Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anpassen von Messparametern einer Odometrieeinheit eines Schienenfahrzeugs. Zu- dem betrifft die Erfindung eine Justage-Einrichtung . Überdies betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug.

Geschwindigkeitsmessungen sind unverzichtbar für das autonome Fahren und Assistenzsysteme von Fahrzeugen. Geschwindigkeits- daten können für viele unterschiedliche Zwecke genutzt wer ^¬ den. Beispiele hierfür sind die Überwachung der Beachtung von gesetzlichen Bestimmungen, das Planen von Fahrten, das Einleiten von Bremsprozessen und Positionsbestimmungen. Herkömmlich wird eine Ermittlung der Geschwindigkeit durch die Fusi- on von Messergebnissen unterschiedlicher Sensoren erreicht.

Sensoren, die für die Geschwindigkeitsermittlung genutzt werden, können fehlerhafte Daten erzeugen. Dies kann zum Beispiel aufgrund schlechter Wetterbedingungen, wie zum Beispiel Regen, Schnee usw. der Fall sein. Schnee, Nebel und Regen können die Leistung von Doppler-Radarsensoren beeinträchtigen. Regen kann zu glatten Fahrbahnen bzw. Gleisbelägen führen, was auch zu einem Rutschen und Durchdrehen der Räder beiträgt, wodurch die Messgenauigkeit bei Sensoren, welche die Drehfrequenz der Räder messen, verschlechtert ist. Mithin besteht ein Problem darin, dass bei der Messung odometrischer Daten durch einzelne Sensoren Fehler auftreten und so das Gesamtergebnis der odometrischen Messung verfälscht wird.

In DE 10 2006 035 597 AI wird ein Verfahren zur Bestimmung des Fahrwegs und der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, insbe ^¬ sondere für sicherheitskritische Zugbeeinflussungssysteme be ^¬ schrieben. Dabei werden Sensordaten von unterschiedlichen Sensoren fusioniert. In DE 10 2009 006 113 AI wird eine Vorrichtung zur Umfelddarstellung eines Fahrzeugs beschrieben, wobei die Existenz von Objekten auf Basis von fusionierten Sensordaten ermittelt wird.

In US 2017/ 0 307 247 AI wird die Detektion von Wetterbedingungen mit Hilfe bordeigener Sensoren eines Kraftfahrzeugs beschrieben . In US 9 676 393 B2 werden Wetterbedingungen erfasst, welche die Funktion eines Warnsystems eines Schienenfahrzeugs beein ^¬ trächtigen können.

Es besteht also die Aufgabe, eine Verfahren zur odometrischen Messung sowie eine entsprechende Messeinrichtung so zu jus ^¬ tieren, dass diese trotz widriger Wetterbedingungen exaktere Ergebnisse liefern als bisher.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Anpassen von Mess- parametern einer Odometrieeinheit eines Fahrzeugs gemäß Pa ^¬ tentanspruch 1, eine Justage-Einrichtung gemäß Patentanspruch 12 sowie ein Schienenfahrzeug gemäß Patentanspruch 13 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Anpassen von Messpa- rametern einer Odometrieeinheit eines Schienenfahrzeugs wer ^¬ den Sensordaten vom Innenraum und/oder der Umgebung des

Schienenfahrzeugs mit Hilfe mindestens einer Sensoreinheit, welche eine interne Bildaufnahmeeinheit umfasst, erfasst. Die erfassten Sensordaten werden dazu genutzt, um Wetterdaten zu ermitteln. Die Wetterdaten werden vorzugsweise automatisiert ermittelt, so dass kein zusätzlicher personeller Aufwand benötigt wird und die Auswertung in Echtzeit erfolgen kann. In Abhängigkeit von den ermittelten Wetterdaten werden Fusionsgewichte für die Fusion von odometrischen Daten festgelegt. Die odometrischen Daten selbst, beispielsweise Geschwindig ^¬ keitsdaten oder Positionsdaten, werden auf Basis von

odometrischen Sensordaten von unterschiedlichen Arten von odometrischen Sensoren durch gewichtete Kombination bzw. Fu- sion, beispielsweise durch gewichtete Addition in der

Odometrieeinheit ermittelt. Vorteilhaft können mit Hilfe der Festlegung der Gewichte für die Fusion der odometrischen Daten aktuelle Wetterdaten dahingehend berücksichtigt werden, dass durch die aktuelle Wetterlage beeinträchtigte

odometrische Sensoren bzw. deren odometrische Daten schwächer gewichtet werden. Mit dieser Maßnahme wird die Genauigkeit der odometrischen Daten sowie die Robustheit der Ermittlung dieser Daten verbessert. Das Festlegen der Fusionsgewichte erfolgt vorzugsweise ebenfalls automatisiert, um eine Echt ^¬ zeitanpassung der Messparameter, d.h. der Fusionsgewichte, zu ermöglichen .

Interne Bildaufnahmeeinheiten können beispielsweise als Über- wachungskameras bereits in Schienenfahrzeugen vorhanden sein, um die persönliche Sicherheit der Passagiere zu verbessern. Vorteilhaft müssen zur Ermittlung der Wetterlage keine zu ^¬ sätzlichen Kameras installiert werden, sondern die bereits vorhandenen Überwachungskameras können zusätzlich die Aufgabe zur Beobachtung der Wetterlage übernehmen. Hierfür können die Überwachungskameras zeitweise in Richtung der Fenster des Schienenfahrzeugs ausgerichtet werden, damit die äußere Umge ^¬ bung erfasst werden kann und Wetterdaten ermittelt werden können .

Die erfindungsgemäße Justage-Einrichtung für ein Schienenfahrzeug weist eine Dateneingangsschnittstelle zum Empfangen von Sensordaten von einer Sensoreinheit, welche eine interne Bildaufnahmeeinheit umfasst, vom Innenraum und/oder der Umge- bung des Schienenfahrzeugs auf. Teil der Justage-Einrichtung ist auch eine Wetter-Ermittlungseinheit zum Ermitteln von Wetterdaten auf Basis der erfassten Sensordaten. Die erfindungsgemäße Justage-Einrichtung umfasst auch eine Festle ^¬ gungseinheit zum Festlegen von Fusionsgewichten für die Fusi- on von odometrischen Daten, welche auf Basis von

odometrischen Sensordaten von unterschiedlichen Arten von odometrischen Sensoren ermittelt wurden, in Abhängigkeit von den ermittelten Wetterdaten. Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug umfasst mindestens eine Sensoreinheit, welche eine interne Bildaufnahmeeinheit um ^¬ fasst, und die erfindungsgemäße Justage-Einrichtung. Das er- findungsgemäße Schienenfahrzeug teilt die Vorteile der erfin ^¬ dungsgemäßen Justage-Einrichtung .

Einige Komponenten der erfindungsgemäßen Justage-Einrichtung können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Dies betrifft insbesondere Teile der Wet ^¬ ter-Ermittlungseinheit und der Festlegungseinheit. Grundsätz ^¬ lich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützter Hardware, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können die benötigten

Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden.

Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher in einem Schienenfahrzeug vorhandene Rechnersysteme nach einer eventuellen Ergänzung durch zusätz- liehe Hardwareelemente 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 Speichereinrich- tung eines solchen Rechnersystems ladbar ist, mit Programmab ^¬ schnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Computerprogramm in dem Rechnersystem ausgeführt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computer ^¬ programm gegebenenfalls zusätzliche 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 Speichereinrichtung des Rechnersystems und/oder zur Speicherung an dem Rechnersystem kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z.B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikropro ^¬ zessoren oder dergleichen aufweisen.

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 deren Beschreibungsteilen weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung auch die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anpassen von Messparametern einer Odometrieeinheit eines

Schienenfahrzeugs umfasst die mindestens eine Sensoreinheit mindestens eine der folgenden Sensorarten:

- eine externe Bildaufnahmeeinheit,

- einen Temperatursensor,

- einen Feuchtigkeitssensor,

- einen LIDAR-Sensor zur Hinderniserkennung.

Mit einer externen Bildaufnahmeeinheit als Sensoreinheit kön ^¬ nen Wetterphänomene bildlich erfasst und anschließend identi- fiziert werden. Aus der Wetterlage können wiederum Schluss ^¬ folgerungen hinsichtlich der Zuverlässigkeit einzelner odometrischer Sensoren gezogen werden. Temperatursensoren können ebenfalls wichtige Anhaltspunkte über die Zuverlässig- b

keit odometrischer Sensoren geben. Beispielsweise kann Frost auf das Auftreten von Schnee hinweisen, was wiederum eine Geschwindigkeitsmessung mit Hilfe eines Doppler-Radars er ^¬ schwert. Feuchtigkeitssensoren können zum Beispiel zum auto- matisierten Betrieb von Scheibenwischern in Schienenfahrzeugen bereits vorhanden sein und können nun erfindungsgemäß zu ^¬ sätzlich dazu genutzt werden, um Wetterdaten zur Beurteilung der Zuverlässigkeit odometrischer Sensoren zu gewinnen. Mit LIDAR-Sensoren kann zum Beispiel das Auftreten von Nebel er- kannt werden. Nebel erschwert wiederum die Anwendung einer Geschwindigkeitsmessung mit Hilfe eines Doppler-Radars.

In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anpas ^¬ sen von Messparametern einer Odometrieeinheit eines Schienen- fahrzeugs wird als interne Bildaufnahmeeinheit eine Überwa ^¬ chungskamera eingesetzt. Wie bereits erwähnt, kann vorteil ^¬ haft auf bereits vorhandene Installationen zurückgegriffen werden, wobei zusätzlich eine automatisierte Auswertung der Bilddaten hinzukommt.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anpassen von Messparametern einer Odometrieeinheit eines Schienenfahrzeugs wird die Überwachungskamera zur Wetterbeo ^¬ bachtung derart ausgerichtet, dass von der externen Umgebung des Schienenfahrzeugs Bilddaten erfasst werden können. Vor ^¬ teilhaft können mit den Überwachungskameras Informationen über die externe Umgebung des Schienenfahrzeugs erfasst wer ^¬ den, welche Auskunft über die aktuelle Wetterlage geben. In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anpas ^¬ sen von Messparametern einer Odometrieeinheit eines Schienenfahrzeugs wird die Überwachungskamera zur Wetterbeobachtung derart ausgerichtet, dass von einem Innenbereich des Schie ^¬ nenfahrzeugs Bilddaten erfasst werden können. Bei dieser Va- riante kann die Ausrichtung der Überwachungskameras nach in ^¬ nen beibehalten werden und es werden indirekte Informationen über die Wetterlage anhand der Bekleidung und Ausrüstung der Passagiere. Die Überwachung des Innenraums und der äußeren Umgebung können auch miteinander kombiniert werden, um zuverlässigere Wetterdaten zu erhalten.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anpassen von Messparametern einer Odometrieeinheit eines

Schienenfahrzeugs wird anhand der von der Überwachungskamera erfassten Bilddaten eine aktuelle Wetterlage ermittelt. Vor ^¬ teilhaft können die Bilddaten zusätzlich zur Überwachung auch zur Ermittlung der Wetterlage genutzt werden, so dass keine zusätzliche Hardware zur Erfassung von Wetterinformationen benötigt wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anpassen von Messparametern einer

Odometrieeinheit eines Schienenfahrzeugs wird zur Ermittlung der aktuellen Wetterlage ein Bildauswertungsverfahren auf die erfassten Bilddaten angewendet, welches auf dem maschinellen Sehen basiert. Bei dem Bildauswertungsverfahren kann vorzugsweise ein Vergleich der Bilddaten mit unterschiedlichen Bildmustern durchgeführt werden, welche jeweils einer unterschiedlichen Wetterlage zugeordnet sind. Die unterschiedlichen Wetterlagen können beispielsweise die folgenden Wetterlagen umfassen:

- Schneefall,

- Nebel,

- Regen.

Wie bereits erwähnt habe die genannten Wetterlagen Einfluss auf die Zuverlässigkeit der odometrischen Sensoren. Bei ^¬ spielsweise kann Schnee die Zuverlässigkeit eines Doppier- Radars beeinträchtigen. Regen kann zu einem Rutschen der Rä- der des Schienenfahrzeugs und damit zu einer geringeren Zu ^¬ verlässigkeit der Drehfrequenzsensoren führen. Zur Ermittlung der Wetterlage können aktuelle Betriebsdaten einer Klimaanlage des Schienenfahrzeugs verwendet werden. An ^¬ hand der Betriebsdaten kann auf eine aktuelle Temperatur geschlossen werden, welche wiederum Hinweise auf die aktuelle Wetterlage gibt.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Anpassen von Messparametern einer Odometrieeinheit eines Schienenfahrzeugs werden in Abhängigkeit von den ermittelten Wetterdaten, Fusionsgewichte von Sensoren, welche aufgrund der Wetterdaten als fehleranfällig eingestuft werden, redu ^¬ ziert. Vorteilhaft wird auf diese Weise die Genauigkeit der ermittelten odometrischen Daten verbessert. 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 zum Anpassen von Messparametern einer Odometrieeinheit eines Schienenfahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,

FIG 2 ein Blockdiagramm, welches eine Justage-Einrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, FIG 3 ein Blockdiagramm, welches ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.

In FIG 1 ist ein Verfahren zum Anpassen von Messparametern einer Odometrieeinheit eines Schienenfahrzeugs veranschau- licht. Bei dem Schritt 1.1 werden Sensordaten, in diesem Ausführungsbeispiel Bilddaten BD, von der Umgebung des Schienenfahrzeugs, welche von einer Überwachungskamera erfasst wer ^¬ den, Temperaturdaten TD von einem Temperatursensor, welcher eine Außentemperatur misst, Feuchtesensordaten FSD von einem Feuchtesensor und Lidar-Sensordaten LSD von einem Lidar-

Sensor erfasst. Auf Basis der erfassten Sensordaten BD, TD, FSD, LSD werden bei dem Schritt l.II Wetterdaten WD ermittelt. Beispielsweise kann mit Hilfe der Feuchtesensordaten ermittelt werden, ob es aktuell regnet und wie stark es reg ^¬ net. Schließlich werden bei dem Schritt l.III Fusionsgewichte FG für die Fusion von odometrischen Daten, beispielsweise eine gemessenen Geschwindigkeit oder zurückgelegte Wegstrecke, auf Basis der ermittelten Wetterdaten WD ermittelt. Die odometrischen Daten selbst werden nach der Justage beispielsweise mit Hilfe eines Drehfrequenzsensors und eines Doppler- Radas ermittelt und anschließend mit Hilfe der genannten Fu ^¬ sionsgewichte FG gewichtet kombiniert, um eine Fahrzeugge- schwindigkeit oder eine zurückgelegte Wegstrecke zu ermit ^¬ teln .

In FIG 2 wird eine Justage-Einrichtung 20 für ein Schienenfahrzeug 40 (siehe FIG 3) beschrieben. Die Justage-Einrich- tung 20 umfasst eine Dateneingangsschnittstelle 21, welche dazu eingerichtet ist, Sensordaten SD vom Innenraum und/oder der Umgebung des Schienenfahrzeugs 40 zu empfangen. Die Sen ^¬ sordaten SD werden an eine Wetter-Ermittlungseinheit 22 über ^¬ mittelt, die dazu dient, Wetterdaten WD auf Basis der erfass- ten Sensordaten SD zu ermitteln. Teil der Justage-Einrichtung 20 ist auch eine Festlegungseinheit 23, welche dazu einge ^¬ richtet ist, Fusionsgewichte FG für die Fusion von

odometrischen Daten v, P(t), welche auf Basis von Sensordaten FD, DRD von unterschiedlichen Arten von Sensoren 15, 16 (sie- he FIG 3) ermittelt wurden, in Abhängigkeit von den ermittel ^¬ ten Wetterdaten WD festzulegen. Die ermittelten Gewichte FG werden über eine Ausgangsschnittstelle 24 ausgegeben und an eine Auswertungseinheit 30 (siehe FIG 3) übermittelt. In FIG 3 ist ein Blockdiagramm gezeigt, welches ein Schienenfahrzeug 40 veranschaulicht. Das Schienenfahrzeug 40 umfasst eine Mehrzahl von unterschiedlichen Sensoreinheiten 10, 11, 12, 13, mit denen Sensordaten BD, TD, FSD, LSD als Grundlage für die Ermittlung von Wetterdaten WD erfasst werden. Die Sensoreinheiten 10, 11, 12, 13 umfassen eine Überwachungska ^¬ mera 10, welche Bilddaten BD von der Umgebung des Schienenfahrzeugs 40 aufnimmt, einen Temperatursensor 11 zum Ermit ^¬ teln von Außentemperaturdaten TD, eine Feuchtesensoreinheit 12 zum Ermitteln von Feuchtsensordaten FSD, welche Informationen über die Luftfeuchtigkeit vermitteln, und eine Lidar- Sensoreinheit 13, welche mit Hilfe von Lidar Informationen über das Auftreten von Niederschlägen, wie zum Beispiel Regen oder Schnee, sowie von Nebel ermitteln kann. Weiterhin weist das Schienenfahrzeug 40 noch zwei odometrische Sensoren 15, 16 auf. Ein erster odometrischer Sensor 15 ist als Drehfrequenzmesser ausgebildet und ein zweiter odometrischer Sensor ist als Doppler-Radarsensor ausgebildet. Von den beiden odometrischen Sensoren werden Frequenzdaten FD bzw. Doppier- Radardaten DRD an eine Auswertungseinheit 30, auch

Odometrieeinheit genannt, übermittelt, welche zusätzlich von der Justage-Einrichtung 20 Daten bezüglich anzuwendender Fusionsgewichte FG erhält. Die Auswertungseinheit 30 ermittelt auf Basis der odometrischen Frequenzdaten FD erste

odometrische Datensätze v _F , P _F (t) betreffend die Geschwindig ^¬ keit und die Position des Schienenfahrzeugs 40 und auf Basis der Doppler-Radardaten DRD zweite odometrische Datensätze v _D , P _D (t), welche ebenfalls die Geschwindigkeit und die Position des Schienenfahrzeugs 40 angeben. Die ermittelten

odometrischen Datensätze v _F , P _F (t), v _D , P _ü (t) werden mit Hilfe der ermittelten Gewichte FG gewichtet zu fusionierten

odometrischen Daten v, P(t) kombiniert. Die fusionierten odometrischen Daten v, P(t) werden an eine Steuerungseinheit 31 übermittelt, welche auf deren Basis automatische Steue ^¬ rungsvorgänge durchführt und die Daten v, P(t) an eine Anzei ^¬ geeinheit (nicht gezeigt) weitersendet, auf der sie dem Be ^¬ dienpersonal bildlich dargestellt werden. Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen lediglich 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.