Schienenerkennung mit Lidar

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schienenerkennung mit Lidar. Bei dem Verfahren werden Punktdaten durch eine Li- dar-Einheit von einem Frontbereich vor dem Schienenfahrzeug erfasst. Außerdem betrifft die Erfindung eine Schienenerken nungseinrichtung. Überdies betrifft die Erfindung ein Schie nenfahrzeug.

Schienenerkennung kann bei unterschiedlichen Problemstellun gen des autonomen Fahrens nützlich sein. Beispielsweise ist die Schienenerkennung für die Signalerkennung wichtig, da da bei ermittelt wird, welches Signal relevant für das Fahrzeug ist. Auch bei der Hinderniserkennung spielt die Schienener kennung eine Rolle, denn dabei muss ermittelt werden, ob ein Objekt mit dem Pfad des Schienenfahrzeugs in Kontakt kommt oder nicht. Ebenso spielt die Schienenerkennung bei der Loka lisierung eines Schienenfahrzeugs eine Rolle, insbesondere dann, wenn dabei ermittelt werden soll, auf welchem Gleis sich ein Schienenfahrzeug gerade befindet oder ob es sich in der Nähe einer Weiche aufhält.

Herkömmlich wird zur Schienenerkennung eine Karte in Verbin dung mit einer bekannten Position des Fahrzeugs genutzt, um den nachfolgenden Pfad des Fahrzeugs zu ermitteln. Diese Vor gehensweise hat folgende Nachteile:

- Wenn die Position des Schienenfahrzeugs nicht bis zu einem hohen Genauigkeitsgrad bekannt ist, kann der projizierte Pfad mit Sensordaten falsch in Verbindung gebracht werden, was zu falschpositiven oder falschnegativen Ergebnissen führt, insbesondere bei der Hinderniserkennung.

- Die Karte muss ständig aktualisiert werden.

Bei der Schienenerkennung mit Hilfe von Kameras tritt das Problem auf, dass die dabei erfassten Bilder keine Tiefenin formation aufweisen. Daher kann es passieren, dass wenn die detektierten Schienen in 3D-Sensordaten projiziert werden, ein Tiefenfehler in dem projizierten Pfad auftritt, was zu falschpositiven oder falschnegativen Ergebnissen bei der Hin derniserkennung führen kann.

Es wurde bereits Schienenerkennung mit Lidar zu realisieren versucht. Dabei wurde das Lidarsystem nahe an der Schiene po sitioniert, so dass der Verlauf der Schienen leicht ermittel bar war. Allerdings erhöht sich die Anzahl der Punkte in ei ner Punktwolke dramatisch, wenn ein größerer Bereich vor ei nem Schienenfahrzeug überwacht werden soll. Auch die typi scherweise erfassten Merkmale, wie zum Beispiel die Höhendif ferenz oder die Intensitätsdifferenz zwischen benachbarten Punkten in einer Aufnahme, sind umso schwerer zu ermitteln, je weiter entfernt sich Lidarpunkte von den Sensoren befin den, was bei einer Überwachung eines größeren Bereichs vor einem Schienenfahrzeug der Fall ist.

Es besteht also die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Schienenerkennung mit verbesserter Zuverlässigkeit bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Schienenerkennung von einem Schienenfahrzeug aus gemäß Patentanspruch 1, eine Schienenerkennungseinrichtung gemäß Patentanspruch 10, und ein Schienenfahrzeug gemäß Patentanspruch 11 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Schienenerkennung von einem Schienenfahrzeug aus werden Punktdaten von einem Front bereich vor dem Schienenfahrzeug durch eine Lidar-Einheit er fasst. Die Punktdaten bilden eine Punktwolke, welche die Um gebung des Schienenfahrzeugs darstellt. Der Frontbereich kann durch eine Lidar-Einheit zum Beispiel ringförmig abgetastet werden, wobei jeder Lidarring einen unterschiedlichen Abstand zum Sensor aufweist. Die Lidar-Einheit ist vorzugsweise bord seitig angeordnet. Vorteilhaft wird dadurch im Gegensatz zu infrastrukturseitig angeordneten Lidar-Einheiten nur eine einzige Lidar-Einheit für die Schienenerkennung für ein Schienenfahrzeug benötigt. Es wird weiterhin ein Bildaus schnitt auf Basis der Punktdaten ermittelt, welcher einen Schienenstrang umfasst. Durch die Wahl eines kleineren Bild ausschnitts kann die Menge der zu verarbeitenden Bildpunkte reduziert werden. Außerdem werden Kandidatenpunkte in dem Bildausschnitt ermittelt. Schließlich wird ein Schienenmodell auf Basis der Kandidatenpunkte ermitteln, in dem das Modell bzw. durch das Modell definierte Schienenlinien an die Kandi datenpunkte angepasst werden. Bei der Anpassung werden Kandi datenpunkte verworfen, die nicht modellkonform sind. Bei spielsweise werden Kandidatenpunkte, die sich außerhalb des zu erwartenden Bereichs eines Schienenstrangs befinden, ver worfen. Das Verfahren eignet sich auch für die Detektion von Schienen über große Entfernungen, da die Menge der zu verar beitenden Daten bei den einzelnen Schritten, insbesondere durch die Wahl eines Bildausschnitts und das Setzen der Kan didatenpunkte stark reduziert wird und das Problem einer zu großen Punktmenge und des damit verbundenen Datenverarbei tungsaufwands damit gelöst wird. Die Wahl des Bildausschnitts erfolgt auf Basis von vorbekannten Schienenparametern, welche die mögliche Position bzw. Lage der Schienen im Raum ein schränken. Anders ausgedrückt ist für einzelne Schienenpara meter ein Wertebereich bekannt, in dem sich die Werte der ge nannten Schienenparameter befinden. Anhand der bekannten Mi nimalwerte und Maximalwerte dieser Parameter kann ein räumli cher Bereich und damit auch ein Bildbereich ermittelt werden, in dem sich die Schienen befinden müssen. Die genannten Werte der Schienenparameter können zum Beispiel durch Vorschriften aufgrund von Sicherheitsüberlegungen festgelegt sein. Bei spielshalber seien hier die maximale Kurvenkrümmung, eine ma ximale Steigung oder ein maximales Gefälle und ähnliches er wähnt.

Die erfindungsgemäße Schienenerkennungseinrichtung weist eine Lidar-Einheit zum Erfassen von Abtastdaten auf. Teil der er findungsgemäßen Schienenerkennungseinrichtung ist auch eine Festlegungseinheit zum Ermitteln eines Bildausschnitts, wel cher einen Schienenstrang umfasst. Die erfindungsgemäße Schienenerkennungseinrichtung umfasst auch eine Punktermitt lungseinheit zum Ermitteln von Kandidatenpunkten in dem Bild ausschnitt. Zudem weist die erfindungsgemäße Schienenerken nungseinrichtung eine Modellierungseinheit zum Anpassen eines Schienenmodells auf Basis der Kandidatenpunkte auf. Die er findungsgemäße Schienenerkennungseinrichtung teilt die Vor teile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Schienenerkennung von einem Schienenfahrzeug aus.

Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug weist die erfindungsge mäße Schienenerkennungseinrichtung auf. Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug teilt die Vorteile der erfindungsgemäßen Schienenerkennungseinrichtung .

Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Steuereinrichtungen von Schienenfahrzeugen, gegebenenfalls nach einer Nachrüstung mit einer Lidar-Einheit, auf einfache Weise durch ein Software- Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemä ße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Compu terprogramm gelöst, welches direkt in eine Speicher einrichtung einer solchen Steuereinrichtung ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm in der Steuer einrichtung ausgeführt wird. Ein solches Computerprogramm produkt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zu sätzliche Bestandteile wie z. B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen.

Zum Transport zur Steuereinrichtung und/oder zur Speicherung an oder in der Steuereinrichtung kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Daten träger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit der Steuereinrichtung einlesbaren und ausführbaren Programm- abschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rech nereinheit kann z.B. hierzu einen oder mehrere zusammen arbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen. Die Rechnereinheit kann zum Beispiel Teil einer autonomen Steuer einrichtung eines Schienenfahrzeugs sein.

Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den ab hängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie und de ren Beschreibungsteilen weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung die verschiedenen Merkmale unterschied licher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Aus führungsbeispielen kombiniert werden.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Schienenerkennung von einem Schienenfahrzeug aus erfolgt der Schritt des Ermittelns eines Bildausschnitts auf Basis der Kenntnis der Position der Räder des Schienenfahrzeugs relativ zu der Lidar-Einheit. Vorteilhaft kann die Kenntnis der Posi tion der Räder des Schienenfahrzeugs dazu genutzt werden, die Position der Schienen in Breitenrichtung zumindest in der Nä he des Schienenfahrzeugs zu ermitteln. Die Räder des Schie nenfahrzeugs befinden sich auf den Schienen und somit gibt die Position der Räder auch die Position der Schienen insbe sondere in Querrichtung an der Schienenfahrzeugposition an.

Da der Schienenverlauf, wie bereits erwähnt, durch bekannte Schienenparameter bzw. bekannte Schienenparameterwerteberei che, welche die mögliche Position bzw. Lage der Schienen im Raum einschränken, bestimmt wird, lässt sich der Bildaus schnitt, welcher den Schienenverlauf wiedergibt, entsprechend einschränken. Insbesondere im Nahbereich des Schienenfahr zeugs trifft dies zu. Je weiter Abtastpunkte von dem Schie nenfahrzeug entfernt liegen, desto breiter in Querrichtung ist auch der Bereich einer möglichen Schienenposition, da die Schienen von einer geraden Linienführung in Abhängigkeit von der Entfernung von der geraden Linie immer weiter abweichen können.

Bevorzugt erfolgt das Ermitteln von Kandidatenpunkten auf Ba sis der Kenntnis der Höhe und der Intensität von Bildpunkten. Aufgrund des Hervorstehens der Schienen sollte die Intensität der Bildpunkte im Schienenbereich schwächer sein als in der unmittelbaren Umgebung. Da die Schienen höher oder für den Fall von Straßenbahnen oder bei Bahnübergängen tiefer als das sie umgebende Gleisbett liegen, kann diese Höhendifferenz als Indiz dafür gewertet werden, dass sich an dieser Stelle eine Schiene befindet. Wie erwähnt, ist die Intensität der Abtast punkte im Bereich der Schienen besonders niedrig, da hier we nig Licht in Richtung der Sensorik reflektiert wird. Eine be sonders niedrige Bildintensität kann also ebenfalls als An zeichen auf eine Schiene interpretiert werden.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Schienenerkennung von einem Schienenfahrzeug aus erfolgt das Anpassen des Schienenmodells auf Basis eines RANSAC-Algorith- mus (RANSAC = random sample Consensus = Übereinstimmung mit einer zufälligen Stichprobe). Ein RANSAC-Algorithmus ist ein Algorithmus zur Schätzung eines Modells innerhalb einer Reihe von Messwerten mit Ausreißern und groben Fehlern. Wegen sei ner Robustheit gegenüber Ausreißern wird er vor allem bei der Auswertung automatischer Messungen im Bereich des maschinel len Sehens eingesetzt. Hier unterstützt dieser Algorithmus durch Berechnung einer um Ausreißer bereinigten Datenmenge, des sogenannten Consensus Sets, Ausgleichsverfahren, wie zum Beispiel die Methode der kleinsten Quadrate, die bei einer größeren Anzahl von Ausreißern meist versagen. Vorteilhaft kann mit einem solchen Verfahren die Zuverlässigkeit des an gepassten Schienenmodells verbessert werden.

Vorzugsweise erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Ermitteln eines Bildausschnitts auf Basis einer der folgenden Größen:

- einer maximalen Steigung des Schienenverlaufs, - einer maximalen Überhöhung der Schienen, insbesondere in Kurven,

- einer maximalen Kurvenkrümmung der Schienen,

- einer maximalen Änderung der Kurvenkrümmung der Schienen.

Die Maximalwerte der genannten Parameter legen einen Bildbe reich fest, in dem sich die gesuchten Schienen befinden kön nen bzw. müssen. Vorteilhafterweise kann unter Kenntnis die ser Parameter bzw. deren Wertebereichen der zu durchsuchende Abschnitt eingeschränkt werden und somit die zu verarbeitende Datenmenge reduziert werden und damit das Verfahren beschleu nigt bzw. der Bedarf an eingesetzten Datenverarbeitungskapa zitäten reduziert werden. Wird der Bildbereich in der Nähe des Schienenfahrzeugs noch durch die Position der Räder des Schienenfahrzeugs festgelegt, so verbreitert er sich entspre chend den genannten Parametern mit zunehmendem Abstand von dem Schienenfahrzeug immer weiter. Insgesamt lässt sich aber unter Berücksichtigung dieser Parameter ein zu verarbeitender Bildausschnitt einschränken, was infolge der geringeren An zahl der zu verarbeitenden Bildpunkte zu einer verringerten Datenlast und damit zu einer verbesserten Datenverarbeitungs geschwindigkeit beiträgt. Dies ist insbesondere für Echtzeit- anforderungen, wie sie bei dem autonomen Betrieb von Schie nenfahrzeugen gegeben sind, vorteilhaft.

In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der Ermittlung von Kandidatenpunkten ermittelt, ob Punkte mit sehr unterschiedlichen x-y-Werten (die x-y-Ebene liegt senk recht auf dem Schwerkraftvektor), aber ohne große Höhenunter schiede, auf demselben Lidarring auftreten. Vorteilhaft kön nen damit auch Kandidatenpunkte in größerer Entfernung, ins besondere in Kurven ermittelt werden, bei denen Höhenunter schiede zwischen Schienen und der Umgebung nur schwer erkannt werden können. Dieser Effekt beruht darauf, dass der Lidar- strahl in größeren Entfernungen aufgrund des kleineren Win kels, unter dem der Lidarstrahl dort auf die Schienen auf trifft, insbesondere in Kurven, häufiger die Seitenflächen der Schienen trifft als deren Oberseite, da in einem solchen Fall die Seitenflächen unter einem flachen Winkel deutlich größer erscheinen als die Flächen der Oberseite der Schienen. Der letzte Punkt, der die Schienen noch trifft, ist dann zu dem nächsten Punkt auf demselben Lidarring, der die Schienen nicht mehr trifft, weiter entfernt als in der Nähe des Sen sors, was zur Detektion der Schienen in weiter Entfernung ge nutzt werden kann. D.h., es können große Abstände zwischen benachbarten Punkten desselben Lidarrings als Indiz für eine Schiene genutzt werden.

Besonders bevorzugt wird bei dem Anpassen des Schienenmodells der bekannte Abstand zwischen den Schienen als einschränkende Bedingung verwendet. D.h., die Position und der Abstand der Schienen lässt ergibt zum Beispiel die Position der Schienen linien direkt am Schienenfahrzeug bzw. vor den Rädern des Schienenfahrzeugs. Vorteilhaft kann aufgrund dieser Informa tion der Rechenaufwand zur Ermittlung der Position und des Verlaufs parallel verlaufender Schienen reduziert werden.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann für das Ermitteln eines Bildausschnitts eine vorbestimmte Ab- schnittslänge verwendet werden. Vorteilhaft kann aufgrund der beschränkten Größe des Aufnahmebereichs die bei der Anpassung des Schienenmodells zu verarbeitende Datenmenge reduziert werden. Mithin werden weniger Datenverarbeitungskapazitäten benötigt bzw. kann die Datenverarbeitung in kürzerer Zeit, gegebenenfalls sogar in Echtzeit erfolgen.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beige fügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:

FIG 1 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Schienen erkennung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ver anschaulicht, FIG 2 eine schematische Darstellung eines auf Lidar-Daten ba sierenden Abtastbilds von einem Schienenstrang gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

FIG 3 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts der in FIG 2 gezeigten Darstellung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

FIG 4 eine schematische Darstellung des in FIG 3 gezeigten Ausschnitts mit eingezeichneten Schienenpunkten,

FIG 5 eine schematische Darstellung der in FIG 4 gezeigten Darstellung mit angepassten Schienenlinien gemäß einem Aus führungsbeispiel der Erfindung,

FIG 6 eine schematische Darstellung eines auf Lidar-Daten ba sierenden Abtastbilds von einem Schienenstrang mit einer Wei che,

FIG 7 eine schematische Darstellung eines auf Lidar-Daten ba sierenden Abtastbilds von einer Eisenbahnstrecke mit zwei pa rallel verlaufenden Schienensträngen,

FIG 8 eine schematische Darstellung einer Schienenerkennungs einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

FIG 9 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In FIG 1 ist ein Flussdiagramm 100 gezeigt, welches ein Ver fahren zur Schienenerkennung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.

Bei dem Schritt 1.I erfolgt eine Abtastung einer Schienen strecke mit Hilfe eines Lidar-Systems, welches in einem Schienenfahrzeug installiert ist. Dabei werden Millionen von Punkten abgetastet. Diese erfassten Punktdaten PD werden von der Umgebung des Schienenfahrzeugs erzeugt. Derartige Punkt- daten sind in FIG 2 zu erkennen. Bei dem Schritt l.II wird ein Ausschnitt ABD aus den Punktdaten PD gewonnen, in dem die Strecke bzw. der Schienenstrang vor dem Schienenfahrzeug lie gen muss. Dieser Ausschnitt ABD kann zum Beispiel auf Basis der Kenntnis der Position der Räder relativ zu den Bilddaten bzw. Punktdaten PD, der Beschränkung der Kurvenkrümmung, der Steigung sowie der Überhöhung von Kurven ermittelt werden.

Ein solcher Ausschnitt ist in FIG 3 zu erkennen.

Bei dem Schritt l.III werden Schienenpunktdaten PBD auf Basis der bei dem Schritt l.II erzeugten Ausschnittdaten ABD er zeugt. Dabei erfolgt nun ein Vorschlag, an welcher Stelle sich eine Schiene befinden könnte. Hierzu werden Punkte PP in den ausgeschnittenen Bilddaten ABD eingezeichnet, was in FIG 4 zu erkennen ist. Diese Punkte PP werden an Stellen einge zeichnet, die eine Höhendifferenz von ungefähr der Höhe von Schienen relativ zur Umgebung aufweisen. Auch die Intensi- tätsinformation kann dazu genutzt werden, um Schienenpunkte PP zu erkennen. Allerdings lässt dieser Effekt mit zunehmen der Entfernung nach, da dann die Seiten der Schienen anstatt der Oberseite der Schienen von den Lidar-Strahlen getroffen werden. Dieser Effekt tritt besonders bei Kurven auf. Für Kurven, die weiter entfernt von dem Schienenfahrzeug sind, kann auch das Ermitteln einer großen Differenz der x-y- Positionen von aufeinanderfolgenden Punkten, welche zu dem selben Lidarring gehören, ohne große Höhendifferenzen aufzu weisen, genutzt werden, um mögliche Punkte zu ermitteln, die zu den Schienen gehören.

Bei dem Schritt 1.IV erfolgt ein Anpassvorgang, bei dem ein Schienenmodell SBD an die vorgeschlagenen Punkte PP angepasst wird. Hierzu kann zum Beispiel ein RANSAC-Verfahren genutzt werden, um zwei parallele Kurven an die bei dem Schritt l.III ermittelten Punkte PP anzupassen. Punkte PP, die eine Kurve bilden, welche parallel zu den Schienen verläuft, deren Ab stand zu einer Schiene aber nicht mit der erwarteten Schie nenbreite übereinstimmt, können außer Acht gelassen werden. Die genannten Prozessschritte können auch abschnittsweise er- folgen, um die Menge der Punkte einer auszuwertenden Punkt wolke zu reduzieren. Die bei dem Anpassvorgang erzeugten Kur ven SBD, welche den detektierten Schienenverlauf repräsentie ren, sind in FIG 5 gezeigt.

In FIG 2 ist eine Darstellung 20 eines mit Hilfe eines Lidar- Sensors aufgenommenen Bilds aus einer Punktwolke gezeigt, welches einen Umgebungsabschnitt vor einem Schienenfahrzeug veranschaulicht. Einzelne Punkte PD weisen unterschiedliche Grautöne auf, die eine unterschiedliche Intensität der er fassten Lidar-Signale repräsentieren. In der Darstellung 20 lassen sich Niveauunterschiede erkennen, die einen Bahndamm mit einem Gleiskörper andeuten. Im oberen Bildbereich lassen sich seitlich von dem Bahndamm schemenhaft Signalmasten und andere Objekte erkennen. Im unteren Bereich der Darstellung 20 ist ein Raster R eingezeichnet, mit dem Abstände zwischen einzelnen Objekten oder Punkten ermittelbar sind. Wie in FIG 2 zu erkennen ist, sind die beiden Schienen etwas mehr als eine Rasterlänge voneinander entfernt.

In FIG 3 ist ein Ausschnitt ABD der in FIG 2 gezeigten Dar stellung 20 veranschaulicht. Der gezeigte Ausschnitt ABD um fasst den Abschnitt, welcher auf Basis vorbekannter Restrik tionen den Bereich darstellt, in dem die Schienen zu suchen sind. Beispielsweise ergeben sich die Startpunkte der Schie nen im unteren Bildbereich aus den Positionen der Räder des Schienenfahrzeugs. Anhand bekannter Einschränkungen für den weiteren Verlauf der Schienen lässt sich mithin ein mit zu nehmendem Abstand zum Schienenfahrzeug immer breiter werden der Bereich festlegen, in dem sich die Schienen befinden müs sen.

In FIG 4 ist der in FIG 3 bereits veranschaulichte Abschnitt ABD mit einer Vielzahl von eingetragenen Schienenkandidaten punkten PP gezeigt. Die Schienenkandidatenpunkte PP können zum Beispiel anhand der Höhendifferenz, die sie zur Umgebung aufweisen, ermittelt werden. Die Höhendifferenz sollte unge fähr der Höhe einer Schiene entsprechen. Auch ein Intensi- tätsunterschied in Querrichtung kann als Hinweis auf einen Schienenkandidatenpunkt PP verwendet werden.

In FIG 5 ist eine schematische Darstellung der in FIG 4 ge zeigten Darstellung mit einem Schienenmodell SBD, welches an die ermittelten Schienenpunkte PP angepasste Schienenlinien SL umfasst, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Die Schienenlinien SL können mit Hilfe eines RANSAC-Algorithmus auf Basis der vorab ermittelten Schienen kandidatenpunkte PP ermittelt werden.

In FIG 6 ist eine Schienenstrecke 60 mit einer Weiche W ge zeigt, von der zwei sich voneinander entfernende Schienen stränge TI, T2 abgehen. Werden kürzere Segmente untersucht, so können beide Abzweigungen detektiert werden. Eine solche Abzweigung kann zum Beispiel aufgrund schlechter Anpassung im Anpassungsschritt (Schritt 1.IV) oder durch eine große Anzahl von danebenliegenden Punkten, d.h. Punkten, die nicht durch ein Schienenmodell einer eingleisigen Strecke angenähert wer den können, erkannt werden. Der Schritt l.II, also die Fest legung eines Bildausschnitts ABD, kann auf beide Abzweigungen angewendet werden, um die möglichen Abzweigungen der Schienen zu bearbeiten. Die Festlegung der Bildausschnitte ABD für die Abzweigungen kann zum Beispiel auf Basis einer bekannten Geo metrie einer Weiche erfolgen. Anschließend werden die übrigen Schritte (1.111, 1.IV) für beide Abzweigungen getrennt durch geführt.

In FIG 7 ist eine Schienenstrecke 70 mit zwei separaten pa rallelen Schienensträngen TI, T2 gezeigt. In einem solchen Fall muss der Abtastbereich ABD entsprechend in der Breite ausgedehnt werden, um beide Schienenstränge zu erfassen.

In FIG 8 ist eine schematische Darstellung einer Schienener kennungseinrichtung 80 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Schienenerkennungseinrichtung 80 weist eine Lidar-Einheit

81 zum Erfassen von Punktdaten PD auf. Teil der Schienener kennungseinrichtung 80 ist auch eine Auswertungseinrichtung 82. Die Auswertungseinrichtung 82 umfasst eine Festlegungs einheit 82a zum Ermitteln eines Bildausschnitts ABD, welcher einen Schienenstrang umfasst. Teil der Auswertungseinrichtung

82 ist auch eine Punktermittlungseinheit 82b zum Ermitteln von Kandidatenpunkten PP in dem Bildausschnitt ABD. Die Daten PBD mit den Kandidatenpunkten PP werden an eine Modellie rungseinheit 82c übermittelt, die dem Anpassen eines Schien enmodells auf Basis der Kandidatenpunkte PP dient. Von der Auswertungseinrichtung 82 werden auf Schienenpositionsdaten basierende Schienenmodelldaten SBD ausgegeben, die beispiels weise von einer Steuereinrichtung eines autonomen Schienen fahrzeugs weiterverarbeitet werden können.

In FIG 9 ist ein solches Schienenfahrzeug 90 schematisch dar gestellt, welches die in FIG 8 gezeigte Schienenerkennungs einrichtung 80 umfasst. Die von der Schienenerkennungsein richtung 80 ermittelten Schienenpositionsdaten bzw. das auf den ermittelten Schienenpositionsdaten basierende Schienenmo dell SBD wird an eine von dem Schienenfahrzeug 90 umfasste Steuereinrichtung 91 übermittelt, welche auf Basis dieser Schienenpositionsdaten durch Übermitteln von Steuerdaten SD eine Ansteuerung eines Motors 92 und von Bremsen 93 automati siert durchführt.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen le diglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung han delt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Es wird der Vollständig keit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit" nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.