DE102014206473A1

DE102014206473A1 - Automatic assistance to a driver of a lane-bound vehicle, in particular a rail vehicle

Info

Publication number: DE102014206473A1
Application number: DE102014206473.2A
Authority: DE
Inventors: Gerald Newesely; Christian ZINNER
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2015-10-08
Also published as: WO2015150340A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Assistieren eines Fahrers eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs (1), insbesondere eines Schienenfahrzeugs, aufweisend folgende Schritte, die automatisch ausgeführt werden: a) Erfassen eines interessierenden Bereichs (8) entlang einer vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke, die durch eine Fahrspur (3) vorgegeben ist, an die das Fahrzeug (1) gebunden ist, und die das Fahrzeug (1) zu durchfahren hat, b) Bestimmen eines Lichtraumes (9) in dem interessierenden Bereich (8), wobei das Fahrzeug (1) jedes Teilvolumen des Lichtraumes (9) während einer Fahrt auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke ausfüllen wird, c) Auswerten, ob in dem interessierenden Bereich (8) Objekte (5, 6) vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs (1) zu vermeiden ist, d) zum Feststellen einer bevorstehenden Kollision Vorausberechnen, ob zumindest eines der Objekte (5, 6), die in dem erfassten interessierenden Bereich (8) vorhanden sind, sich in einem Teilvolumen des Lichtraumes (9) befinden wird, das das Fahrzeug (1) gleichzeitig wie das Objekt (5, 6) ausfüllen wird, und Feststellen der bevorstehenden Kollision wenn dies der Fall ist, e) Ausgeben von Informationen über die bevorstehende Kollision.The invention relates to a method for automatically assisting a driver of a lane bound vehicle (1), in particular a rail vehicle, having the following steps, which are carried out automatically: a) detecting a region of interest (8) along an in front of the vehicle driving route, which by a Lane (3) to which the vehicle (1) is bound and which has to pass through the vehicle (1), b) determining a light space (9) in the area of interest (8), wherein the vehicle (1) c) evaluating whether objects (5, 6) are present in the region of interest (8) with which to avoid a collision of the vehicle (1) d) for determining an impending collision, predicting whether at least one of the objects (5, 6) present in the detected region of interest (8) is located in a partial field lumen of the light space (9) that will fill the vehicle (1) at the same time as the object (5, 6) and detecting the imminent collision if this is the case; e) outputting information about the imminent collision.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Assistieren eines Fahrers eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein automatisches Assistenzsystem für einen Fahrer eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, mit dem automatischen Assistenzsystem. The invention relates to a method for automatically assisting a driver of a lane-bound vehicle, in particular a rail vehicle. The invention further relates to an automatic assistance system for a driver of a lane-bound vehicle, in particular a rail vehicle. Moreover, the invention relates to a vehicle, in particular a rail vehicle, with the automatic assistance system.

Spurgebundene Fahrzeuge, d.h. Fahrzeuge, die eine Fahrspur eines Fahrweges nicht oder nur an einer Weiche oder Gabelung verlassen können, sind allgemein bekannt. Am weitesten verbreitet sind Schienenfahrzeuge, die in der Regel Metallräder aufweisen, welche auf Fahrschienen rollen. Der Bremsweg von derartigen Schienenfahrzeugen ist verhältnismäßig lang. Z.B. bei einer Geschwindigkeit einer Straßenbahn von 60 km/h beträgt der normale Bremsweg mehr als 100 m. Für eine Notbremsung wird ein Bremsweg von typischerweise etwas über 50 m benötigt. Die Straßenbahn kann bei dieser Geschwindigkeit daher eine Kollision mit einem Objekt auf der Fahrstrecke nur dann sicher verhindern, wenn die Notbremsung knapp 60 m vor dem Objekt eingeleitet wird. Das Gefahrenpotential einer Kollision lässt sich für den Fahrer über eine solch große oder sogar größere Distanz vor dem Fahrzeug nur schwierig einschätzen. Die große Bandbreite von Distanzen von spurgebundenen Fahrzeugen zu einer Vielzahl von potentiellen Hindernissen erschwert eine Feststellung von Kollisionsgefahren. Potentielle Hindernisse sind nicht nur andere Fahrzeuge auf derselben Fahrspur und Objekte, die in Verkehrssituationen generell vorkommen wie Fußgänger und Automobile, sondern auch spezifische Objekte der Infrastruktur des Spurnetzes (insbesondere Gleisinfrastruktur wie Prellböcke). Track-bound vehicles, i. Vehicles that can not leave a lane of a roadway or only at a switch or fork are well known. Most widely used are rail vehicles, which usually have metal wheels that roll on rails. The braking distance of such rail vehicles is relatively long. For example, at a speed of a tram of 60 km / h, the normal braking distance is more than 100 m. For emergency braking, a braking distance of typically just over 50 m is required. The tram can therefore safely prevent a collision with an object on the route only at this speed, if the emergency braking is initiated just 60 m in front of the object. The potential danger of a collision is difficult for the driver to estimate over such a large or even greater distance in front of the vehicle. The wide range of distances of track-bound vehicles to a variety of potential obstacles makes it difficult to detect collision hazards. Potential obstacles are not only other vehicles on the same lane and objects that generally occur in traffic situations, such as pedestrians and automobiles, but also specific objects of the infrastructure of the track network (in particular track infrastructure such as bumpers).

Zur Erkennung von Hindernissen auf der Fahrstrecke von Schienenfahrzeugen offenbart die Veröffentlichung von J. Weichselbaum u.a., Accurate 3D-vision-based obstacle detection for an autonomous train, Comput. Industry (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.compind.2013.03.015 ) oder G. Newesely, C. Zinner u.a., Intelligente Straßenbahnen – sicher auf Schiene, AIT, Austrian Institute of Technology, Quaterly 2013, 04, TomorrowToday, Seiten 18–21 ein Stereo-Detektionssystem zur Hinderniserkennung als Teil eines Sensorsystems eines Zuges. Es wird ein Hindernis-Detektionsalgorithmus beschrieben, mit dem Hindernisse von anderen Objekten, die dicht neben der Fahrstrecke angeordnet sein können, unterschieden werden. Es können Hindernisse innerhalb der Begrenzungen der Fahrstrecke mit einer Kantenlänge von 0,3 m bei einem Abstand von 10 m bis zu 80 m vor dem Fahrzeug detektiert werden. Die von dem Stereo-Detektionssystem erfasste Tiefeninformation wird in Zusammenhang mit Informationen über die durch die Fahrspur vor dem Fahrzeug vorgegebene Trajektorie bis zu einer benutzerdefinierten Entfernung verwendet. Die Trajektorie liegt bis zu der benutzerdefinierten Entfernung zu jedem Zeitpunkt vor. Es wird ein für die Hinderniserkennung interessierender Bereich ausgewertet, der einen rechteckigen Außenumriss aufweist. For detection of obstacles on the track of rail vehicles, the publication of J. Weichselbaum et al., Accurate 3D-vision-based obstacle detection for an autonomous train, comput. Industry (2013), http://dx.doi.org/10.1016/j.compind.2013.03.015 ) or G. Newesely, C. Zinner et al., Intelligent Trams - Safe on Rail, AIT, Austrian Institute of Technology, Quaterly 2013, 04, TomorrowToday, pages 18-21 a stereo detection system for obstacle detection as part of a sensor system of a train. An obstacle detection algorithm is described, with which obstacles from other objects, which can be arranged close to the route, can be distinguished. Obstacles within the limits of the route with an edge length of 0.3 m at a distance of 10 m to 80 m in front of the vehicle can be detected. The depth information acquired by the stereo detection system is used in conjunction with information about the trajectory given by the lane in front of the vehicle up to a user-defined distance. The trajectory is up to the user-defined distance at any time. An area of interest for obstacle detection is evaluated which has a rectangular outer contour.

Solche Detektionssysteme liefern kontinuierlich hochaufgelöste Informationen über etwaige Hindernisse auf der vorgegebenen Fahrspur eines spurgebundenen Fahrzeugs. Such detection systems continuously provide high-resolution information about any obstacles on the given lane of a lane-bound vehicle.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum automatischen Assistieren eines Fahrers eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, anzugeben, das die Zuverlässigkeit bei der Erkennung einer bevorstehenden Kollision mit einem Objekt verbessert. Insbesondere sollen nicht erforderliche Eingriffe in den Fahrbetrieb des Fahrzeugs, wie Notbremsungen, vermieden werden. Andererseits sollen bevorstehende Kollisionen zuverlässig erkannt werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein entsprechendes automatisches Assistenzsystem anzugeben. It is an object of the present invention to provide a method for automatically assisting a driver of a lane-bound vehicle, in particular a rail vehicle, which improves the reliability in the detection of an imminent collision with an object. In particular, unnecessary intervention in the driving operation of the vehicle, such as emergency braking, should be avoided. On the other hand, impending collisions should be reliably detected. Another object of the invention is to provide a corresponding automatic assistance system.

Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird die zum Beispiel aus der oben genannten Veröffentlichung bekannte Technologie zur Umfeldbeobachtung des Bereiches vor einem Fahrzeug mit einer Kollisionsprüfung verknüpft. Mit der an sich bekannten Technologie der Hindernis-Erfassung wird ein interessierender Bereich vor dem Fahrzeug erfasst. Damit sind auch Informationen über Objekte erfasst, mit denen das Fahrzeug kollidieren kann. Unter Objekten werden sowohl Gegenstände als auch Personen und Tiere verstanden. Mit der an sich bekannten Technologie der Hindernis-Erkennung kann auch ausgewertet werden, ob in dem interessierenden Bereich Objekte vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs zu vermeiden ist. In accordance with one aspect of the invention, the technology for monitoring the surroundings in front of a vehicle, which is known, for example, from the above publication, is linked to a collision check. With the per se known obstacle detection technology, an area of interest is detected in front of the vehicle. This also includes information about objects with which the vehicle can collide. Objects are understood as objects as well as persons and animals. With the obstacle detection technology known per se, it is also possible to evaluate whether there are objects in the region of interest with which a collision of the vehicle is to be avoided.

Zur Verbesserung der Erkennung einer Kollisionsgefahr wird nun ein Lichtraum bestimmt, der auf der Fahrstrecke vor dem Fahrzeug liegt. Der Lichtraum ist der Raum, der auf der weiteren Fahrt des Fahrzeuges von Teilen des Fahrzeuges durchquert wird. Anders ausgedrückt wird das Fahrzeug jedes Teilvolumen des Lichtraumes während seiner weiteren Fahrt ausfüllen, sofern die Fahrt auch tatsächlich ausgeführt wird. Insbesondere bei der Konstruktion von Bauwerken im Bereich von Schienenwegen, wie z.B. Tunneln oder Brücken, wird von dem Lichtraumprofil von Fahrzeugen ausgegangen, d.h. von dem Profil quer zur Fahrtrichtung, das von einem Fahrzeug mit den maximal zulässigen Außenabmessungen in Breiten- und Höhenrichtung ausgefüllt wird. Für die vorliegende Erfindung wird jedoch vorzugsweise von einem u.U. kleineren Lichtraumprofil ausgegangen, das das tatsächlich vorhandene Fahrzeug ausfüllt, für welches eine Kollisionsüberwachung stattfinden soll. Der zu bestimmende Lichtraum ergibt sich aus dem Lichtraumprofil und der Bewegung des Fahrzeugs in Fahrtrichtung. Z. B. kann der Lichtraum von einem Computer des Assistenzsystems oder einer damit verbundenen Einrichtung des Fahrzeugs aus der Trajektorie und dem Lichtraumprofil des Fahrzeugs berechnet werden. Insbesondere kann das Lichtraumprofil aus der Fahrzeugkontur und einem optionalen Sicherheitszuschlag, der das Lichtraumprofil zumindest stellenweise vergrößert, berechnet werden. Die Trajektorie ergibt sich aus dem Verlauf der Fahrspur. Insbesondere können Kartendaten einer Streckenkarte des Fahrzeugs vorhanden sein und kann aus der momentanen Position des Fahrzeugs und der Streckenkarte die Trajektorie berechnet werden. Im Spezialfall der Geradeausfahrt ergibt sich der Lichtraum durch eine Vertikalprojektion aus dem Lichtraumprofil. Der Lichtraum kann insbesondere ab einer vorgegebenen Mindestentfernung (zum Beispiel kann davor eine Kollision auch bei einer Notbremsung nicht mehr vermieden werden) und/oder bis zu einer vorgegebenen Maximalentfernung vor dem Fahrzeug bestimmt werden. To improve the detection of a risk of collision, a light space is now determined, which lies on the route in front of the vehicle. The clearance is the space that is traversed by parts of the vehicle as the vehicle travels. In other words, the vehicle will fill each partial volume of the light space during its further journey, provided that the journey is actually carried out. In particular, in the construction of structures in the field of railways, such as tunnels or bridges, it is assumed that the gauge of vehicles, ie from the profile transverse to the direction of travel, which is filled by a vehicle with the maximum outside dimensions in the width and height directions. However, for the present invention preferably starting from a possibly smaller clearance profile, which fills the actually existing vehicle, for which a collision monitoring is to take place. The light space to be determined results from the clearance profile and the movement of the vehicle in the direction of travel. For example, the clearance from a computer of the assistance system or an associated device of the vehicle can be calculated from the trajectory and the clearance gauge of the vehicle. In particular, the clearance gauge can be calculated from the vehicle contour and an optional safety margin, which increases the clearance profile at least in places. The trajectory results from the course of the lane. In particular, map data of a route map of the vehicle may be present, and the trajectory may be calculated from the current position of the vehicle and the route map. In the special case of driving straight ahead, the light space results from a vertical projection from the clearance gauge. The light space can be determined in particular from a predetermined minimum distance (for example, a collision can not be avoided even before emergency braking) and / or up to a predetermined maximum distance in front of the vehicle.

Wird vorausberechnet, dass sich ein Objekt gleichzeitig wie das Fahrzeug in dem Lichtraum befindet, steht eine Kollision bevor. Andernfalls, auch wenn sich das Objekt dicht neben dem Lichtraum befindet, während das Fahrzeug vorbeifährt, steht eine Kollision nicht bevor. If it is anticipated that an object at the same time as the vehicle is in the light space, a collision is imminent. Otherwise, even if the object is close to the clearance while the vehicle is passing, a collision is not imminent.

Insbesondere wird vorgeschlagen: Ein Verfahren zum automatischen Assistieren eines Fahrers eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, aufweisend folgende Schritte, die automatisch ausgeführt werden:

a) Erfassen eines interessierenden Bereichs entlang einer vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke, die durch eine Fahrspur vorgegeben ist, an die das Fahrzeug gebunden ist, und die das Fahrzeug zu durchfahren hat,
b) Bestimmen eines Lichtraumes in dem interessierenden Bereich, wobei das Fahrzeug jedes Teilvolumen des Lichtraumes während einer Fahrt auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke ausfüllen wird,
c) Auswerten, ob in dem interessierenden Bereich Objekte vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs zu vermeiden ist,
d) zum Feststellen einer bevorstehenden Kollision Vorausberechnen, ob zumindest ein Objekt, das in dem erfassten interessierenden Bereich vorhanden ist, sich in einem Teilvolumen des Lichtraumes befinden wird, das das Fahrzeug gleichzeitig wie das Objekt ausfüllen wird, und Feststellen der bevorstehenden Kollision wenn dies der Fall ist,
e) Ausgeben von Informationen über die bevorstehende Kollision.

In particular, it is proposed: A method for automatically assisting a driver of a lane-bound vehicle, in particular a rail vehicle, comprising the following steps, which are carried out automatically:

a) detecting a region of interest along a preceding in-vehicle route, which is determined by a lane to which the vehicle is bound, and which has to drive through the vehicle,
b) determining a light space in the area of interest, wherein the vehicle will fill each partial volume of the light space during a journey on the route to be traveled,
c) evaluating whether there are objects in the area of interest with which a collision of the vehicle is to be avoided,
d) for determining an imminent collision, predicting whether at least one object present in the detected region of interest will be in a partial volume of the light space that will fill the vehicle at the same time as the object and determining the impending collision if that Case is,
e) output information about the impending collision.

Die Schritte b) und c) können in beliebiger Reihenfolge und/oder zumindest teilweise gleichzeitig ausgeführt werden. The steps b) and c) can be carried out in any order and / or at least partially simultaneously.

Ferner wird vorgeschlagen: Ein Automatisches Assistenzsystem für einen Fahrer eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, aufweisend:

– eine Erfassungseinrichtung, die ausgestaltet ist, einen interessierenden Bereich entlang einer vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke zu erfassen, die durch eine Fahrspur vorgegeben ist, an die das Fahrzeug gebunden ist, und die das Fahrzeug zu durchfahren hat,
– eine Bestimmungseinrichtung, die ausgestaltet ist, einen Lichtraum in dem interessierenden Bereich zu bestimmen, wobei das Fahrzeug jedes Teilvolumen des Lichtraumes während einer Fahrt auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke ausfüllen wird,
– eine Auswertungseinrichtung, die ausgestaltet ist auszuwerten, ob in dem interessierenden Bereich Objekte vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs zu vermeiden ist,
– eine Feststellungseinrichtung, die ausgestaltet ist eine bevorstehende Kollision festzustellen, wobei vorausberechnet wird, dass zumindest eines der Objekte, die in dem erfassten interessierenden Bereich vorhandenen sind, sich in einem Teilvolumen des Lichtraumes befinden wird, das das Fahrzeug gleichzeitig wie das Objekt ausfüllen wird,
– eine Ausgabeeinrichtung, die ausgestaltet ist, Informationen über die bevorstehende Kollision auszugeben.

It is also proposed: An automatic assistance system for a driver of a lane-bound vehicle, in particular of a rail vehicle, comprising:

A detection device configured to detect a region of interest along an in-vehicle route predetermined by a lane to which the vehicle is bound and which the vehicle has to travel through,
A determination device that is configured to determine a clearance in the region of interest, wherein the vehicle will fill each partial volume of the clearance during a travel on the route to be traveled,
An evaluation device which is designed to evaluate whether there are objects in the region of interest with which a collision of the vehicle is to be avoided,
A determination device configured to detect an impending collision, wherein it is predicted that at least one of the objects present in the detected region of interest will be located in a partial volume of the light space that will simultaneously fill the vehicle as the object,
An output device configured to output information about the impending collision.

Das Verfahren und das Assistenzsystem haben den Vorteil, dass automatisch mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann, ob eine Kollision bevorsteht. Der vor dem Fahrzeug liegende Lichtraum ist ein gegenüber dem interessierenden Bereich der Umfelderfassung genauerer, eindeutig definierter Bereich. Daher können unnötige Warnungen an den Fahrer und automatische Eingriffe in die Fahrzeugsteuerung (siehe unten) vermieden werden. Umgekehrt kann eine tatsächlich bestehende Kollisionsgefahr zuverlässig festgestellt werden. The method and the assistance system have the advantage that it can be automatically determined with high accuracy whether a collision is imminent. The light space in front of the vehicle is a region that is more precise than the area of interest of the surroundings detection and is clearly defined. Therefore, unnecessary warnings to the driver and automatic intervention in the vehicle control (see below) can be avoided. Conversely, an actual risk of collision can be reliably detected.

Für die Erfassung der Szene vor dem Fahrzeug und insbesondere des interessierenden Bereichs können alle hierzu grundsätzlich geeigneten Detektionseinrichtungen verwendet werden, wie zum Beispiel Kameras (die insbesondere im sichtbaren Bereich und/oder im Infrarotbereich elektromagnetischer Strahlung empfindlich sind), Radarsensoren, Ultraschallsensoren, Sonarsensoren. For detection of the scene in front of the vehicle and in particular of the region of interest, it is possible to use all detection devices which are fundamentally suitable for this purpose, for example cameras (in particular in the visible range and / or in the infrared range electromagnetic radiation are sensitive), radar sensors, ultrasonic sensors, sonar sensors.

Z.B. wie bei der oben erwähnten Veröffentlichung von Weichselbaum et al. wird vorzugsweise zumindest eine Stereo-Erfassungseinrichtung verwendet, um den interessierenden Bereich vor dem Fahrzeug zu erfassen. Insbesondere in diesem Fall ergibt sich bei der Erfassung des interessierenden Bereichs auch dessen Skalierung in Fahrtrichtung des Fahrzeugs oder allgemeiner formuliert in Tiefenrichtung und kann die Distanz von Objekten zum Fahrzeug ermittelt werden. Auf die spezielle Situation bei Kurvenfahrten wird noch näher eingegangen. For example, as in the above-mentioned publication by Weichselbaum et al. Preferably, at least one stereo detector is used to detect the area of interest in front of the vehicle. In particular, in this case results in the detection of the region of interest and its scaling in the direction of travel of the vehicle or more generally formulated in the depth direction and the distance of objects to the vehicle can be determined. The special situation when cornering will be discussed in more detail.

Insbesondere findet eine dreidimensionale (3D) Erfassung des interessierenden Bereichs statt. Ferner handelt es sich bei dem Lichtraum um einen 3D-Bereich. Objekte in dem interessierenden Bereich werden insbesondere als 3D-Objekte in dem 3D-Bereich identifiziert. Auch die Feststellung, ob eine Kollisionsgefahr besteht, findet vollständig auf Basis von 3D-Daten statt, nämlich auf Basis der Kombination des interessierenden Bereichs und des Lichtraumes sowie der identifizierten 3D-Objekte. Daraus resultiert eine genaue Kenntnis der Situation unter Berücksichtigung der Tiefeninformation (die Tiefenrichtung ist die Fahrtrichtung bei geradeaus) auch in großer Distanz zum Fahrzeug. Selbstverständlich resultiert daraus auch die Kenntnis der Höhe eines Hindernisses in der jeweiligen Distanz zum Fahrzeug, auch bei Entfernungen zum Beispiel im Bereich von 60 m bis 100 m. In particular, a three-dimensional (3D) detection of the region of interest takes place. Furthermore, the light space is a 3D area. Objects in the region of interest are identified in particular as 3D objects in the 3D region. The determination of whether there is a risk of collision also takes place entirely on the basis of 3D data, namely on the basis of the combination of the region of interest and the light space as well as the identified 3D objects. This results in a precise knowledge of the situation taking into account the depth information (the depth direction is the direction of travel in straight ahead) even at a great distance from the vehicle. Of course, this also results in the knowledge of the height of an obstacle in the respective distance to the vehicle, even at distances, for example, in the range of 60 m to 100 m.

Die Erfassungseinrichtung kann auch mehr als zwei Detektionseinrichtungen aufweisen. Zum Beispiel können statt zwei gleichartigen Detektionseinrichtungen (zum Beispiel Kameras) gemäß dem Stereoprinzip drei gleichartige Detektionseinrichtungen verwendet werden, um daraus drei dreidimensionale Informationen über die Szene zu gewinnen. Auch ist es von Vorteil, wenn Detektionseinrichtungen unterschiedlicher Art gleichzeitig eingesetzt werden, zum Beispiel Radarsensoren und Kameras. Ferner werden vorteilhaft mehrere Gruppen gleichartiger Detektionseinrichtungen, zum Beispiel zwei Gruppen von Kameras, eingesetzt, die jeweils dreidimensionale Informationen über die Szene liefern. Durch Vergleich der separaten dreidimensionalen Informationen kann dann die Tiefeninformation verbessert werden. Insbesondere sind mehrere Kamerapaare mit unterschiedlicher Stereobasis und mit unterschiedlicher Tiefe des erfassten dreidimensionalen Bildbereiches von Vorteil. Insbesondere kann in diesem Fall die Distanz eines Objekts vom Schienenfahrzeug durch Auswertung der verschiedenen dreidimensionalen Informationen ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich weisen die verschiedenen Gruppen gleichartiger Detektionseinrichtungen zumindest eine andere unterschiedliche Eigenschaft auf, wie zum Beispiel Bildschärfe, die dann zur Verbesserung der Gesamtinformation durch Vergleich der separaten dreidimensionalen Informationen genutzt werden kann. Auch können die verschiedenen Gruppen von nicht notwendigerweise gleichartigen Detektionseinrichtungen verschiedene räumliche Bereiche der Szene vor dem Fahrzeug erfassen, wobei sich die räumlichen Bereiche vorzugsweise überlappen. Die Informationen über die verschiedenen räumlichen Bereiche können dann zu Informationen über einen zusammengesetzten räumlichen Bereich zusammengefasst werden. The detection device can also have more than two detection devices. For example, instead of two similar detection devices (for example, cameras) according to the stereo principle, three similar detection devices can be used to extract three three-dimensional information about the scene from them. It is also advantageous if detection devices of different types are used simultaneously, for example radar sensors and cameras. Furthermore, several groups of similar detection devices, for example two groups of cameras, are advantageously used, each of which provides three-dimensional information about the scene. By comparing the separate three-dimensional information, the depth information can then be improved. In particular, several camera pairs with different stereo base and with different depths of the acquired three-dimensional image area are advantageous. In particular, in this case, the distance of an object from the rail vehicle can be determined by evaluating the various three-dimensional information. Alternatively or additionally, the different groups of similar detection devices have at least one other different property, such as image sharpness, which can then be used to improve the overall information by comparing the separate three-dimensional information. Also, the various groups of not necessarily similar detection devices may detect different spatial areas of the scene in front of the vehicle, with the spatial areas preferably overlapping. The information about the different spatial areas can then be summarized into information about a composite spatial area.

Der zum Beispiel von einem Computer des Assistenzsystems berechnete Lichtraum wird insbesondere dadurch in Bezug zu dem interessierenden Bereich gesetzt, dass das Koordinatensystem des Lichtraumes und das Koordinatensystem der Erfassungseinrichtung zur Erfassung des interessierenden Bereichs registriert werden, das heißt geometrisch in Beziehung zueinander gesetzt werden. Zum Beispiel wird das Koordinatensystem der Erfassungseinrichtung vorab mit dem Koordinatensystem des Fahrzeugs registriert, wobei das Koordinatensystem des Fahrzeugs zum Beispiel eine Koordinatenachse aufweist, die bei Geradeausfahrt in der Mitte des Fahrzeugs geradeaus nach vorne zeigt. Diese Koordinatenachse stimmt mit der Richtung der Trajektorie am Ort des Fahrzeugkopfes überein. The light space calculated, for example, by a computer of the assistance system is set in relation to the region of interest, in particular, that the coordinate system of the light space and the coordinate system of the detection device for detecting the region of interest are registered, that is set geometrically in relation to each other. For example, the coordinate system of the detector is registered in advance with the coordinate system of the vehicle, and the coordinate system of the vehicle has, for example, a coordinate axis that points straight ahead when traveling straight ahead in the center of the vehicle. This coordinate axis coincides with the direction of the trajectory at the location of the vehicle head.

Insbesondere bei der Vorausberechnung, ob das Fahrzeug mit einem Objekt kollidieren wird, wird die Fahrzeuggeschwindigkeit, einschließlich der Information über die Richtung der Geschwindigkeit verwendet. Die Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit kann auf unterschiedliche Weise ermittelt werden und/oder von anderen Systemen oder Einrichtungen zu dem Assistenzsystem übertragen werden. Zum Beispiel kann die momentane Fahrgeschwindigkeit oder die Zeitabhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit, wie bevorstehende oder bereits eingeleitete Veränderungen der Fahrgeschwindigkeit, zum Beispiel Bremsvorgänge, in den Informationen enthalten sein. Vorzugsweise gehören Informationen über den zeitlichen Ablauf der weiteren Fahrt des Fahrzeugs (siehe unten) dazu. In particular, when predicting whether the vehicle will collide with an object, the vehicle speed including the information about the direction of the speed is used. The information about the vehicle speed may be determined in different ways and / or transmitted from other systems or devices to the assistance system. For example, the current driving speed or the time dependency of the driving speed, such as impending or already introduced changes in the driving speed, for example braking operations, may be included in the information. Preferably, information about the timing of further travel of the vehicle (see below) is included.

Zum Beispiel können die Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit ganz oder teilweise von der Fahrzeugsteuerung zu dem Assistenzsystem übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich können die Informationen ganz oder teilweise aus den wiederholt von der Erfassungseinrichtung erfassten interessierenden Bereichen ermittelt werden. Die Erfassungseinrichtung erfasst zu verschiedenen Zeitpunkten jeweils einen interessierenden Bereich. Aus den so erhaltenen Daten kann jeweils zumindest ein Objekt (zum Beispiel durch an sich bekannte Verfahren der digitalen Bildverarbeitung) ermittelt werden, wobei dasselbe Objekt in den zu den verschiedenen Zeitpunkten erfassten Daten identifiziert werden kann. Insbesondere indem außerdem die Veränderung der Position und/oder Ausrichtung des Objekts relativ zu dem Fahrzeug aus den zu den verschiedenen Zeitpunkten erfassten Daten ermittelt wird, kann unmittelbar die Objektgeschwindigkeit relativ zum Fahrzeug bzw. die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zu dem Objekt ermittelt werden. Solange sich das Objekt vom Fahrzeug entfernt, ist keine Kollision zu befürchten. For example, the vehicle speed information may be entirely or partially transmitted from the vehicle controller to the assistance system. Alternatively or additionally, the information can be determined in whole or in part from the regions of interest which are repeatedly detected by the detection device. The detection device detects a region of interest at different times. From the data thus obtained, at least one object can be determined in each case (for example by methods of digital image processing known per se), the same object being used in the different dates can be identified. In addition, in particular, by determining the change in the position and / or orientation of the object relative to the vehicle from the data acquired at the various times, the object speed relative to the vehicle or the vehicle speed relative to the object can be determined immediately. As long as the object moves away from the vehicle, no collision is to be feared.

Insbesondere kann außerdem aber wie an anderer Stelle beschrieben ermittelt werden, ob das Objekt sich innerhalb des Lichtraumes befindet oder befinden wird. Auf diese Weise kann ermittelt werden, ob sich das Objekt zu einem zukünftigen Zeitpunkt an einer Stelle des Lichtraumes befinden kann, den auch das Fahrzeug einnehmen wird, wenn es seine Fahrt wie beabsichtigt fortsetzt. Dies ist insbesondere deshalb von Bedeutung, da sich der Betrag der Objektgeschwindigkeit verändern kann. In particular, however, it can also be determined as described elsewhere whether the object is or will be located within the light space. In this way, it can be determined whether the object can be at a location of the light space at a future time which the vehicle will occupy if it continues its travel as intended. This is particularly important because the amount of object speed can change.

Bei der Bestimmung des Lichtraumes (d.h. durch die Bestimmungseinrichtung) werden insbesondere vorhandene Informationen über die durch die Fahrspur vor dem Fahrzeug vorgegebene Trajektorie verwendet. Bei diesen vorhandenen Informationen kann es sich insbesondere um reine Ortsinformationen, d.h. Positionsinformationen und geometrische Verläufe von Fahrspuren, handeln. Optional kann insbesondere im Fall einer Gabelung der Fahrspur aber auch die Information darüber verwendet werden, auf welcher Fahrspur das Fahrzeug hinter der Gabelung weiter fahren wird. Allgemeiner formuliert können daher auch Betriebsinformationen verwendet werden. Dazu gehören z.B. auch den zeitlichen Ablauf der weiteren Fahrt des Fahrzeugs betreffende Informationen, wie z.B. ein unmittelbar bevorstehender Halt des Fahrzeugs an einem Streckensignal oder einer Haltestelle. In the determination of the light space (i.e., by the determining means), in particular, existing information about the trajectory predetermined by the lane in front of the vehicle is used. In particular, this existing information may be pure location information, i. Position information and geometric traces of lanes, act. Optionally, in particular in the case of a fork of the traffic lane but also the information can be used on which lane the vehicle will continue behind the fork. More generally, operating information may also be used. These include e.g. also information concerning the time course of the further travel of the vehicle, such as e.g. an imminent stop of the vehicle at a track signal or a stop.

Die Bestimmung des Lichtraumes wird insbesondere dadurch ermöglicht und erleichtert, dass die Fahrspur (z.B. ein Schienenweg) des spurgebundenen Fahrzeugs festgelegt ist. Informationen darüber (z.B. digitale Karten) können bei der Auswertung des interessierenden Bereichs und bei der Bestimmung des Lichtraumes in Bezug auf den interessierenden Bereich zusätzlich herangezogen werden. Es ist aber auch möglich, z.B. bei Schienenwegen, allein aus dem Verlauf der Fahrspur, die aus dem erfassten interessierenden Bereich identifizierbar ist, den Lichtraum in Bezug auf den interessierenden Bereich zu positionieren. Anders ausgedrückt bietet die in dem erfassten interessierenden Bereich erkennbare Fahrspur die Möglichkeit, den Lichtraum einzufügen. Specifically, the determination of the clearance is made possible and facilitated by setting the lane (e.g., a railroad) of the lane-bound vehicle. Information about it (e.g., digital maps) may be additionally used in the evaluation of the region of interest and in the determination of the light space with respect to the region of interest. However, it is also possible, e.g. in the case of railways, solely from the course of the lane, identifiable from the detected region of interest, to position the light space with respect to the region of interest. In other words, the lane recognizable in the detected area of interest provides the opportunity to insert the clearance.

Aufgrund der vorzugsweise im interessierenden Bereich permanent vorhandenen Fahrspur (s.o.) kann insbesondere bei der Auswertung des interessierenden Bereichs und/oder bei der Feststellung, ob Kollisionsgefahr besteht, die Trajektorie des Gleisstranges ermittelt werden (d.h. die durch die Fahrspur vor dem Fahrzeug vorgegebene Trajektorie der weiteren Fahrt des Fahrzeugs). Die Trajektorie kann durch den Richtungsvektor beschrieben werden, der während der Fahrt des Fahrzeugs entlang der Fahrspur in die Fahrtrichtung weist und dessen Richtung sich daher durch Kurven ändert. Somit beschreibt er die Abfolge von Geraden und Kurven und den Krümmungsradius der Kurven. Due to the lane, which is preferably permanently present in the region of interest (see above), the trajectory of the rail lane can be determined in particular in the evaluation of the region of interest and / or when determining whether there is a risk of collision (ie the trajectory of the further lane predetermined by the lane in front of the vehicle) Drive of the vehicle). The trajectory can be described by the direction vector, which points in the direction of travel during the drive of the vehicle along the lane and whose direction therefore changes through curves. Thus it describes the sequence of straight lines and curves and the radius of curvature of the curves.

Für gerade Streckenabschnitte ist die Feststellung einer Kollisionsgefahr verhältnismäßig einfach: es kann die Distanz eines Objekts zum Fahrzeug bestimmt werden und festgestellt werden, ob sich das Objekt im Lichtraum befindet. In einem zweidimensionalen Bilddatensatz des interessierenden dreidimensionalen Bereichs erscheinen sowohl das Objekt als auch der Lichtraum mit zunehmender Distanz in gleicher Weise perspektivisch verkleinert. Bei der Nutzung von dreidimensionalen Bilddaten des interessierenden dreidimensionalen Bereichs ergibt sich aber aus der Distanz des Objekts unmittelbar dessen Position relativ zum Lichtraum. For straight sections, the determination of a collision risk is relatively simple: it can be determined the distance of an object to the vehicle and determine whether the object is in the light space. In a two-dimensional image data set of the three-dimensional region of interest both the object and the light space appear to be reduced perspectively in the same way with increasing distance. When using three-dimensional image data of the three-dimensional region of interest, however, the position of the object is directly related to the light space.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung betrifft Fahrwege des Fahrzeugs mit Kurven. Die o.g. Veröffentlichung von Weichselbaum et al. bietet eine Lösung für die 3D-Erfassung des interessierenden Bereichs auch im Bereich von Kurven. Jedoch löst dies noch nicht das Problem, dass eine Kollision im Bereich von Kurven bisher nur ungenau festgestellt werden konnte. A preferred embodiment of the invention relates to driving paths of the vehicle with curves. The o.g. Publication of Weichselbaum et al. offers a solution for 3D detection of the area of interest also in the area of curves. However, this still does not solve the problem that a collision in the range of curves could previously be determined only inaccurate.

Gemäß einem wesentlichen Gedanken der bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ändert sich im Bereich von Kurven die Breite des Lichtraumprofils des Fahrzeugs und damit auch der Lichtraum. Der Grund dafür besteht darin, dass Schienenfahrzeuge mit z.B. einem vorderen und einem hinteren Drehgestell während der Fahrt in Kurven seitlich ausschwenken. Ein Objekt muss daher im Bereich von Kurven einen größeren Abstand zur Fahrspur haben, um nicht mit dem Fahrzeug zu kollidieren. According to an essential idea of the preferred embodiment of the invention changes in the range of curves, the width of the clearance gauge of the vehicle and thus the clearance. The reason for this is that rail vehicles with e.g. swing a front and a rear bogie laterally while driving in curves. An object must therefore have a greater distance to the lane in the area of curves so as not to collide with the vehicle.

Vorzugsweise wird der Lichtraum daher so bestimmt, dass er entlang der Kurve breiter ist als auf gerader Fahrstrecke. Dies bietet eine Lösung für den Fall, dass die von dem Fahrzeug zu durchfahrende Fahrstrecke eine Kurve aufweist. Dem entspricht eine Ausgestaltung des Assistenzsystems, bei der die Bestimmungseinrichtung den Lichtraum so bestimmt, dass er entlang einer Kurve der von dem Fahrzeug zu durchfahrenden Fahrstrecke breiter ist als auf gerader Strecke. Preferably, the light space is therefore determined to be wider along the curve than on a straight line. This provides a solution in the event that the driving distance to be traveled by the vehicle has a curve. This corresponds to an embodiment of the assistance system, in which the determining device determines the clearance so that it is wider along a curve of the vehicle to be traveled by the driving route than on a straight line.

Gemäß einer Weiterbildung wird der Lichtraum so bestimmt (eine entsprechende Ausgestaltung des Assistenzsystems besitzt eine derart funktionierende Bestimmungseinrichtung), dass die Breite des Lichtraums abhängig vom Kurvenradius der Kurve ist, wobei die Breite bei einem geringeren Kurvenradius größer ist als bei einem größeren Kurvenradius. Insbesondere können die Informationen darüber, welche Breite der Lichtraum bei welchem Kurvenradius hat, vorab für den Betrieb des Fahrzeugs ermittelt werden und z.B. in einem Datenspeicher abgelegt werden, aus dem die Bestimmungseinrichtung während des Betriebs des Assistenzsystems die Information erhält. Diese Information ist für das jeweilige Schienenfahrzeug speziell zu ermitteln, da die Breite des Lichtraums auch von der Länge des Fahrzeugs und dem Abstand von Drehgestellen abhängt. According to a development of the light space is determined (a corresponding embodiment of the assistance system has such functioning determination device) that the width of the clearance is dependent on the curve radius of the curve, wherein the width is greater at a smaller curve radius than at a larger curve radius. In particular, the information about the width of the clearance at which radius of curvature can be determined in advance for the operation of the vehicle and stored for example in a data memory, from which the determination device receives the information during operation of the assistance system. This information is to be determined specifically for the respective rail vehicle, since the width of the light space also depends on the length of the vehicle and the distance from bogies.

Durch die Bestimmung des Lichtraumes mit größerer Breite in Kurven als auf gerader Fahrstrecke wird der Lichtraum wesentlich präziser bestimmt. Daher kann einerseits auf gerader Fahrstrecke mit schmalerem Lichtraum vorausberechnet werden, ob eine Kollision bevorsteht. Dadurch kann vermieden werden, dass auf gerader Strecke tatsächlich nicht zu befürchtende Kollisionen vorhergesagt werden. Andererseits wird die zusätzliche Kollisionsgefahr in Kurven nicht mehr unterschätzt. By determining the light space with greater width in curves than on a straight line, the light space is determined much more precisely. Therefore, on the one hand can be calculated in advance on a straight line with narrower light space, whether a collision is imminent. As a result, it can be avoided that collisions which are not to be feared on a straight line are actually predicted. On the other hand, the additional risk of collision in curves is no longer underestimated.

Für Kurvenfahrten ist die Feststellung einer Kollisionsgefahr oder bevorstehenden Kollision schwieriger als für Fahrten geradeaus: Durch die optische Verzerrung ist trigonometrische Kenntnis der Fahrstrecke erforderlich um feststellen zu können, ob ein potentielles Hindernis in den Lichtraum ragt oder nicht (und wenn ja, wie weit). Besonders schwierig ist die Feststellung, wenn der auszuwertende interessierende Bereich sich über einen großen Wertebereich von Distanzen erstreckt. Für die ermittelte Distanz eines identifizierten Objekts und unter Berücksichtigung der Trajektorie (d.h. des Verlaufs der Fahrspur) lässt sich der tatsächliche Verlauf des Lichtraumes berechnen. Ferner lässt sich berechnen, ob das Objekt in dieser Distanz (d.h. an seiner Position) sich im Lichtraum befindet. Der Fahrer würde die Szene optisch verzerrt wahrnehmen. Durch die trigonometrische Berechnung und auf Basis der aufgenommenen Daten über die Szene wird ein zuverlässiges und objektives Ergebnis erzielt. For cornering, detecting a collision hazard or impending collision is more difficult than driving straight ahead: optical distortion requires trigonometric knowledge of the route to determine whether or not a potential obstacle protrudes into the clearance (and if so, how far). It is particularly difficult to determine when the region of interest to be evaluated extends over a wide range of distances. For the determined distance of an identified object and taking into account the trajectory (i.e., the course of the lane), the actual course of the light space can be calculated. It is also possible to calculate whether the object is at this distance (i.e., at its position) in the light space. The driver would perceive the scene visually distorted. The trigonometric calculation and based on the recorded data on the scene, a reliable and objective result is achieved.

Insbesondere werden das Erfassen eines interessierenden Bereichs entlang einer vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke und die Hinderniserkennung, d.h. das Auswerten, ob in dem interessierenden Bereich Objekte vorhanden sind, wiederholt. Es findet auch ein wiederholtes Prüfen auf Kollision durch Auswerten der Daten aus der Hinderniserkennung unter Verwendung des Lichtraumes statt. In particular, the detection of a region of interest along an in-vehicle path and obstacle detection, i. evaluating whether there are objects in the region of interest is repeated. There is also a repeated check for collision by evaluating the obstacle detection data using the light space.

Bei zyklischer Wiederholung der Schritte des automatischen Assistenzverfahrens kann der Lichtraum kontinuierlich oder quasi kontinuierlich wiederholt bestimmt werden, jeweils in Bezug auf die momentane Position des Fahrzeugs. Dabei kann die Information über einen vorhergehend bereits bestimmten Lichtraum verwendet werden. Insbesondere muss lediglich noch derjenige Teil des Lichtraums neu berechnet werden, der durch eine Fortbewegung des Fahrzeugs in Fahrtrichtung hinzugekommen ist. Es kann aber auch in jedem Zyklus der gesamte Lichtraum neu berechnet werden. Dies hat den Vorteil, dass insbesondere bei einer Richtungsänderung des Fahrzeugs Ungenauigkeiten durch die Übernahme eines Teils des Lichtraumes aus früheren Bestimmungen vermieden werden können. In cyclic repetition of the steps of the automatic assistance process, the light space can be determined continuously or quasi-continuously repeated, in each case with respect to the current position of the vehicle. In this case, the information about a previously determined light space can be used. In particular, only that part of the clearance must be recalculated, which has been added by a movement of the vehicle in the direction of travel. However, it is also possible to recalculate the entire clearance in each cycle. This has the advantage that in particular with a change in direction of the vehicle inaccuracies can be avoided by the acquisition of part of the light space from previous provisions.

Insbesondere werden daher die oben genannten Schritte a) bis c) während einer andauernden Fahrt des Fahrzeugs wiederholt ausgeführt, wobei bei einer Wiederholung der Ausführung Schritt b) entfällt, wenn der Lichtraum für den in Schritt c) auszuwertenden interessierenden Bereich bereits bestimmt ist. Vorzugsweise wird das Verfahren während der Fahrt des Fahrzeugs kontinuierlich ausgeführt. More specifically, therefore, the above-mentioned steps a) to c) are repeatedly executed during a continuous running of the vehicle, and in a repetition of the execution, step b) is omitted if the clearance is already determined for the region of interest to be evaluated in step c). Preferably, the method is carried out continuously while the vehicle is running.

Eine bevorstehende Kollision kann insbesondere dann, wenn sich ein Hindernis dauerhaft innerhalb des bestimmten Lichtraumes befindet, besonders einfach ermittelt werden. An imminent collision can be determined particularly easily, in particular if an obstacle is permanently located within the specific light space.

Ferner wird eine Ausgestaltung der Erfindung bevorzugt, die die Zuverlässigkeit bei der Feststellung einer bevorstehenden Kollision ebenfalls steigert und insbesondere mit anderen Ausgestaltungen kombiniert werden kann (wie Berücksichtigung der Kurven und Verbreiterung des Lichtraumprofils und/oder Klassifizierung von Objekten, siehe unten). Der bevorzugten Ausgestaltung liegt das Problem zugrunde, dass für ein weit vor dem Fahrzeug befindliches Objekt noch nicht sicher entschieden werden kann, ob es bei Fortsetzung der Fahrt des Schienenfahrzeugs in unveränderter Weise zu einer Kollision kommen wird oder nicht. Dies gilt sowohl für Objekte, die sich zu einem Auswertungszeitraum innerhalb des Lichtraumes befinden, als auch für Objekte, die sich zum Zeitpunkt der Auswertung außerhalb des Lichtraumes, jedoch im interessierenden Bereich befinden. Im Gegensatz zu der Situation bei Fahrzeugen mit geringerem Bremsweg stellt sich dieses Problem besonders bei Schienenfahrzeugen, denn es muss ein interessierender Bereich über eine größere momentane Distanz zum Schienenfahrzeug ausgewertet werden, um eine Kollisionsgefahr noch rechtzeitig erkennen zu können. Dies erhöht aber die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Situation verändert hat, bis das Schienenfahrzeug die Distanz zurückgelegt hat. Further, an embodiment of the invention is also preferred which also enhances reliability in detecting an imminent collision, and in particular, can be combined with other designs (such as taking into account the curves and broadening the gauge and / or classifying objects, see below). The preferred embodiment is based on the problem that for an object located far in front of the vehicle, it can not yet be decided with certainty whether or not there will be a collision in the same way as the travel of the rail vehicle continues. This applies both to objects that are at an evaluation period within the light space and to objects that are outside of the light space at the time of the evaluation, but in the area of interest. In contrast to the situation with vehicles with a shorter braking distance, this problem arises especially in the case of rail vehicles, because an area of interest must be evaluated over a larger instantaneous distance to the rail vehicle in order to be able to detect a collision risk in good time. However, this increases the likelihood that the situation has changed until the rail vehicle has traveled the distance.

Es ist daher in Bezug auf die genannte bevorzugte Ausgestaltung eine Aufgabe, die Zuverlässigkeit der Feststellung einer Kollision über große Entfernungen zum Fahrzeug zu erhöhen. It is therefore an object with respect to said preferred embodiment to increase the reliability of detecting a collision over long distances to the vehicle.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, die Bewegung eines Objekts zu berücksichtigen, das in dem interessierenden Bereich identifiziert wurde und optional klassifiziert wurde. Dabei wird insbesondere wie oben bereits beschrieben wiederholt ein interessierender Bereich erfasst. Dies bietet die Informationsbasis zur Berücksichtigung der Bewegung des Objekts. Es wird daher aus den nacheinander erfassten Zuständen des interessierenden Bereichs (d.h. aus der sich verändernden Szene) jeweils dasselbe Objekt an unterschiedlichen Positionen (oder auch im Stillstand an derselben Position bezüglich der Fahrstrecke) identifiziert. Optional kann daraus ein kinematisches Modell der Bewegung des Objekts ermittelt werden und zu einem bestimmten Zeitpunkt der Auswertung und/oder für den weiteren, zukünftigen Verlauf der Bewegung ermittelt werden, ob das Objekt mit dem Fahrzeug kollidieren wird. Zur Bestimmung des kinematischen Modells der Objektbewegung kann insbesondere ein vordefiniertes, parametrisiertes Bewegungsmodell verwendet werden, dessen Parameter durch Auswertung der sich verändernden Szene bestimmt werden. Parameter können neben der aktuellen erkannten Position z.B. die Geschwindigkeit (Richtung und Betrag der Geschwindigkeit) und/oder die Beschleunigung (Betrag und Richtung) sein. To solve the problem, it is proposed to consider the movement of an object that has been identified in the area of interest and has been optionally classified. In this case, in particular, as already described above, a region of interest is detected repeatedly. This provides the information base for considering the movement of the object. It is therefore identified from the successively detected states of the region of interest (ie from the changing scene) each same object at different positions (or even at a standstill at the same position relative to the route). Optionally, a kinematic model of the movement of the object can be determined therefrom, and it can be determined at a specific time of the evaluation and / or for the further, future course of the movement whether the object will collide with the vehicle. To determine the kinematic model of the object movement, it is possible, in particular, to use a predefined, parametric motion model whose parameters are determined by evaluating the changing scene. In addition to the current detected position, parameters can be, for example, the speed (direction and magnitude of the speed) and / or the acceleration (amount and direction).

Insbesondere wird daher eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens vorgeschlagen, wobei zur Feststellung einer bevorstehenden Kollision in Verfahrensschritt d) für zumindest eines der Objekte in dem interessierenden Bereich vorausberechnet wird, dass sich das Objekt in ein Teilvolumen des Lichtraumes hineinbewegt, das das Fahrzeug zum gleichen Zeitpunkt wie das Objekt ausfüllen wird. In particular, therefore, a preferred embodiment of the method is proposed, wherein for determining an imminent collision in method step d) is predicted for at least one of the objects in the region of interest that the object moves into a partial volume of the light space, the vehicle at the same time as the object will fill out.

Alternativ oder zusätzlich wird eine Ausgestaltung des Verfahrens vorgeschlagen, wobei bei einer Prüfung, ob eine bevorstehenden Kollision festzustellen ist, in Verfahrensschritt d) für zumindest eines der Objekte in dem interessierenden Bereich vorausberechnet wird, ob sich das Objekt derart bewegt, dass es sich während der Fahrt des Fahrzeugs auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke in keinem Teilvolumen befindet, das das Fahrzeug gleichzeitig wie das Objekt ausfüllen wird. Alternatively or additionally, an embodiment of the method is proposed, wherein, in a check as to whether an imminent collision is to be established, in method step d) it is predicted for at least one of the objects in the region of interest whether the object moves in such a way that it moves during the process Travel of the vehicle is located on the route to be traveled in any sub-volume, which will fill the vehicle at the same time as the object.

Vorzugsweise wird ein Objekt, das sich aus dem Lichtraum herausbewegt hat, weiter verfolgt, da es wieder in den Lichtraum zurückkehren könnte. Ebenfalls wird ein Objekt, das sich voraussichtlich aus dem Lichtraum herausbewegt, vorzugsweise weiter verfolgt, da es seine Bewegungsparameter ändern könnte und sich nicht aus dem Lichtraum herausbewegen könnte. Preferably, an object that has moved out of the light space is tracked further, since it could return to the light space again. Also, an object that is likely to move out of the light space is preferably further tracked because it could change its motion parameters and not move out of the light space.

Auf diese Weise kann sowohl eine bevorstehende Kollision mit einem Objekt festgestellt werden, das sich zu einem Auswertungszeitpunkt des interessierenden Bereichs noch nicht im Lichtraum befindet, als auch festgestellt werden, dass sich ein zu einem Auswertungszeitpunkt noch im Lichtraum befindendes Objekt rechtzeitig aus dem Lichtraum herausbewegen wird. In this way, both an imminent collision with an object can be determined which is not yet located in the light space at an evaluation time of the region of interest, and it can be determined that an object still in the light space at an evaluation time will move out of the light space in due time ,

Wenn zu einem früheren Auswertungszeitpunkt eine bevorstehende Kollision mit einem Objekt festgestellt wurde und eine entsprechende Maßnahme vorbereitet oder ausgelöst wurde (zum Beispiel Verringerung der Fahrgeschwindigkeit und/oder Ausgabe einer Kollisionswarnung), kann die Maßnahme wieder aufgehoben werden, wenn zu einem späteren Auswertungszeitpunkt keine bevorstehende Kollision mit dem Objekt der festgestellt wird. Zum Beispiel kann die Fahrgeschwindigkeit wieder erhöht werden, eine Mitteilung ausgegeben werden, dass die Kollision nicht mehr bevorsteht, und/oder die Warnung beendet werden. If an imminent collision with an object has been detected at an earlier evaluation time and a corresponding measure has been prepared or triggered (for example, reduction of the travel speed and / or output of a collision warning), the measure can be canceled again if no imminent collision occurs at a later evaluation time with the object being detected. For example, the vehicle speed may be increased again, a message may be issued that the collision is no longer imminent, and / or the warning is terminated.

Berechnung oder Abrufen der Fahrzeughüllkurve (Lichtraumprofil) und Berechnung des Lichtraumes entlang des Fahrweges, insbesondere Berechnung anhand der erkannten Fahrstrecke des Fahrzeuges. Calculation or retrieval of the vehicle envelope curve (clearance profile) and calculation of the light space along the route, in particular calculation based on the recognized route of the vehicle.

Insbesondere werden in dem interessierenden Bereich identifizierte Objekte klassifiziert. Vorzugsweise sind dabei Klassen von Objekten vorgegeben, zum Beispiel bei Kollisionen mit dem Fahrzeug ungefährliche Objekte (z. B. Stück einer Plastikfolie) einerseits und bei Kollisionen gefährliche Objekte oder gefährdete Objekte andererseits (z. B. lebende Objekte wie Personen oder Tiere, Fahrzeuge, Gegenstände mit erheblicher Masse). In particular, identified objects are classified in the region of interest. Classes of objects are preferably predefined here, for example collisions with the vehicle (eg pieces of plastic foil) on the one hand and dangerous objects or endangered objects on the other hand (eg living objects such as persons or animals, vehicles, Objects with considerable mass).

Gemäß einer anderen Klassifizierung, in die Objekte alternativ oder zusätzlich eingeteilt werden können, kann zwischen beweglichen und nicht beweglichen Objekten unterschieden werden. Dies ist für die oben bereits erwähnte und unten detaillierter beschriebene Berücksichtigung der Bewegung von Objekten von besonderem Vorteil. According to another classification, in which objects can be classified alternatively or additionally, a distinction can be made between movable and non-moving objects. This is of particular advantage for the above-mentioned and described in more detail below consideration of the movement of objects.

Zum Beispiel kann ermittelt werden, an welcher Position des Lichtraumes, insbesondere in welcher Höhe über dem Fahrerweg, ein Objekt einen Teil des Lichtraumes einnimmt. Aus der Position, insbesondere Höhe, kann gefolgert werden, zu welcher Klasse von Objekten das Objekt gehört. Beispielsweise handelt es sich bei einer Verletzung des Lichtraumes in großer Höhe vermutlich um ein statisches Objekt, wie einen Ast eines Baumes. Dagegen handelt es sich bei einer Verletzung des Lichtraumes in geringer Höhe über dem Fahrweg, wobei sich das Objekt auch noch bewegt, vermutlich um ein besonders schützenswertes Objekt, wie zum Beispiel eine Person, ein Tier oder ein anderes Fahrzeug. Diese Art der Klassifizierung kann vorläufig sein, das heißt die Klassifizierung kann durch weitere Maßnahmen noch verbessert oder verändert werden. For example, it can be determined at which position of the light space, in particular at which height above the driver's path, an object occupies a part of the light space. From the position, in particular height, it can be deduced to which class of objects the object belongs. For example, a breach of the light space at high altitude is thought to be a static object, such as a branch of a tree. In contrast, a violation of the light space at a low altitude above the track, the object still moving, probably to a particularly worth protecting object, such as a person, an animal or another vehicle. This type of classification can be preliminary, that is the Classification can be improved or changed by further measures.

Eine Klassifizierung kann jedoch auch in Hinblick auf die Frage getroffen werden, ob sich ein identifiziertes Objekt gleichzeitig wie das Fahrzeug im Lichtraum befinden wird. In diesem Fall wird ein Objekt als Hindernis mit Gefahrenpotential klassifiziert, wenn die Vorausberechnung dies ergibt. Insbesondere kann ein Objekt hinsichtlich einer Größe seines Gefahrenpotenzials klassifiziert werden. However, classification may also be made as to whether an identified object will be in the same light as the vehicle at the same time. In this case, an object is classified as an obstacle with hazard potential if the forecasting results. In particular, an object may be classified in terms of a size of its hazard potential.

Es kann zumindest ein Grenzwert für die zum Zeitpunkt der Auswertung (darunter wird der Zeitpunkt verstanden, zu dem die der Auswertung zugrundeliegenden Daten erfasst wurden) bestehende Distanz (gemessen entlang der Fahrstrecke oder entlang der direkten Verbindung zwischen Fahrzeug und Objekt) eines identifizierten Objekts vorgegeben werden. Wird der Grenzwert erreicht (in dem Sinn, dass die Distanz vorher größer war und nun den Grenzwert erreicht hat) oder, bei einer alternativen Ausgestaltung, wird der Grenzwert unterschritten, und wird für das Objekt bei dieser Distanz eine bevorstehende Kollision festgestellt, wird insbesondere eine mit dem Grenzwert durch Vorgabe verknüpfte Maßnahme ausgelöst (getriggert). At least one limit value for the distance (measured along the route or along the direct connection between vehicle and object) of an identified object can be specified for the time at which the evaluation takes place (including the point in time at which the data on which the evaluation was based was recorded) , If the limit is reached (in the sense that the distance was previously greater and has now reached the limit) or, in an alternative embodiment, the limit is exceeded, and if an imminent collision is detected for the object at this distance, in particular one Action triggered by the limit triggered by default (triggered).

Insbesondere kann mehr als ein solcher Grenzwert vorgegeben sein. Z.B. ist ein erster Grenzwert für eine Distanz vorgegeben, die noch eine normale Bremsung des Fahrzeugs ermöglicht, d.h. eine Bremsung mit einer ersten, normalen Verzögerung, die nicht als Notbremsung bezeichnet werden kann. Vorzugsweise wird dieser Grenzwert als von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängiger Grenzwert definiert. Damit kann berücksichtigt werden, dass bei höherer Fahrgeschwindigkeit der Grenzwert für eine normale Bremsung bei größeren Distanzen liegen muss als bei kleinerer Fahrgeschwindigkeit. Ferner kann ein zweiter Grenzwert vorgegeben sein, bei dessen Erreichen oder bei dessen Unterschreiten eine Notbremsung eingeleitet wird. Die Notbremsung hat eine vorgegebene zweite Verzögerung, die größer ist als die erste Verzögerung bei einer Normalbremsung. Der zweite Grenzwert wird insbesondere (vorzugsweise ebenfalls geschwindigkeitsabhängig) für eine Distanz definiert, bei der eine Notbremsung noch zuverlässig durchgeführt werden kann. Zum Beispiel befinden sich die beiden Grenzwerte im Wertebereich von Distanzen, die das Doppelte bis Dreifache der Fahrzeuglänge eines leichten Schienenfahrzeugs (z.B. Straßenbahn) betragen. In particular, more than one such limit value can be predetermined. For example, a first limit is set for a distance which still allows a normal braking of the vehicle, i. braking with a first, normal deceleration, which can not be called emergency braking. Preferably, this limit value is defined as a limit dependent on the driving speed of the vehicle. It can thus be taken into account that the limit for normal braking must lie at greater distances at higher speeds than at lower speeds. Furthermore, a second limit value may be predetermined, when it reaches or falls below it, emergency braking is initiated. The emergency braking has a predetermined second deceleration that is greater than the first deceleration during normal braking. The second limit value is defined in particular (preferably likewise speed-dependent) for a distance at which emergency braking can still be reliably carried out. For example, the two limits are within the range of distances that are twice to three times the vehicle length of a light rail vehicle (e.g., tram).

Es können auch Grenzwerte definiert sein, die mit anderen Maßnahmen verknüpft sind. Ferner können auch mehr als zwei Grenzwerte mit entsprechenden verknüpften Maßnahmen definiert sein. Z.B. kann bei mehr als zwei Grenzwerten ein Grenzwert definiert sein, der die größte Distanz der definierten Grenzwerte hat und bei dessen Erreichen zunächst lediglich eine Warnung z.B. an den Fahrer und/oder an die Umgebung des Fahrzeugs ausgegeben wird. Entsprechende Maßnahmen werden unten noch genannt. Der Bremsweg einer Notbremsung kann auch als minimal notwendiger Bremsweg bezeichnet werden und der Bremsweg einer Normalbremsung kann insbesondere der maximal mögliche Bremsweg sein. It is also possible to define limit values that are linked to other measures. Furthermore, more than two limit values can be defined with corresponding linked measures. For example, For example, if there are more than two limit values, a limit value can be defined which has the greatest distance of the defined limit values and, when it is reached, only a warning, e.g. is output to the driver and / or the environment of the vehicle. Appropriate measures are mentioned below. The braking distance of an emergency braking can also be referred to as the minimum necessary braking distance and the braking distance of a normal braking can in particular be the maximum possible stopping distance.

Es ist auch möglich zumindest einen Auflösungsgrenzwert zu setzen. Wenn diese Distanz erreicht wird oder wenn dieser Distanz unterschritten wird und wenn einer Kollision mit einem Objekt dann nicht mehr festgestellt wird, kann eine bereits getroffene Maßnahme aufgehoben werden. Dies ermöglicht es, frühzeitig bei großer Distanz Grenzwerte zu setzen, die entsprechend frühzeitig zur Ergreifung von Maßnahmen führen, da die Maßnahmen auch wieder aufgehoben werden können. Dies reduziert auch den Bedarf für schwerwiegende Eingriffe in den Fahrbetrieb, wie Notbremsungen. Die frühzeitig ergriffenen Maßnahmen können weniger schwerwiegende Eingriffe beinhalten. It is also possible to set at least one resolution limit. If this distance is reached or if this distance is exceeded and if a collision with an object is then no longer detected, a measure already taken can be canceled. This makes it possible to set limit values early on at a great distance, which accordingly lead to action being taken early on, since the measures can also be canceled again. This also reduces the need for serious intervention in the driving operation, such as emergency braking. The early action taken may include less serious interventions.

Allgemein formuliert, können mehrere Grenzwerte kaskadiert, d.h. zeitlich oder/und räumlich versetzt vorgegeben sein. Generally stated, multiple thresholds may be cascaded, i. be temporally and / or spatially offset.

Auch wenn es bevorzugt wird, dass die Auslösung einer Bremsung automatisch durch Ausgabe der Informationen über die bevorstehende Kollision an die Fahrzeugsteuerung und Eingriff der Fahrzeugsteuerung in das Bremssystems des Fahrzeugs erfolgt, besteht insbesondere bei einer auszulösenden Normalbremsung die Alternative, lediglich eine Aufforderung zur Einleitung der Normalbremsung an den Fahrer auszugeben. Bezüglich des Zeitpunkts der Ausgabe der Aufforderung sollte berücksichtigt werden, dass der Fahrer noch eine Reaktionszeit benötigt. Der Grenzwert sollte daher entsprechend größer gewählt werden. Eine andere Maßnahme, die mit einem anderen Grenzwert oder dem Grenzwert für die Normalbremsung verknüpft sein kann, besteht darin, den Fahrer lediglich über die bevorstehende Kollision zu informieren. Even if it is preferred that the triggering of a braking is done automatically by outputting the information about the imminent collision to the vehicle control and intervention of the vehicle control in the brake system of the vehicle, there is the alternative, only a request to initiate the normal braking in particular in a triggered normal braking to issue to the driver. Regarding the time of issue of the request, it should be considered that the driver still needs a response time. The limit value should therefore be selected correspondingly larger. Another measure, which may be linked to another limit or the limit value for normal braking, is to inform the driver only about the imminent collision.

Wie bereits erwähnt können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, wenn festgestellt wurde, dass eine Kollision bevorsteht, eine Wahrscheinlichkeit für eine Kollision besteht, die einen vorgegebenen Wahrscheinlichkeitswert überschreitet, oder eine Kollision zu befürchten ist. Eine Maßnahme besteht insbesondere darin, den Fahrer des Fahrzeugs zu informieren. Dies ermöglicht ihm, die Situation selbst zu beurteilen und/oder selbst Aktionen durchzuführen, wie zum Beispiel Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit und/oder Ausgabe einer Warnung an das Umfeld. Es können aber auch Warnungen direkt und automatisch an das Umfeld ausgegeben werden. Generell können Warnungen und Informationen auf beliebige Art ausgegeben werden, zum Beispiel akustisch oder optisch. An das Umfeld werden zum Beispiel Lichtzeichen oder akustische Signale durch Betätigung einer Hupe oder Glocke des Fahrzeugs ausgegeben. Insbesondere an den Fahrer kann auch automatisch gesprochener Text einer Spracherzeugungseinrichtung ausgegeben werden, zum Beispiel: „Kollision mit einem Hindernis steht bevor“. As already mentioned, various measures can be taken if it has been determined that a collision is imminent, there is a probability of a collision exceeding a given probability value, or a collision is to be feared. One measure is, in particular, to inform the driver of the vehicle. This allows him to assess the situation himself and / or perform actions himself, such as reducing the driving speed and / or issuing a warning to the environment. However, warnings can also be issued directly and automatically to the environment become. In general, warnings and information can be output in any way, for example acoustically or optically. To the environment, for example, light signals or acoustic signals are output by pressing a horn or bell of the vehicle. Automatically spoken text of a speech production device can also be output to the driver, for example: "collision with an obstacle is imminent".

Bei einer weiteren Art von Maßnahmen findet automatisch ein Eingriff in die Fahrzeugsteuerung statt. Zum Beispiel wird die Fahrgeschwindigkeit automatisch reduziert, optional bis zum Stillstand. In unkritischen Situationen reicht aber zum Beispiel auch die Reduktion der Geschwindigkeit auf einen niedrigeren, konstanten Wert aus als zuvor. In a further type of measures, an intervention in the vehicle control takes place automatically. For example, the driving speed is automatically reduced, optionally to a standstill. In uncritical situations, for example, the reduction of speed to a lower, constant value is sufficient than before.

Generell wird es bevorzugt, zunächst nicht oder in geringerem Umfang automatisch in die Fahrzeugsteuerung einzugreifen und erst bei Erreichen eines weiteren Grenzwertes in erheblicherem Umfang automatisch in die Fahrzeugsteuerung einzugreifen. Auf diese Weise kann eine Notbremsung in vielen Fällen vermieden werden. In general, it is preferred not to intervene automatically or to a lesser extent automatically in the vehicle control and to intervene only on reaching a further limit to a considerable extent automatically in the vehicle control. In this way emergency braking can be avoided in many cases.

Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung lassen sich insbesondere in alle Arten von Schienenfahrzeugen integrieren, z. B. Niederflur-, Mittelflur- oder Hochflurfahrzeuge sowie Metros, U-Bahnen oder Oberflächenfahrzeuge. Embodiments of the present invention can be integrated in particular in all types of rail vehicles, for. As low-floor, mid-floor or high-floor vehicles and metros, subways or surface vehicles.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen: Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings. The individual figures of the drawing show:

1 schematisch eine Szene, die ausgehend von einem Schienenfahrzeug erfasst wird und sich entlang einer Fahrspur erstreckt, wobei ein Lichtraum sowie ein Lichtraumprofil in einer bestimmten Distanz zum Fahrzeug dargestellt sind, 1 1 schematically shows a scene, which is detected starting from a rail vehicle and extends along a lane, wherein a light space and a clearance profile are shown at a certain distance to the vehicle,

2 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines automatischen Assistenzsystems, 2 schematically an embodiment of an automatic assistance system,

3 eine Draufsicht auf eine Fahrspur eines Schienenfahrzeugs mit drei verschiedenen Positionen des Schienenfahrzeugs vor einer gekurvten Strecke, in einer stark gekrümmten Kurve und in einer weniger stark gekrümmten Kurve und 3 a plan view of a lane of a rail vehicle with three different positions of the rail vehicle in front of a curved track, in a highly curved curve and in a less curved curve and

4 eine Draufsicht auf eine Trajektorie eines Fahrzeugs an einer Kurve zur Erläuterung der Problematik bei der Erkennung einer möglichen Kollision in oder nach Kurven. 4 a plan view of a trajectory of a vehicle on a curve to explain the problem in the detection of a possible collision in or after curves.

1 zeigt eine von einem Fahrzeug 1 erkennbare Szene entlang einer Fahrspur 3 (z.B. Schienenweg) des Fahrzeugs 1. Von dem Fahrzeug 1 ist lediglich ein vorderes Ende dargestellt, an dem rechts und links der Längsrichtung des Fahrzeugs 1 jeweils eine Kamera 4a, 4b angeordnet ist. Die Kameras 4 nehmen fortlaufend Bilder der Szene auf, sodass dreidimensionale Daten über die Szene gewonnen werden. 1 shows one of a vehicle 1 recognizable scene along a lane 3 (eg rail) of the vehicle 1 , From the vehicle 1 only one front end is shown, on the right and left of the longitudinal direction of the vehicle 1 one camera each 4a . 4b is arranged. The cameras 4 Continuously capture images of the scene so that three-dimensional data about the scene is captured.

In der Darstellung der 1 vergrößert sich die Distanz zum Fahrzeug 1 in der Bildebene von unten nach oben entlang der Fahrspur 3. Die Fahrspur 3 ist daher mit zunehmender Distanz in der perspektivischen Darstellung verjüngt gezeichnet. In the presentation of the 1 the distance to the vehicle increases 1 in the picture plane from bottom to top along the lane 3 , The lane 3 is therefore tapered with increasing distance in the perspective view.

In einer bestimmten Distanz zum Schienenfahrzeug 1 ist ein Lichtraumprofil 10 eingezeichnet. Wenn das Fahrzeug 1 die Position dieses Lichtraumprofils 10 erreicht hat, wird es das Lichtraumprofil 10 voll ausfüllen. At a certain distance to the rail vehicle 1 is a clearance gauge 10 located. If the vehicle 1 the position of this clearance gauge 10 has reached, it becomes the gauge 10 fully fill.

Perspektivisch mit gestrichelten Linien gezeichnet in Richtung des Fahrzeugs 1 erstreckt sich ein Lichtraum 9, der sich durch den Raum ergibt, den das Schienenfahrzeug 1 bei seiner weiteren Fahrt durchfährt. Jedes Teilvolumen des Lichtraumes 9 wird zu einem Zeitpunkt während der Fahrt von einem Bereich des Schienenfahrzeugs 1 ausgefüllt werden. Perspective drawn with dashed lines in the direction of the vehicle 1 extends a light room 9 which results from the space that the rail vehicle 1 passes through on his further journey. Each partial volume of the light space 9 is at a time while driving from an area of the rail vehicle 1 fill out.

Der Lichtraum 9 ist in der in 1 dargestellten Situation lediglich über einen Bereich von Distanzen dargestellt, der nicht unmittelbar am Schienenfahrzeug 1 beginnt. Die Distanz, an der der Lichtraum 9 beginnt, entspricht z.B. der Distanz, die minimal für eine Notbremsung des Schienenfahrzeugs benötigt wird, wenn die Notbremsung zum Zeitpunkt, der der dargestellten Situation entspricht, eingeleitet wird. Alternativ kann es sich bei der Distanz um eine etwas größere Distanz als die für die Notbremsung benötigte Distanz handeln. The light room 9 is in the in 1 illustrated situation only over a range of distances, not directly on the rail vehicle 1 starts. The distance at which the light space 9 starts, corresponds, for example, the distance that is minimally required for emergency braking of the rail vehicle when the emergency braking at the time that corresponds to the situation illustrated, is initiated. Alternatively, the distance may be a distance slightly greater than the distance required for emergency braking.

Das hintere Ende des Lichtraumes 9 befindet sich z.B. in einer Distanz zum Schienenfahrzeug 1, an der das Schienenfahrzeug 1 zum Stillstand kommen kann, wenn zum Zeitpunkt der dargestellten Situation eine normale Bremsung eingeleitet wird. An dieser Distanz befinden sich rechts von der Fahrspur 3 ein erstes Objekt 5 und links von der Fahrspur 3 ein zweites Objekt 6. Beide Objekte 5, 6 liegen in einem interessierenden Bereich, dessen Außenkontur 8 lediglich für die maximale Distanz des Lichtraumes 9 und damit für die Distanz des Lichtraumprofils 10 dargestellt ist. Der Außenumriss 8 ist rechteckig und enthält das Lichtraumprofil 10. Der Außenumriss 8 könnte somit in einer zweidimensionalen Zeichnungsebene dargestellt werden, in der auch das Lichtraumprofil 10 liegt, da beide dieselbe Distanz zum Schienenfahrzeug 1 haben. Außerhalb des Lichtraumprofils 10 liegt umlaufend ein Bereich, der zwar nicht zum Lichtraum 9 gehört, jedoch innerhalb des interessierenden Bereichs liegt. Dadurch ist eine für die vorliegende Erfindung zweckmäßige geometrische Situation beschrieben, die sich nicht auf das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel mit den speziellen Konturen, Abmessungen und relativen Positionen des interessierenden Bereichs und des Lichtraumes beschränkt. In 1 ist z.B. das Lichtraumprofil 10 oben gemäß der üblichen Dachform eines Schienenfahrzeugs gerundet dargestellt. Das Lichtraumprofil in der Praxis kann aber z.B. durch Stromabnehmer und Dachaufbauten anders geformt sein. Auch muss der interessierende Bereich nicht das dargestellte rechteckige Außenprofil haben, auch wenn dies bevorzugt wird. The back end of the light room 9 is located eg at a distance to the rail vehicle 1 at the rail vehicle 1 can come to a standstill, if at the time of the illustrated situation, a normal braking is initiated. At this distance are to the right of the lane 3 a first object 5 and left of the lane 3 a second object 6 , Both objects 5 . 6 lie in a region of interest, its outer contour 8th only for the maximum distance of the light space 9 and thus for the distance of the clearance gauge 10 is shown. The outer outline 8th is rectangular and contains the gauge 10 , The outer outline 8th could thus be represented in a two-dimensional plane of the drawing, in which the gauge also 10 because both are at the same distance to the rail vehicle 1 to have. Outside of the clearance gauge 10 lies around an area, although not to the light room 9 but within the range of interest. As a result, a geometric situation which is expedient for the present invention described that are not on the in 1 illustrated embodiment with the specific contours, dimensions and relative positions of the region of interest and the light space limited. In 1 is eg the clearance gauge 10 shown rounded above according to the usual roof shape of a rail vehicle. The clearance gauge in practice, however, can be shaped differently, for example, by current collectors and roof structures. Also, the area of interest need not have the illustrated rectangular outer profile, although this is preferred.

Durch jeweils drei Pfeile ist dargestellt, dass die Kameras 4 die Szene vor dem Fahrzeug 1 erfassen. Die dreidimensionale Erfassung findet aufgrund des Stereoprinzips aber in einer nicht in 1 dargestellten Erfassungseinrichtung statt (siehe 2). Insbesondere werden von den Kameras 4 kontinuierlich Bilddaten eines räumlichen Bereichs vor dem Schienenfahrzeug 1 erfasst, der größer als der interessierende Bereich ist. Dies ermöglicht es insbesondere, einen breiteren Bereich zu erfassen, in dem dann auch der Verlauf der Fahrstrecke im Fall von Kurven liegen kann. Insbesondere unter Verwendung von Informationen über den Verlauf der Fahrspur oder Fahrstrecke wird aus dem erfassten Bereich der interessierende Bereich ermittelt. Er kann insbesondere durch einen vorgegebenen seitlichen Abstand zur Fahrspur 3 definiert sein. Ferner kann der interessierende Bereich durch eine maximale Höhe über der Fahrspur 3 und eine maximale Höhendifferenz unterhalb der Fahrspur 3 definiert sein. Auf diese Weise kann an jedem Punkt der Fahrspur in Fahrtrichtung ein rechteckiges Außenprofil des interessierenden Bereichs festgelegt werden. Bei Schienenwegen ist die Höhenposition der Fahrspur z.B. durch die Höhenposition der Schienenoberflächen definiert, auf denen die Laufflächen der Räder des Schienenfahrzeugs rollen. By three arrows each is shown that the cameras 4 the scene in front of the vehicle 1 to capture. However, due to the stereo principle, the three-dimensional detection does not take place in one 1 shown detection device instead (see 2 ). In particular, from the cameras 4 continuously image data of a spatial area in front of the rail vehicle 1 which is larger than the area of interest. This makes it possible, in particular, to detect a wider range in which the course of the route can then also be in the case of curves. In particular, using information about the course of the lane or route, the area of interest is determined from the detected area. It can in particular by a given lateral distance to the lane 3 be defined. Further, the region of interest may be through a maximum height above the lane 3 and a maximum height difference below the lane 3 be defined. In this way, at each point of the lane in the direction of travel, a rectangular outer profile of the region of interest can be determined. For railways, the height position of the lane is defined, for example, by the height position of the rail surfaces on which the running surfaces of the wheels of the rail vehicle roll.

Das rechts von der Fahrstrecke 3 dargestellte erste Objekt 5 befindet sich wie auch das zweite Objekt 6 links der Fahrstrecke 3 in der Distanz des Lichtraumprofils 10. Das erste Objekt 5 erstreckt sich von rechts in das Lichtraumprofil 10 hinein, während das zweite Objekt 6 sich nicht in das Lichtraumprofil 10 hineinerstreckt, sondern außerhalb liegt. Wie erwähnt liegen beide Objekte 5, 6 aber innerhalb des interessierenden Bereichs. Wenn sich die Objekte 5, 6 nicht mehr bewegen, bis das Schienenfahrzeug 1 die Position des Lichtraumprofils 10 erreicht hat, bedeutet dies, dass es eine Kollision mit dem ersten Objekt 5 geben wird, jedoch keine Kollision mit dem zweiten Objekt 6. Das hier vorgestellte Verfahren (beispielsweise durch Betrieb des hier vorgestellten Assistenzsystems) ermöglicht die zuverlässige Feststellung der bevorstehenden Kollision mit dem ersten Objekt 5 und die zuverlässige Feststellung, dass es nicht zu einer Kollision mit dem zweiten Objekt 6 kommen wird. The right of the route 3 illustrated first object 5 is like the second object 6 left of the route 3 in the distance of the clearance gauge 10 , The first object 5 extends from the right into the clearance space profile 10 into it, while the second object 6 not in the gauge 10 extends, but lies outside. As mentioned both objects are located 5 . 6 but within the area of interest. When the objects 5 . 6 Do not move until the rail vehicle 1 the position of the clearance gauge 10 has reached, it means that there is a collision with the first object 5 will give, but no collision with the second object 6 , The method presented here (for example by operation of the assistance system presented here) makes it possible to reliably detect the imminent collision with the first object 5 and the reliable finding that there is no collision with the second object 6 will come.

Wenn sich zumindest eines der Objekte 5, 6 bewegen sollte, kann es jedoch zu einem anderen Ergebnis der Feststellung kommen, wenn gemäß der bevorzugten Ausgestaltung auch die Bewegung der Objekte 5, 6 berücksichtigt wird. Z.B. bewegt sich das zweite Objekt 6 (wie durch wiederholte Erfassung der Szene durch das System festgestellt werden kann) in das Lichtraumprofil 10 hinein, sodass noch rechtzeitig vor dem Erreichen der Distanz, die für eine Notbremsung minimal ausreicht, die bevorstehende Kollision festgestellt werden kann. Die mögliche Bewegung des zweiten Objekts 6 ist durch einen Pfeil mit Doppellinie angedeutet. If at least one of the objects 5 . 6 However, it may come to a different result of the determination, if according to the preferred embodiment, the movement of the objects 5 . 6 is taken into account. For example, the second object moves 6 (as can be determined by repeated capture of the scene by the system) into the gauge 10 into it so that the imminent collision can be determined in good time before reaching the distance that is minimal enough for emergency braking. The possible movement of the second object 6 is indicated by a double-headed arrow.

Ferner könnte es sein, dass sich das erste Objekt 5 aus dem Lichtraumprofil 10 herausbewegt hat, wenn das Fahrzeug 1 die Position des Profils 10 erreicht hat. Die bevorzugte Ausgestaltung würde auch dies erkennen und eine Notbremsung könnte vermieden werden (sofern es nicht zu einer Kollision mit dem zweiten Objekt 6 kommt). Furthermore, it could be that the first object 5 from the clearance gauge 10 moved out when the vehicle 1 the position of the profile 10 has reached. The preferred embodiment would also recognize this and emergency braking could be avoided (unless there is a collision with the second object 6 comes).

In 2 sind die beiden Kameras 4a, 4b aus 1 ebenfalls schematisch dargestellt. Die von Ihnen kontinuierlich aufgenommenen Bilddaten der Szene vor dem Fahrzeug werden zu einer Erfassungseinrichtung 21 übertragen, die daraus die dreidimensionalen Bilddaten der Szene zu den verschiedenen Zeitpunkten der Aufnahme erzeugt. Sie erzeugt optional daraus die entsprechenden dreidimensionalen Bilddaten des interessierenden Bereichs. Dies bedeutet, dass die Erfassungseinrichtung 21 z.B. die Funktionen enthält, die die o.g. Veröffentlichung von Weichselbaum et al. in Bezug auf die Erfassung eines interessierenden Bereichs offenbart. Alternativ können die Bilddaten des interessierenden Bereichs aber von einer anderen Einrichtung (z. B. der nachgeschalteten Auswertungseinrichtung 27) erzeugt oder ermittelt werden. Ferner alternativ oder zusätzlich können Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit (einschließlich deren zeitlicher Ableitungen, das heißt die positive oder negative Beschleunigung) durch Auswertung der dreidimensionalen Bilddaten berechnet werden, die zu den verschiedenen Zeitpunkten erzeugt wurden. In 2 are the two cameras 4a . 4b out 1 also shown schematically. The continuously recorded image data of the scene in front of the vehicle becomes a detection device 21 which generates therefrom the three-dimensional image data of the scene at the different times of the recording. Optionally, it generates the corresponding three-dimensional image data of the region of interest. This means that the detection device 21 For example, contains the functions that the above publication by Weichselbaum et al. with respect to the detection of a region of interest. Alternatively, however, the image data of the region of interest can be obtained from another device (eg the downstream evaluation device) 27 ) are generated or determined. Further alternatively or additionally, information about the vehicle speed (including its time derivatives, that is, the positive or negative acceleration) can be calculated by evaluating the three-dimensional image data generated at the different times.

In jedem Fall wertet die Auswertungseinrichtung 27, die mit einem Datenausgang der Erfassungseinrichtung 21 verbunden ist, aus, ob in dem interessierenden Bereich Objekte vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs zu vermeiden ist. Im Fall der in 1 dargestellten Situation würde die Auswertungseinrichtung 27 die Objekte 5, 6 identifizieren. Optional führt die Auswertungseinrichtung 27 eine Klassifizierung der identifizierten Objekte durch. In any case evaluates the evaluation device 27 connected to a data output of the detection device 21 is connected, whether in the area of interest objects are present, with which a collision of the vehicle is to be avoided. In the case of in 1 the situation presented would be the evaluation device 27 the objects 5 . 6 identify. Optionally, the evaluation device leads 27 a classification of the identified objects by.

Ferner ist eine Bestimmungseinrichtung 23 zur Bestimmung eines Lichtraumes in dem interessierenden Bereich vorgesehen. Informationen, die die Bestimmungseinrichtung dazu benötigt, erhält sie z.B. von einem optionalen Datenspeicher 22 oder einer anderen optionalen Einrichtung. Diese Informationen betreffen insbesondere die Größe des Lichtraumprofils an einer Position entlang der Fahrspur, optional in Abhängigkeit von einem Kurvenradius an der Position. Die Bestimmungseinrichtung 23 ist optional mit der Erfassungseinrichtung 21 verbunden, sodass sie auch davon Daten über den zu bestimmenden Lichtraum erhält. Insbesondere kann die Bestimmungseinrichtung 23 aus den dreidimensionalen Daten des interessierenden Bereichs den Verlauf der Fahrspur ermitteln und den entsprechenden Lichtraum bestimmen. Die Bestimmungseinrichtung 23 gibt den bestimmten Lichtraum über einen Ausgang an einen Eingang einer Feststellungseinrichtung 25 aus. Furthermore, a determination device 23 for determining a light space in the region of interest. Information that the determination device requires for this, it receives eg from an optional data store 22 or another optional device. In particular, this information relates to the size of the clearance gauge at a position along the lane, optionally as a function of a turning radius at the position. The determining device 23 is optional with the detection device 21 so that it also receives data about the light space to be determined. In particular, the determination device 23 determine the course of the lane from the three-dimensional data of the area of interest and determine the corresponding light space. The determining device 23 gives the determined light space via an output to an input of a detection device 25 out.

Die Feststellungseinrichtung 25 weist ferner einen Eingang zum Empfangen der Ausgangsdaten der Auswertungseinrichtung 27 auf, nämlich der Daten über die etwaig identifizierten Objekte in dem interessierenden Bereich. The determination device 25 also has an input for receiving the output data of the evaluation device 27 on, namely the data about the possibly identified objects in the area of interest.

Die Feststellungseinrichtung 25 stellt fest, ob in dem bestimmten Lichtraum eine Kollision mit einem Objekt stattfinden wird, sofern das Fahrzeug seine Fahrt ohne Einleitung von Kollisionsvermeidungsmaßnahmen fortsetzt. Informationen über die im weiteren Verlauf der Fahrt ohne derartige Maßnahmen auszuführenden Bewegungen des Fahrzeugs erhält die Feststellungseinrichtung 25 z.B. über einen entsprechenden Dateneingang, der im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem entsprechenden Datenausgang der Fahrzeugsteuerung 29 verbunden ist. Auf diese Weise kann die Fahrzeugsteuerung 29 Informationen über die momentane Fahrgeschwindigkeit, optional aber auch über geplante Änderungen der Fahrgeschwindigkeit zu der Feststellungseinrichtung 25 übertragen. Allgemeiner formuliert empfängt die Feststellungseinrichtung 25 insbesondere von der Fahrzeugsteuerung 29 Informationen über den geplanten weiteren Verlauf der Bewegung. Wie oben bereits beschrieben wurde, kann die Feststellungseinrichtung alternativ oder zusätzlich Informationen über die Fahrgeschwindigkeit durch Auswertung der von der Erfassungseinrichtung zu verschiedenen Zeitpunkten erfassten Daten erhalten. Diese Auswertung kann zum Beispiel von einer der zuvor anhand von 2 beschriebenen Einrichtungen durchgeführt werden. The determination device 25 determines whether a collision with an object will take place in the particular light space, as long as the vehicle continues its journey without initiation of collision avoidance measures. Information about the movement of the vehicle to be carried out during the course of the journey without such measures is obtained by the determining device 25 For example, via a corresponding data input, in the illustrated embodiment with a corresponding data output of the vehicle control 29 connected is. In this way, the vehicle control 29 Information about the current driving speed, but optionally also about planned changes in the driving speed to the determining device 25 transfer. More generally, the determiner receives 25 in particular from the vehicle control 29 Information about the planned further course of the movement. As already described above, the determination device can alternatively or additionally obtain information about the driving speed by evaluating the data acquired by the detection device at different times. This evaluation can be done, for example, from one of the above based on 2 described facilities are performed.

Wenn die Feststellungseinrichtung 25 lediglich eine Geschwindigkeit empfängt oder bereits empfangen hat geht sie z. B. davon aus, dass die Fahrt des Fahrzeugs mit unveränderter Geschwindigkeit fortgesetzt wird. Andernfalls erhält sie Zusatzinformationen. Diese können auch in detaillierten Daten über einen Geschwindigkeitsverlauf und/oder eine Beschleunigung oder Verzögerung des Fahrzeugs bestehen. Selbstverständlich ist auch der Empfang eines Positions-Zeit-Verlaufs der Bewegung des Fahrzeugs möglich. If the determining device 25 only receives a speed or has already received it goes z. B. assume that the drive of the vehicle is continued at the same speed. Otherwise it receives additional information. These may also consist of detailed data on a speed profile and / or an acceleration or deceleration of the vehicle. Of course, the reception of a position-time course of the movement of the vehicle is possible.

Die Feststellungseinrichtung 25 berechnet anhand dieser Informationen über die geplante Bewegung des Fahrzeugs voraus, ob und gegebenenfalls in welcher Distanz zur momentanen Position des Fahrzeugs eine Kollision stattfinden wird, wenn keine Abhilfemaßnahmen ergriffen werden. Optional ermittelt die Feststellungseinrichtung 25 selbst, welche Maßnahmen zu ergreifen sind. Z.B. verfügt die Feststellungseinrichtung 25 über die Information der Verknüpfung der o.g. Grenzwerte mit bestimmten Abhilfemaßnahmen oder Warnmaßnahmen. In jedem Fall weist die Feststellungseinrichtung 25 eine Ausgabeeinrichtung 30 auf, die Informationen über die bevorstehende Kollision ausgibt, z.B. an die Fahrzeugsteuerung oder eine oder mehrere Warnsignalerzeugungs- und -ausgabevorrichtung(en). Optional kann die Fahrzeugsteuerung 29 damit ohne Zutun oder Eingriff des Fahrers mögliche Bremsvorgänge selbstständig auslösen. The determination device 25 calculates, based on this information about the planned movement of the vehicle, whether and, if appropriate, at what distance from the current position of the vehicle, a collision will take place, if no remedial measures are taken. Optionally, the determining device determines 25 even, what measures are to be taken. For example, the determining device has 25 on the information of the combination of the above limit values with specific remedies or warning measures. In any case, the determining device 25 an output device 30 which outputs information about the impending collision, for example to the vehicle controller or one or more warning signal generation and output device (s). Optionally, the vehicle control 29 so that without any intervention or intervention of the driver to trigger possible braking independently.

3 erläutert, warum der Lichtraum im Bereich von Kurven der Fahrspur vorteilhafter Weise breiter gewählt wird als bei geraden Fahrspuren. Auch wird die Abhängigkeit der Breite des Lichtraumes von der Krümmung der Kurve, d.h. vom Kurvenradius, erläutert und damit eine Basisinformation zur Berechnung eines notwendigen Lichtraumbedarfes in Kurven gegeben Bei 3 handelt es sich um eine schematische Darstellung zur Erläuterung der beschriebenen Effekte. Die Zeichnung ist nicht maßstäblich und entspricht nicht exakt den Verhältnissen realer Schienenfahrzeuge. 3 explains why the clearance in the area of lanes of the lane is advantageously chosen to be wider than in straight lanes. Also, the dependence of the width of the light space of the curvature of the curve, ie the curve radius, explained and thus given a basic information for calculating a necessary clearance space in curves 3 it is a schematic representation to explain the effects described. The drawing is not to scale and does not exactly correspond to the conditions of real rail vehicles.

Links unten in 3 ist ein Streckenabschnitt einer Fahrspur 35 dargestellt, der geradeaus verläuft. Ein in diesem Abschnitt fahrendes Schienenfahrzeug 110 weist eine durch gestrichelte Linien angedeutete Hüllkurve 120 auf, die eine Breite 40 der Größe a hat. Die zu wählende Breite des Lichtraumes entlang der geraden Strecke hat daher ebenfalls den Wert a. Die Krümmung des geraden Fahrspurabschnitts kann durch den Krümmungsradius R₁₀ bezeichnet werden, der gegen unendlich geht. Bottom left in 3 is a section of a lane 35 represented, which goes straight. A rail vehicle traveling in this section 110 has an indicated by dashed lines envelope 120 on that one width 40 the size has a. The width of the light space to be selected along the straight line therefore also has the value a. The curvature of the straight lane section may be indicated by the radius of curvature R ₁₀ approaching infinity.

Im darauffolgenden Abschnitt der Fahrspur 35 befindet sich eine Kurve mit dem Krümmungsradius R₁₁. Es handelt sich um eine enge Kurve und somit um einen kleinen Kurvenradius. Es ist schematisch ein Schienenfahrzeug 111 dargestellt, das die Kurve befährt. Da sich die Drehgestelle (nicht dargestellt) im vorderen und hinteren Bereich des Fahrzeugs 111 befinden, erstreckt sich der mittlere Bereich des Fahrzeugs 111 auf der Innenseite der Kurve weiter über die Ränder der Fahrspur hinaus als es bei Geradeausfahrt oder geringerer Kurvenkrümmung der Fall ist. Ferner ragen die Enden des Fahrzeugs 111 vorne und hinten an der Außenseite der Kurve weiter über den seitlichen Rand der Fahrspur 35 hinaus als es bei Geradeausfahrt und geringerer Kurvenkrümmung der Fall ist. Ein Teil der Hüllkurve 121, die die seitlich herausragenden Teile des Schienenfahrzeugs 111 bei der Kurvenfahrt definieren, ist durch gestrichelte Linien dargestellt. Am in 3 oben liegenden Ende dieser Hüllkurve hat sie eine Breite 41 mit einem Wert b, der größer ist als der Wert a. Dementsprechend ist die Breite des Lichtraumes im Kurvenbereich zu wählen. In the following section of the lane 35 there is a curve with the radius of curvature R ₁₁ . It is a tight turn and therefore a small turning radius. It is schematically a rail vehicle 111 represented, which drives the curve. As the bogies (not shown) in the front and rear of the vehicle 111 located, the central area of the vehicle extends 111 on the inside of the curve further beyond the edges of the lane than when driving straight ahead or lesser curve curvature is the case. Further protrude the ends of the vehicle 111 front and back on the outside of the Turn further over the lateral edge of the lane 35 out as it is when driving straight ahead and less curvature of the curve. Part of the envelope 121 , which are the laterally protruding parts of the rail vehicle 111 when cornering, is shown by dashed lines. At the in 3 The upper end of this envelope has a width 41 with a value b that is greater than the value a. Accordingly, the width of the light space in the curve area to choose.

Im oberen Teil von 3 ist eine geringer gekrümmte Kurve mit Krümmungsradius R₁₂ dargestellt. Das diese Kurve durchfahrende Fahrzeug 112 ragt weniger weit seitlich über die Ränder der Fahrspur 35 hinaus als es bei der stärker gekrümmten Kurve der Fall ist. Es ragt aber weiter über die Ränder der Fahrspur 35 hinaus als es bei der Geradeausfahrt links unten in 3 der Fall ist. Die Hüllkurve 122 hat eine Breite 42 mit dem Wert c, der kleiner ist als der Wert b, aber größer ist als der Wert a. Dementsprechend ist die Breite des Lichtraumes zu wählen. In the upper part of 3 is a small curved curve with radius of curvature R ₁₂ shown. The vehicle passing this curve 112 protrudes less far sideways over the edges of the lane 35 beyond as is the case with the more curved curve. But it sticks out over the edges of the lane 35 out than when driving straight ahead in the lower left in 3 the case is. The envelope 122 has a width 42 with the value c, which is smaller than the value b, but greater than the value a. Accordingly, the width of the light space to choose.

Oben in 3 ist noch die strichpunktierte Mittenlinie der Fahrspur 35 mit dem Bezugszeichen 130 bezeichnet. Die Mittenlinie kann auch als im Verlauf der Fahrt des Fahrzeugs durchfahrende Trajektorie bezeichnet werden. Top in 3 is still the dash-dotted center line of the lane 35 with the reference number 130 designated. The center line can also be referred to as trajectory traversing the vehicle.

4 zeigt eine an einem Fahrzeug 1 beginnende Trajektorie TR, die durch den vor dem Fahrzeug 1 liegenden Fahrweg definiert ist. An verschiedenen Stellen der Trajektorie TR ist die Breite des Lichtraumes jeweils durch einen Querbalken dargestellt. Am Ende der durch die Trajektorie TR definierten Kurve befindet sich links von der Trajektorie TR ein Objekt 6. 4 shows one on a vehicle 1 starting trajectory TR, passing through the front of the vehicle 1 lying track is defined. At different points of the trajectory TR, the width of the light space is represented by a transverse bar. At the end of the curve defined by the trajectory TR, there is an object to the left of the trajectory TR 6 ,

Ferner sind ausgehend jeweils links und rechts von der Front des Fahrzeugs 1 die Ränder des Erfassungsbereichs dargestellt, innerhalb dem die links und rechts im Bereich der Front angeordneten Kameras die Szene vor dem Fahrzeug 1 erfassen. Das Objekt 6 wird zwar von beiden Kameras erfasst. Es ist aber aus der Perspektive des Fahrzeugs 1 nicht unmittelbar erkennbar, ob sich das Objekt 6 innerhalb des Lichtraumes befindet oder nicht. Further, starting respectively left and right of the front of the vehicle 1 the edges of the detection area shown within the left and right in the front area cameras arranged the scene in front of the vehicle 1 to capture. The object 6 is detected by both cameras. But it is from the perspective of the vehicle 1 not immediately recognizable, whether the object 6 located inside the light room or not.

Da die Erfassungseinrichtung mit den Kameras dreidimensionale Informationen über den Erfassungsbereich erzeugt, kann aus den erfassten Daten der momentane Abstand des Objekts 6 vom Fahrzeug 1 ermittelt werden. Außerdem enthalten die Daten selbstverständlich die Information über die Richtung, in der sich das Objekt 6 befindet. Außerdem steht die Information über den Verlauf der Trajektorie TR zur Verfügung. Since the detection device generates three-dimensional information about the detection area with the cameras, the instantaneous distance of the object can be determined from the acquired data 6 from the vehicle 1 be determined. In addition, the data of course contain the information about the direction in which the object 6 located. In addition, the information about the course of the trajectory TR is available.

Vorzugsweise wird daher wie folgt vorgegangen: aus den erfassten dreidimensionalen Informationen werden die Richtung und Entfernung des Objekts 6 vom Fahrzeug 1 ermittelt. In dem resultierenden interessierenden Bereich wird der Lichtraum bestimmt, der sich aus dem Verlauf der Trajektorie TR und dem Lichtraumprofil ergibt. Da der Lichtraum und die aus der Richtung und Entfernung des Objekts 6 resultierende Position des Objekts 6 insbesondere in einem gemeinsamen Koordinatensystem (zum Beispiel dem Koordinatensystem des Erfassungsbereichs) zur Verfügung stehen, kann nun geprüft werden, ob sich das Objekt 6 innerhalb des Lichtraums befindet. Alternativ oder zusätzlich kann bei einem sich bewegenden Objekt 6 geprüft werden, ob sich das Objekt in den Lichtraum hinein bewegt, insbesondere wenn Daten ausgewertet werden, die zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst wurden. Wenn sich das Objekt 6 nicht bewegt, kann in dem gemeinsamen Koordinatensystem mit einfachen, grundlegenden Verfahren der Geometrie geprüft werden, ob das Objekt 6 den Lichtraum verletzt. Zum Beispiel kann der Ortsvektor des Oberflächenpunktes des Objekts 6 ermittelt werden, der der Trajektorie TR am nächsten liegt, und dann der Abstand zu der Trajektorie TR und/oder zu den Grenzen des Lichtraumes ermittelt werden. Alternativ kann zum Beispiel in einer die Trajektorie TR enthaltenden Ebene, die als Fahrebene bezeichnet werden kann, durch trigonometrische Berechnungen unter Verwendung der Richtung und des Abstandes des Objekts 6 zum Fahrzeug 1 ermittelt werden, ob das Objekt 6 den Lichtraum verletzt. The procedure is therefore preferably as follows: the detected three-dimensional information becomes the direction and distance of the object 6 from the vehicle 1 determined. In the resulting region of interest, the light space resulting from the trajectory TR and the gauge is determined. Because the light space and the out of the direction and distance of the object 6 resulting position of the object 6 In particular, in a common coordinate system (for example, the coordinate system of the detection area) are available, it can now be checked whether the object 6 located within the light space. Alternatively or additionally, in the case of a moving object 6 be checked whether the object moves into the light space, especially when evaluating data that were collected at different times. When the object 6 not moving, can be checked in the common coordinate system with simple, basic method of geometry, whether the object 6 hurt the light room. For example, the position vector of the surface point of the object 6 are determined, which is the trajectory TR closest, and then the distance to the trajectory TR and / or to the boundaries of the light space are determined. Alternatively, for example, in a plane containing the trajectory TR, which may be referred to as a driving plane, by trigonometric calculations using the direction and the distance of the object 6 to the vehicle 1 to determine if the object 6 hurt the light room.

Im Allgemeinen befindet sich die Trajektorie nicht permanent innerhalb derselben Ebene. Dies ist zum Beispiel dann nicht der Fall, wenn das Fahrzeug eine Senke des Geländes durchfährt. Um bei diesem Beispiel zu bleiben, erfasst die Erfassungseinrichtung ein mögliches Kollisionsobjekt in der Senke nicht oder an einer nicht der wahren Höhenposition in Bezug auf die Fahrstrecke entsprechenden Höhenposition, bevor das Fahrzeug in die Senke einfährt. Im Allgemeinen, losgelöst von dem speziellen Beispiel, wird es daher bevorzugt, auch das Höhenprofil der Trajektorie mit zu berücksichtigen. Die Informationen über das Höhenprofil können zum Beispiel aus Landkarten oder durch vorheriges Befahren der Fahrstrecke gewonnen werden. Analog zu dem anhand von 4 erläuterten Fall einer Kurvenfahrt kann mit den Informationen über das Höhenprofil jedenfalls dann eine Kollision mit dem Objekt vorausberechnet werden, wenn das vollständige Objekt oder ein ausreichender Teil des Objekts durch die Erfassungseinrichtung erfasst wird. In general, the trajectory is not permanently within the same plane. This is not the case, for example, when the vehicle passes through a depression of the terrain. In order to stay in this example, the detection means does not detect a possible collision object in the sink or at a height position not corresponding to the true height position in relation to the travel distance before the vehicle enters the sink. In general, apart from the specific example, it is therefore preferred to take into account also the height profile of the trajectory. The information about the altitude profile can be obtained, for example, from maps or by driving past the route. Analogous to that on the basis of 4 In the illustrated case of a cornering event, a collision with the object can in any case be precalculated with the information about the height profile if the complete object or a sufficient part of the object is detected by the detection device.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

http://dx.doi.org/10.1016/j.compind.2013.03.015 [0003] http://dx.doi.org/10.1016/j.compind.2013.03.015 [0003]
G. Newesely, C. Zinner u.a., Intelligente Straßenbahnen – sicher auf Schiene, AIT, Austrian Institute of Technology, Quaterly 2013, 04, TomorrowToday, Seiten 18–21 [0003] G. Newesely, C. Zinner et al., Intelligent Trams - Safe on Rail, AIT, Austrian Institute of Technology, Quaterly 2013, 04, TomorrowToday, pages 18-21 [0003]

Claims

Verfahren zum automatischen Assistieren eines Fahrers eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs (1), insbesondere eines Schienenfahrzeugs, aufweisend folgende Schritte, die automatisch ausgeführt werden: a) Erfassen eines interessierenden Bereichs (8) entlang einer vor dem Fahrzeug liegenden Fahrstrecke, die durch eine Fahrspur (3) vorgegeben ist, an die das Fahrzeug (1) gebunden ist, und die das Fahrzeug (1) zu durchfahren hat, b) Bestimmen eines Lichtraumes (9) in dem interessierenden Bereich (8), wobei das Fahrzeug (1) jedes Teilvolumen des Lichtraumes (9) während einer Fahrt auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke ausfüllen wird, c) Auswerten, ob in dem interessierenden Bereich (8) Objekte (5, 6) vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs (1) zu vermeiden ist, d) zum Feststellen einer bevorstehenden Kollision Vorausberechnen, ob zumindest eines der Objekte (5, 6), die in dem erfassten interessierenden Bereich (8) vorhanden sind, sich in einem Teilvolumen des Lichtraumes (9) befinden wird, das das Fahrzeug (1) gleichzeitig wie das Objekt (5, 6) ausfüllen wird, und Feststellen der bevorstehenden Kollision wenn dies der Fall ist, e) Ausgeben von Informationen über die bevorstehende Kollision. Method for automatically assisting a driver of a lane-bound vehicle ( 1 ), in particular a rail vehicle, comprising the following steps, which are carried out automatically: a) detecting a region of interest ( 8th ) along an in front of the vehicle lying by a lane ( 3 ) to which the vehicle ( 1 ), and the vehicle ( 1 ), b) determining a light space ( 9 ) in the area of interest ( 8th ), where the vehicle ( 1 ) every partial volume of the light space ( 9 ) during a journey on the route to be traveled, c) evaluating whether in the area of interest ( 8th ) Objects ( 5 . 6 ), with which a collision of the vehicle ( 1 ), d) for determining an imminent collision, predicting whether at least one of the objects ( 5 . 6 ), which are within the scope of interest ( 8th ) are present in a partial volume of the light space ( 9 ), the vehicle ( 1 ) at the same time as the object ( 5 . 6 ) and determining the impending collision if this is the case, e) outputting information about the impending collision.

Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die von dem Fahrzeug (1) zu durchfahrende Fahrstrecke eine Kurve aufweist und wobei der Lichtraum (9) so bestimmt wird, dass er entlang der Kurve breiter ist als auf gerader Fahrstrecke. Method according to the preceding claim, wherein the vehicle ( 1 ) has a curve to be traveled and a curve having the clearance ( 9 ) is determined to be wider along the curve than on a straight line.

Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Lichtraum (9) so bestimmt wird, dass seine Breite abhängig vom Kurvenradius der Kurve ist, wobei die Breite bei einem geringeren Kurvenradius größer ist als bei einem größeren Kurvenradius. Method according to the preceding claim, wherein the light space ( 9 ) is determined so that its width is dependent on the curve radius of the curve, wherein the width is greater at a smaller curve radius than at a larger curve radius.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schritte a) bis c) in Anspruch 1 während einer andauernden Fahrt des Fahrzeugs (1) wiederholt ausgeführt werden, wobei bei einer Wiederholung der Ausführung Schritt b) entfällt, wenn der Lichtraum (9) für den in Schritt c) auszuwertenden interessierenden Bereich (8) bereits bestimmt ist. Method according to one of the preceding claims, wherein the steps a) to c) in claim 1 during a continuous journey of the vehicle ( 1 ) are executed repeatedly, wherein in a repetition of the execution step b) is omitted when the clearance ( 9 ) for the area of interest to be evaluated in step c) ( 8th ) is already determined.

Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zur Feststellung einer bevorstehenden Kollision in Schritt d) für zumindest eines der Objekte (5, 6) in dem interessierenden Bereich (8) vorausberechnet wird, dass sich das Objekt (5, 6) in ein Teilvolumen des Lichtraumes (9) hineinbewegt, das das Fahrzeug (1) zum gleichen Zeitpunkt wie das Objekt (5, 6) ausfüllen wird. Method according to the preceding claim, wherein for determining an imminent collision in step d) for at least one of the objects ( 5 . 6 ) in the area of interest ( 8th ) is calculated that the object ( 5 . 6 ) into a partial volume of the light space ( 9 ), which drives the vehicle ( 1 ) at the same time as the object ( 5 . 6 ).

Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei bei einer Prüfung, ob eine bevorstehenden Kollision festzustellen ist, in Schritt d) für zumindest eines der Objekte (5, 6) in dem interessierenden Bereich (8) vorausberechnet wird, ob sich das Objekt (5, 6) derart bewegt, dass es sich während der Fahrt des Fahrzeugs (1) auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke in keinem Teilvolumen befindet, das das Fahrzeug (1) gleichzeitig wie das Objekt (5, 6) ausfüllen wird. Method according to one of the two preceding claims, wherein in a check whether an impending collision is to be detected, in step d) for at least one of the objects ( 5 . 6 ) in the area of interest ( 8th ) is calculated, whether the object ( 5 . 6 ) is moved in such a way that, during the drive of the vehicle ( 1 ) is located on the route to be traveled in any sub-volume that the vehicle ( 1 ) at the same time as the object ( 5 . 6 ).

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Feststellen der Kollision Bewegungsinformationen einer Fahrzeugsteuerung (29) über eine zukünftige Bewegung des Fahrzeugs (1) ausgewertet werden, um den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem das Fahrzeug (1) das Teilvolumen ausfüllen wird. Method according to one of the preceding claims, wherein, when determining the collision, motion information of a vehicle control system ( 29 ) about a future movement of the vehicle ( 1 ) to determine the time at which the vehicle ( 1 ) fill in the partial volume.

Automatisches Assistenzsystem für einen Fahrer eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs (1), insbesondere eines Schienenfahrzeugs, aufweisend: – eine Erfassungseinrichtung (21), die ausgestaltet ist, einen interessierenden Bereich (8) entlang einer vor dem Fahrzeug (1) liegenden Fahrstrecke zu erfassen, die durch eine Fahrspur (3) vorgegeben ist, an die das Fahrzeug (1) gebunden ist, und die das Fahrzeug (1) zu durchfahren hat, – eine Bestimmungseinrichtung (23), die ausgestaltet ist, einen Lichtraum (9) in dem interessierenden Bereich (8) zu bestimmen, wobei das Fahrzeug (1) jedes Teilvolumen des Lichtraumes (9) während einer Fahrt auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke ausfüllen wird, – eine Auswertungseinrichtung (27), die ausgestaltet ist auszuwerten, ob in dem interessierenden Bereich (8) Objekte (5, 6) vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs (1) zu vermeiden ist, – eine Feststellungseinrichtung (25), die ausgestaltet ist eine bevorstehende Kollision festzustellen, wobei vorausberechnet wird, dass zumindest eines der Objekte (5, 6), die in dem erfassten interessierenden Bereich (8) vorhandenen sind, sich in einem Teilvolumen des Lichtraumes (9) befinden wird, das das Fahrzeug (1) gleichzeitig wie das Objekt (5, 6) ausfüllen wird, – eine Ausgabeeinrichtung (30), die ausgestaltet ist, Informationen über die bevorstehende Kollision auszugeben. Automatic assistance system for a driver of a lane-bound vehicle ( 1 ), in particular a rail vehicle, comprising: - a detection device ( 21 ), which is designed to be an area of interest ( 8th ) along one in front of the vehicle ( 1 ) lying by a lane ( 3 ) to which the vehicle ( 1 ), and the vehicle ( 1 ), - a determination device ( 23 ), which is designed, a light space ( 9 ) in the area of interest ( 8th ), the vehicle ( 1 ) every partial volume of the light space ( 9 ) during a journey on the driving route to be completed, - an evaluation device ( 27 ) designed to evaluate whether in the area of interest ( 8th ) Objects ( 5 . 6 ), with which a collision of the vehicle ( 1 ), - a determination device ( 25 ) which is designed to detect an imminent collision, it being predicted that at least one of the objects ( 5 . 6 ), which are within the scope of interest ( 8th ) are present in a partial volume of the light space ( 9 ), the vehicle ( 1 ) at the same time as the object ( 5 . 6 ), - an output device ( 30 ) designed to output information about the impending collision.

Assistenzsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bestimmungseinrichtung (23) ausgestaltet ist, den Lichtraum (9) so zu bestimmen, dass er entlang einer Kurve der von dem Fahrzeug (1) zu durchfahrenden Fahrstrecke breiter ist als auf gerader Fahrstrecke. Assistance system according to the preceding claim, wherein the determining device ( 23 ), the light space ( 9 ) to be determined along a curve of the vehicle ( 1 ) is wider to drive through than on straight route.

Assistenzsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Bestimmungseinrichtung (23) ausgestaltet ist, den Lichtraum (9) so zu bestimmen, dass seine Breite abhängig vom Kurvenradius der Kurve ist, wobei die Breite bei einem geringeren Kurvenradius größer ist als bei einem größeren Kurvenradius. Assistance system according to the preceding claim, wherein the determining device ( 23 ), the light space ( 9 ) so to determine that its width is dependent on the curve radius of the curve, wherein the width is greater at a smaller curve radius than at a larger curve radius.

Assistenzsystem nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinrichtung (21) ausgestaltet ist, wiederholt einen interessierenden Bereich (8) zu erfassen, wobei die Auswertungseinrichtung (27) ausgestaltet ist, jeweils den erfassten interessierenden Bereich (8) auszuwerten, ob in dem interessierenden Bereich (8) Objekte (5, 6) vorhanden sind, mit denen eine Kollision des Fahrzeugs (1) zu vermeiden ist. Assistance system according to one of the three preceding claims, wherein the detection device ( 21 ) repeats a region of interest ( 8th ), the evaluation device ( 27 ) is configured in each case the detected area of interest ( 8th ) to evaluate whether, in the area of interest ( 8th ) Objects ( 5 . 6 ), with which a collision of the vehicle ( 1 ) is to be avoided.

Assistenzsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Feststellungseinrichtung (25) ausgestaltet ist, zur Feststellung einer bevorstehenden Kollision für zumindest eines der Objekte (5, 6) in dem interessierenden Bereich (8) vorauszuberechnen, dass sich das Objekt (5, 6) in ein Teilvolumen des Lichtraumes (9) hineinbewegt, das das Fahrzeug (1) zum gleichen Zeitpunkt wie das Objekt (5, 6) ausfüllen wird. Assistance system according to the preceding claim, wherein the determining device ( 25 ) is designed to detect an imminent collision for at least one of the objects ( 5 . 6 ) in the area of interest ( 8th ) to predict that the object ( 5 . 6 ) into a partial volume of the light space ( 9 ), which drives the vehicle ( 1 ) at the same time as the object ( 5 . 6 ).

Assistenzsystem nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feststellungseinrichtung (25) ausgestaltet ist, zur Feststellung, ob eine Kollision bevorsteht, für zumindest ein Objekt (5, 6) in dem interessierenden Bereich (8) vorauszuberechnen, ob sich das Objekt (5, 6) derart bewegt, dass es sich während der Fahrt des Fahrzeugs (1) auf der zu durchfahrenden Fahrstrecke in keinem Teilvolumen befindet, das das Fahrzeug (1) gleichzeitig wie das Objekt (5, 6) ausfüllen wird. Assistance system according to one of the two preceding claims, wherein the determining device ( 25 ) is designed to determine whether a collision is imminent, for at least one object ( 5 . 6 ) in the area of interest ( 8th ) to predict whether the object ( 5 . 6 ) is moved in such a way that, during the drive of the vehicle ( 1 ) is located on the route to be traveled in any sub-volume that the vehicle ( 1 ) at the same time as the object ( 5 . 6 ).

Assistenzsystem nach einem der sechs vorhergehenden Ansprüche, wobei die Feststellungseinrichtung (25) ausgestaltet ist, beim Feststellen der Kollision Bewegungsinformationen einer Fahrzeugsteuerung (29) über eine zukünftige Bewegung des Fahrzeugs (1) auszuwerten, um den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem das Fahrzeug (1) das Teilvolumen ausfüllen wird. Assistance system according to one of the six preceding claims, wherein the determining device ( 25 ) is configured, when determining the collision movement information of a vehicle control ( 29 ) about a future movement of the vehicle ( 1 ) to determine the point in time at which the vehicle ( 1 ) fill in the partial volume.

Fahrzeug, mit dem automatischen Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 8 bis 14. Vehicle with the automatic assistance system according to one of claims 8 to 14.