CN111032476A

CN111032476A - 根据天气条件传感器控制地调节里程测量参数

Info

Publication number: CN111032476A
Application number: CN201880051104.1A
Authority: CN
Inventors: S.A.卡尔德; H.科塔布达尔; N.努拉尼-瓦塔尼; A.帕尔默
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG; Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2017-08-10
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2020-04-17
Anticipated expiration: 2038-07-19
Also published as: WO2019029969A1; EP3625106A1; ES2946763T3; CN111032476B; EP3625106B1; US20200172135A1

Abstract

本发明涉及一种用于调节轨道车辆(40)的里程单元(30)的测量参数的方法。在该方法中，借助至少一个传感器单元(10)来采集轨道车辆(40)的内部空间和/或周围环境的传感器数据(SD，TD，FSD，LSD)，传感器单元包括内部图像记录单元(10)。基于所采集的传感器数据(SD)，天气数据(WD)是基于所采集的传感器数据(SD)确定的。最后依据所确定的天气数据(WD)来确定用于合并里程数据(v，P(t))的合并权重(FG)，里程数据基于来自不同类型的里程传感器(15，16)的里程传感器数据(FD，DRD)确定。

Description

根据天气条件传感器控制地调节里程测量参数

技术领域

本发明涉及一种用于调节轨道车辆的里程单元的测量参数的方法。此外，本发明涉及一种调整设备。此外，本发明涉及一种轨道车辆。

背景技术

速度测量对于车辆的自动行驶和辅助***是必不可少的。速度数据可用于许多不同的目的。为此例如，监控对法律规定的遵守、行程的计划、制动过程和位置确定的引入。通常，通过合并不同传感器的测量结果来确定速度。用于速度确定的传感器可能会产生错误的数据。这种情况例如可能是由于恶劣的天气条件，例如雨、雪等。雪、雾和雨可能会对多普勒雷达传感器的性能产生负面影响。雨水会导致光滑的行车道或轨道表面，这也会导致车轮滑动和打滑，由此会使测量车轮旋转频率的传感器的测量精度变差。因此存在如下问题：在通过单独的传感器对里程数据进行测量时出现误差，并且由此歪曲了里程测量的整体结果。

在DE 10 2006 035 597 A1中描述了一种用于确定车辆的行驶路程和速度的方法，特别是用于对安全要求严格的列车影响***。在此，将不同传感器的传感器数据合并。

在DE 10 2009 006 113 A1中描述了一种用于描绘车辆环境的设备，其中基于合并的传感器数据来确定对象的存在。

在US 2017/0 307 247 A1中描述了借助机动车辆的车载传感器来探测天气条件。

在US 9 676 393 B2中采集会对轨道车辆的警报***的功能产生负面影响的天气条件。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，对用于里程测量的方法和相应的测量设备进行调整，使得尽管恶劣的天气条件也能提供比如今更精确的结果。

该技术问题通过根据权利要求1所述的用于调节车辆的里程单元的测量参数的方法、根据权利要求12所述的调整设备以及根据权利要求13所述的轨道车辆来解决。

在根据本发明的用于调节轨道车辆的里程单元的测量参数的方法中，借助至少一个传感器单元来采集轨道车辆的内部空间和/或周围环境的传感器数据，传感器单元包括内部图像记录单元。所采集的传感器数据被用于确定天气数据。优选自动化地确定天气数据，从而不需要附加的人员开销并且可以实时进行分析。依据所确定的天气数据来确定用于合并里程数据的合并权重。里程数据本身、例如速度数据或位置数据，是基于来自不同类型的里程传感器的里程传感器数据通过加权组合或合并、例如通过里程单元中的加权相加来确定的。有利地，借助对用于合并里程数据的权重的确定，可以通过较弱地加权受当前天气情况负面影响的里程传感器或其里程数据来考虑当前的天气数据。利用该措施改善了里程数据的准确性和该数据的确定的鲁棒性。优选地，同样自动地进行对合并权重的确定，以便能够实时调节测量参数、即合并权重。

在轨道车辆中可能已经存在例如作为监视照相机的内部图像记录单元，以改善乘客的人身安全。有利地，不必为确定天气情况安装附加的照相机，而已经存在的监视照相机可以附加地接管观察天气情况的任务。为此，监视照相机有时可以对准轨道车辆的车窗方向，从而可以采集外部环境并且可以确定天气数据。

根据本发明的用于轨道车辆的调整设备具有数据输入接口，该数据输入接口用于从传感器单元接收来自轨道车辆的内部空间和/或周围环境的传感器数据，该传感器单元包括内部图像记录单元。调整设备的一部分也是天气确定单元，其用于基于所采集的传感器数据来确定天气数据。根据本发明的调整设备还包括规定单元，其用于依据所确定的天气数据来确定用于合并里程数据的合并权重，里程数据是已经基于不同类型的里程传感器的里程传感器数据确定的。

根据本发明的轨道车辆包括至少一个传感器单元和根据本发明的调整设备，传感器单元包括内部图像记录单元。根据本发明的轨道车辆共享根据本发明的调整设备的优点。

根据本发明的调整设备的一些部件可以在很大程度上以软件部件的形式进行设计。这尤其涉及天气确定单元和规定单元的特别的部分。然而，原则上，这些部件也可以部分地，特别是在涉及特别快速的计算时，以软件支持的硬件的形式、例如FPGA等实现。同样地，所需接口，例如在仅涉及从其他软件部件接受数据时，可以被设计为软件接口。然而，还可以将接口设计为硬件构建的、通过适当的软件进行控制的接口。

很大程度上通过软件的实现的优点在于，迄今在轨道车辆中已经存在的计算机***，在可能地通过附加的硬件元件进行补充之后，可以以简单的方式通过软件更新进行升级，以便以根据本发明的方式进行工作。在这方面，该技术问题还通过相应的具有计算机程序的计算机程序产品来解决，计算机程序可以直接加载到这种计算机***的存储设备中，计算机程序具有程序部段，以便当在计算机***中执行计算机程序时，执行根据本发明的方法的所有步骤。

这种计算机程序产品除了计算机程序外，必要时还可以包括附加的组成部分、例如文档和/或附加的部件，以及用于使用软件的硬件部件、例如硬件密钥(加密狗等)。

为了传输到计算机***的存储设备和/或为了存储在计算机***中可以使用计算机可读的介质，例如记忆棒、硬盘或其他可移动或固定安装的数据载体，在计算机可读的介质上存储有可由计算机单元读取并执行的计算机程序的程序部段。为此，计算机单元例如可以具有一个或多个协作的微处理器等。

从属权利要求和下面的描述分别包含本发明的特别有利的设计方案和扩展。特别地，一个权利要求类别的权利要求在此还可以类似于另一权利要求类别的从属权利要求以及其描述部分进行扩展。此外，在本发明的框架中，不同实施例和权利要求的不同特征还可以组合为新的实施例。

在根据本发明的用于调节轨道车辆的里程单元的测量参数的方法的设计方案中，至少一个传感器单元包括以下传感器类型中的至少一个：

-外部图像记录单元，

-温度传感器，

-湿度传感器，

-用于障碍物识别的光学雷达传感器。

利用外部图像记录单元作为传感器单元可以形象地采集并且然后识别天气现象。关于各个里程传感器的可靠性的结论又可以从天气情况中得出。温度传感器同样可以给出关于里程传感器的可靠性的重要提示。例如，严寒可以指示雪的出现，这又使借助多普勒雷达进行速度测量变得困难。例如用于自动运行雨刷的湿度传感器可能已经存在于轨道车辆中，并且现在可以根据本发明附加地将湿度传感器用于获得天气数据以分析里程传感器的可靠性。利用光学雷达传感器例如可以识别雾的出现。雾又使借助多普勒雷达进行速度测量变得困难。

在根据本发明的用于调节轨道车辆的里程单元的测量参数的方法的变形方案中，使用监视照相机作为内部图像记录单元。如已经提到的，有利地可以使用已经存在的设备，其中附加地添加对图像数据的自动分析。

在根据本发明的用于调节轨道车辆的里程单元的测量参数的方法的设计方案中，将用于进行天气观察的监视照相机设计为，可以从轨道车辆的外部环境采集图像数据。有利地，可以利用监视照相机采集关于轨道车辆的外部环境的信息，其可以提供关于当前天气条件的信息。

在根据本发明的用于调节轨道车辆的里程单元的测量参数的方法的变形方案中，将用于进行天气观察的监视照相机设计为，可以从轨道车辆的内部区域采集图像数据。在该变形方案中，可以保持监视照相机向内对准，并且根据乘客的衣物和装备获得关于天气情况的间接信息。还可以将对内部空间和外部环境的监视相互结合，以获得更可靠的天气数据。

在根据本发明的用于调节轨道车辆的里程单元的测量参数的方法的设计方案中，根据由监视照相机采集的图像数据确定当前的天气情况。有利地，除了用于监视，还可以将图像数据用于确定天气情况，从而不需要附加的硬件来采集天气信息。

在根据本发明的用于调节轨道车辆的里程单元的测量参数的方法的优选的设计方案中，为了确定当前的天气情况，将基于机器视觉的图像分析方法应用于所采集的图像数据。

在图像分析方法中，优选地可以以不同的图像模式执行图像数据的比较，图像模式分别与不同的天气情况相关联。

不同的天气情况例如可以包括以下天气情况：

-降雪，

-雾，

-下雨。

如已经提到的，所提到的天气情况对里程传感器的可靠性产生影响。例如，雪会对多普勒雷达的可靠性产生负面影响。雨可能导致轨道车辆的车轮滑动，从而导致旋转频率传感器的可靠性降低。

为了确定天气情况，可以使用轨道车辆的空调装置的当前的运行数据。根据运行数据可以推断出当前的温度，当前的温度又给出对当前天气情况的指示。

在根据本发明的用于调节轨道车辆的里程单元的测量参数的方法的设计方案中，依据所确定的天气数据来降低基于天气数据而被归类为容易发生故障的传感器的合并权重。有利地，以这种方式改善了所确定的里程数据的准确性。

附图说明

下面参照附图根据实施例再次更详细地对本发明进行解释，附图中：

图1示出了流程图，其示出了根据本发明的第一实施例的用于调节轨道车辆的里程单元的测量参数的方法，

图2示出了框图，其示出了根据本发明实施例的调整设备，

图3示出了框图，其示出了根据本发明实施例的轨道车辆。

具体实施方式

图1中示出了用于调节轨道车辆的里程单元的测量参数的方法。在步骤1.I中，从轨道车辆的周围环境中采集传感器数据，在该实施例中为图像数据BD，图像数据由监视照相机采集，温度数据TD由测量外部温度的温度传感器采集，湿度传感器数据FSD由湿度传感器采集，光学雷达传感器数据LSD由光学雷达传感器采集。在步骤1.II中，基于所采集的传感器数据BD、TD、FSD、LSD确定天气数据WD。例如，可以借助湿度传感器数据来确定当前是否正在下雨以及雨下得有多大。最后，在步骤1.III中，基于所确定的天气数据WD来确定用于将里程数据、例如所测量的速度或驶过的路程合并的合并权重FG。里程数据本身在调整后例如借助旋转频率传感器和多普勒雷达进行确定，并且然后借助所提到的合并权重FG进行加权地组合，以确定车辆速度或驶过的路程。

在图2中描述了用于轨道车辆40(参见图3)的调整设备20。调整设备20包括数据输入接口21，数据输入接口21被设计为，从轨道车辆40的内部空间和/或周围环境接收传感器数据SD。传感器数据SD被传输到天气确定单元22，天气确定单元22用于基于所采集的传感器数据SD确定天气数据WD。调整设备20的一部分也是规定单元23，其被设计为，用于依据所确定天气数据WD来确定用于合并里程数据v，P(t)的合并权重FG，所述里程数据是基于不同类型的传感器15、16(参见图3)的传感器数据FD、DRD确定的。所确定的权重FG通过输出接口24进行输出并且将其传输给分析单元30(参见图3)。

图3中示出了说明轨道车辆40的框图。轨道车辆40包括多个不同的传感器单元10、11、12、13，利用这些传感器单元采集传感器数据BD、TD、FSD、LSD作为确定天气数据WD的基础。传感器单元10、11、12、13包括：监视照相机10，其从轨道车辆40的周围环境记录图像数据BD；温度传感器11，其用于确定外部温度数据TD；湿度传感器单元12，其用于确定湿度传感器数据FSD，湿度传感器数据提供关于空气湿度的信息；以及光学雷达传感器单元13，其可以借助光学雷达确定关于出现降水、例如雨或雪的信息以及关于出现雾的信息。此外，轨道车辆40还具有两个里程传感器15、16。第一里程传感器15被设计为旋转频率测量计，第二里程传感器被设计为多普勒雷达传感器。频率数据FD或多普勒雷达数据DRD从两个里程传感器传输到分析单元30、也被称为里程单元，分析单元30附加地从调整设备20获得关于要应用的合并权重FG的数据。分析单元30基于里程频率数据FD确定第一里程数据组v_F，P_F(t)，其涉及轨道车辆40的速度和位置，并且基于多普勒雷达数据DRD确定第二里程数据组V_D，P_D(t)，其同样说明了轨道车辆40的速度和位置。所确定的里程数据组v_F，P_F(t)、v_D，P_D(t)借助所确定的权重FG加权地组合成合并的里程数据v，P(t)。将合并的里程数据v，P(t)传输到控制单元31，控制单元31在此基础上执行自动控制过程，并且将数据v，P(t)转发到显示单元(未示出)，在显示单元上将其形象地显示给操作人员。

最后，应再次注意，上述方法和装置仅是本发明的优选的实施例，并且本领域技术人员可以对本发明进行修改，而不脱离本发明的范围，只要其通过权利要求预先给定。为了完整起见，应当注意，不定冠词“一”或“一个”的使用不排除也以复数形式存在所涉及的特征。同样地，术语“单元”并不排除由必要时也可能在空间上分布的多个部件组成。

Claims

1.一种用于调节轨道车辆(40)的里程单元(30)的测量参数的方法，其具有以下步骤：

-借助至少一个传感器单元(10，11，12，13)来采集轨道车辆(40)的内部空间和/或周围环境的传感器数据(SD，TD，FSD，LSD)，所述传感器单元包括内部图像记录单元(10)，

-基于所采集的传感器数据(SD，TD，FSD，LSD)来确定天气数据(WD)，

-依据所确定的天气数据(WD)来确定用于合并里程数据(v，P(t))的合并权重(FG)，所述里程数据基于来自不同类型的里程传感器(10)的传感器数据(FD，DRD)确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个传感器单元(10，11，12，13)包括以下传感器类型中的至少一个：

-外部图像记录单元，

-温度传感器(11)，

-湿度传感器(12)，

-用于障碍物识别的光学雷达传感器(13)。

3.根据权利要求2所述的方法，其中使用监视照相机(10a)作为内部图像记录单元(10)。

4.根据权利要求3所述的方法，其中将用于进行天气观察的监视照相机(10)设计为，能够从所述轨道车辆(40)的外部环境采集图像数据(BD)。

5.根据权利要求3所述的方法，其中将用于进行天气观察的监视照相机(10)设计为，能够从所述轨道车辆(40)的内部区域采集图像数据(BD)。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中根据由所述监视照相机(10)采集的图像数据(BD)确定当前的天气情况。

7.根据权利要求6所述的方法，其中为了确定当前的天气情况，将基于机器视觉的图像分析方法应用于所采集的图像数据(BD)。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在图像分析方法中以不同的图像模式执行所述图像数据(BD)的比较，所述图像模式分别与不同的天气情况相关联。

9.根据权利要求8所述的方法，其中不同的天气情况包括以下天气情况：

-降雪，

-雾，

-下雨。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中为了确定天气情况，使用所述轨道车辆(40)的空调装置的当前的运行数据。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中依据所确定的天气数据来降低基于天气数据而被归类为容易发生故障的传感器(10，11，12，13)的合并权重。

12.一种用于轨道车辆(40)的调整设备(20)，其具有

-数据输入接口(21)，所述数据输入接口用于从传感器单元接收关于所述轨道车辆(40)的内部空间和/或周围环境的传感器数据(TD，FSD，LSD)，所述传感器单元包括内部图像记录单元(10)，

-天气确定单元(22)，所述天气确定单元用于基于所采集的传感器数据(TD，FSD，LSD)来确定天气数据(WD)，

-规定单元(23)，所述规定单元用于依据所确定的天气数据(WD)来确定用于合并里程数据(v，P(t))的合并权重(FG)，所述里程数据基于不同类型的里程传感器(15，16)的里程传感器数据(FD，DRD)进行确定。

13.一种轨道车辆(40)，其具有

-至少一个传感器单元，所述传感器单元包括内部图像记录单元(10)，和

-根据权利要求12所述的调整设备(20)。

14.一种具有计算机程序的计算机程序产品，所述计算机程序能够直接加载到轨道车辆(40)的计算机单元的存储单元中，所述计算机程序具有程序部段，以便当在计算机单元中执行所述计算机程序时，执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的所有步骤。

15.一种计算机可读的介质，在其上存储有能够由计算机单元执行的程序部段，以便当计算机单元执行所述程序部段时，执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法的所有步骤。