte des aufgenommenen Bildes erscheint, bis zu der ersten Codierung, deren Bild aufgenommen und die von der Auswerteeinheit erkannt wurde, reicht. Durch Addition dieser Länge zu der Position der ersten Codierung ist eine sehr genaue Bestimmung der Position des Mobilteils entlang der Bahnstrecke, insbesondere Schienenstrecke, ausführbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit derart geeignet ausgeführt, dass sie, insbesondere bei konstanter Geschwindigkeit des Mobilteils, die zeitlich wiederkehrend bestimmten Abweichungen, (s) auf unzulässig große Ausreißer überwacht, insbesondere indem von der Auswerteeinheit, insbesondere auf eine aus den zeitlich wiederkehrend bestimmten Abweichungen (s) bestimmte Regressionsgerade bezogen, das Bestimmtheitsmaß, eine Residuenquadratsumme oder eine totale Quadratsumme auf Überschreitung eines Schwellwertes überwacht wird. Von Vorteil ist dabei, dass zur Verbesserung der Sicherheit des Systems zeitweise ein Test ausführbar ist. Hierbei werden die bestimmten Abstände auf Plausibilität getestet. Dies wird derart ausgeführt, dass bei konstanter Vorbeifahrt des Mobilteils die Abweichung der ersten Codierung zeitlich wiederkehrend bestimmt wird und zu den bestimmten Abweichungswerten mitzugehörigen Zeitpunkten eine Regressionsgerade bestimmt wird. Somit ist zu den bestimmten Abweichungswerten bezogen auf die Regressionsgerade das Bestimmtheitsmaß, die Residuenquadratsumme oder die totale Quadratsumme bestimmbar und auf Überschreitung eines Schwellwertes überwachbar. Auf diese Weise ist erkennbar, ob ein oder mehrere Ausreißer bei den bestimmten Abweichungswerten waren oder nicht. Somit ist die Glaubwürdigkeit der auch vor und nach dem Test bestimmten Abweichungswerte und somit Positionswerte erhöht.

Für den Test ist eine Abdeckung derart vorgesehen, dass im Bild der Kamera nur die erste Codierung erscheint. Somit ist die erwartete zeitliche Veränderung der Abweichung vom der Bildmitte entsprechenden Punkt des Codierbereichs überwachbar auf Ausreißer. Wenn ein Ausreißer auftritt, liegt ein Defekt vor und es ist ein Fehlersignal erzeugbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Abdeckung einstückig oder mehrstückig aus einem Abdeckelement, insbesondere Blechteil oder Klebeband, zusammengesetzt. Von Vorteil ist dabei, dass im System ein Bereich als Testbereich in einfacher Weise bereit stellbar ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung deckt die Abdeckung nicht nur nächstbenachbarte, sondern auch übernächstbenachbarte Codierungen ab, insbesondere unterbrechungsfrei, insbesondere wobei die Abdeckung die erste Codierung umrandet. Von Vorteil ist dabei, dass der Test ungestört von den anderen Codierungen ausführbar ist. Somit ist eine Verwechslung der Codierungen verhinderbar. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Mobilteil ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Einschienenhängebahnfahrzeug, wobei die Codierfläche sich parallel zu den Schienen erstreckt und die Codierungen in Schienenrichtung hintereinander angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Codierfläche parallel zu den Schienen verlegt ist und somit in einfacher Weise ein konstanter Abstand zwischen Kamera und Codierfläche erreicht ist. Somit ist die Abweichung des Bildes der ersten Codierung direkt einer Länge in Schienenrichtung proportional.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jede der Codierungen einen zweidimensionalen Code, insbesondere QR-Code, auf. Von Vorteil ist dabei, dass die Information der Position des Codes codierbar ist und somit das Mobilteil anhand der Detektion des stationär angeordneten Codierbereichs seine Position zu bestimmen in der Lage ist.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung codiert jede Codierung zumindest ihre Position im System. Von Vorteil ist dabei, dass durch Erkennen und Dekodieren der Codierung die Position des Mobilteils zumindest grob bestimmbar ist.

Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zum Betreiben eines Systems sind, dass das System, insbesondere Anlage, ein entlang eines Codierbereichs verfahrbares Mobilteil aufweist, wobei am Mobilteil eine Kamera angeordnet ist, wobei der Codierbereich, insbesondere in Fahrrichtung des Mobilteils, hintereinander angeordnete, insbesondere regelmäßig und/oder gleichmäßig voneinander beabstandete Codierungen aufweist, wobei eine einteilig oder mehrteilig ausgeführte Abdeckung Codierungen, insbesondere zur ersten Codierung benachbarte Codierungen, abdeckt, insbesondere zur Kamera hin abdeckt, wobei die Abdeckung eine Ausnehmung aufweist, durch welche hindurch zeitlich wiederkehrend jeweils ein Bild der ersten Codierung mittels der Kamera aufgenommen wird, insbesondere wobei das Mobilteil mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird, wobei mittels Auswerten der aufgenommenen Bilder der ersten Codierung die jeweiligen Abweichungen (s), insbesondere Abstände, der ersten Codierung (X) zur Blickrichtung der Kamera und/oder zu derjenigen Geraden, welche parallel zur Blickrichtung der Kamera ausgerichtet ist und durch den Mittelpunkt des Bildsensors der Kamera hindurchgeht, und/oder zu einem Bezugspunkt bestimmt werden, der im Codierbereich liegt und relativ zum Mobilteil unbewegt ist, wobei die bestimmten Abweichungen (s) auf einen unzulässig großen Ausreißer überwacht wird, insbesondere indem, insbesondere auf eine aus den zeitlich wiederkehrend bestimmten Abweichungen (s) bestimmte Regressionsgerade bezogen, das Bestimmtheitsmaß, eine Residuenquadratsumme oder eine totale Quadratsumme auf Überschreitung eines Schwellwertes überwacht wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine erhöhte Sicherheit herstellbar ist. Denn durch die Überwachung auf Ausreißer während des Durchführens eines Tests wird die Funktion der Komponenten der Auswerteeinheit überprüfbar und somit die Sicherheit verbessert.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung liegenzusätzlich überwacht wird, ob die Abweichungen (s) in einem zulässigen Wertebereich liegen. Von Vorteil ist dabei, dass eine die Sicherheit durch einen solchen zusätzlichen Test weiter verbessert wird.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist jede Codierung ihre Position im System als Information auf, wobei jede Codierung einen ersten Code aufweist, der in einer ersten Farbe codiert wird, und einen zweiten Code, der in einer zweiten Farbe codiert wird, wobei der erste und der zweite Code jeweils dieselbe Information codieren. Von Vorteil ist dabei, dass schon durch die Erkennung und Dekodierung einer Codierung die Position des Mobilteils grob bestimmbar ist. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird durch ein Leuchtmittel des Mobilteils mit steuerbarer Farbe des ausgestrahlten Lichts des Leuchtmittels in einem ersten Verfahrensschritt der erste Code mittels Beleuchten durch das Leuchtmittel und in einem zweiten Verfahrensschritt der zweite Code mittels Beleuchten durch das Leuchtmittel erkannt und dekodiert, so, dass die jeweils dekodierten Informationen miteinander verglichen werden und bei Nichtübereinstimmung ein Fehlersignal ausgelöst wird. Von Vorteil ist dabei, dass die Sicherheit weiter verbesserbar ist, indem die Information der Ansteuerung des Leuchtmittels, also die Information der Farbe, und die jeweils dekodierte Information miteinander vergleichbar sind und somit eine weitere Überwachung ausführbar ist.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.

Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:

In der Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes System schematisch dargestellt.

Wie in Figur 1 dargestellt, bewegt sich ein Mobilteil, welches eine Kamera, insbesondere mit Bildsensor, entlang einer Bahnkurve parallel zu einer langgestreckt ausgeführten Codierfläche.

Vorzugsweise ist das Mobilteil schienengeführt und die Codierfläche 3 parallel zu den Schienen verlegt. Die Bahnkurve ist also parallel zu den Schienen verlaufend.

Die Codierfläche 3 ist aus regelmäßig und/oder gleichmäßig voneinander beabstandeten in Schienenrichtung hintereinander angeordneten Codierungen gebildet. Jede der Codierungen ist gleich groß ausgeführt, insbesondere als QR-Code.

In Figur 1 ist eine erste der Codierungen mit X gekennzeichnet. Jede weitere dargestellte Codierung ist mit ihrem Abstand zu X gekennzeichnet, beispielsweise als „X-80“, was einen Abstand von 80 Millimeter zwischen den Schwerpunkten der beiden Codierungen kennzeichnet.

Drei Codierungen vor und drei Codierungen hinter der Codierung X sind abgedeckt mittels eines Abdeckelements 2, wie beispielsweise Blechteil oder Klebeband.

Die Kamera 1 ist am Mobilteil befestigt und weist eine Bildauswerteeinheit zur Auswertung der von der Kamera 1 aufgenommenen Bilder auf. Hierbei wird für die erkannte Codierung X auch die in Schienenrichtung gemessene Abweichung s der Position von X zu derjenigen Position, welche der Bildmitte des von der Kamera aufgenommenen Bildes entspricht.

Bei Vorbeifahrt des Mobilteils mit konstanter Bahngeschwindigkeit wächst also s proportional zurzeit an bis die Codierung X aus dem sensitiven Bereich austritt und dann eine andere Codierung „X+80“ erkannt wird, so dass s wieder auf einen negativen Wert springt, von dem an es dann wieder ansteigt. Die Codierungen des Codierbereichs 3 codieren ihre jeweilige Position in der Anlage selbst. Aus der Decodierung der jeweiligen Codierung und der Bestimmung der Abweichung s ist also die Position des Mobilteils bestimmbar.

Auf diese Weise ist also ein Positionsbestimmungsverfahren ausgeführt. Denn es muss nur zumindest eine Codierung im sensitiven, empfindlichen, Bereich der Kamera detektiert und decodiert werden sowie die zugehörige Abweichung s in Schienenrichtung bestimmt werden, um die Position des Mobilteils entlang der Schienenstrecke zu detektieren.

Dabei ist wichtig, dass die Kamera 1 stets in einem konstanten Abstand zum Codierbereich 3 gehalten wird.

Zur Erhöhung der Sicherheit des Gesamtsystems und der in der beschriebenen Weise vorhandenen Positionsbestimmungssystems wird zeitlich beabstandet ein Test durchgeführt. Durch das in zeitlichen Abständen wiederholte Durchführen solcher Tests wird eine höhere Sicherheitsstufe erreichbar.

Hierzu wird das Mobilteil am Abdeckelement 2 entlang mit konstanter Geschwindigkeit vorbeigefahren, so dass die dabei wiederkehrend bestimmten Werte der Abweichung s, welche zur Codierung X zum jeweiligen Zeitpunkt t gehören, bestimmt werden. Die so bestimmten Tupel (s, t) werden zur Bestimmung einer Regressionsgeraden verwendet und zur Bestimmung der mittleren quadratischen Abweichung der Wertetupel von der Regressionsgeraden.

Bei jedem Test wird die erhaltene mittlere quadratische Abweichung von der Regressionsgeraden überwacht auf einem unzulässig hohen Maß an Abweichung von Null.

Somit ist bei Auftreten von Ausreißern ein sicherheitsgerichtetes Abschalten oder Stoppen des Mobilteils ausführbar.

Weitere sicherheitsverbessernde Maßnahmen, wie Überwachen der bestimmten Werte der Abweichung s auf einen zulässigen Wertebereich, sind zusätzlich ausführbar. Auch bei der Erkennung der jeweiligen Codierung sind sicherheitsgerichtete Maßnahmen ausführbar: Beispielsweise wird der Codierbereich zuerst mit einem Leuchtmittel einer ersten Farbe beleuchtet und erkannt sowie dekodiert und danach mit einem Leuchtmittel einer zweiten Farbe. Die Ansteuerbefehle für die Beleuchtung sind dann verwendbar zum sicherheitsgerichteten Überwachen der dekodierten Informationen.

Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt der mittleren quadratischen Abweichung ein Mittelwert verwendet, wie beispielsweise der Mittelwert der Quadrate der Abstände zur Regressionsgeraden oder die Wurzel aus diesem Mittelwert oder mathematisch ähnliche Mittelwerte.

Bezugszeichenliste

1 Kamera, insbesondere mit Bildsensor, eines Mobilteils 2 Abdeckelement, insbesondere Blechteil oder Klebeband

3 Codierbereich