WO2013064295A1 - Verfahren zum erkennen eines messfehlers sowie fahrzeugseitige einrichtung - Google Patents

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WO2013064295A1
WO2013064295A1 PCT/EP2012/067388 EP2012067388W WO2013064295A1 WO 2013064295 A1 WO2013064295 A1 WO 2013064295A1 EP 2012067388 W EP2012067388 W EP 2012067388W WO 2013064295 A1 WO2013064295 A1 WO 2013064295A1
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Markus Bierkandt
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Siemens AG
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    • G01P3/806—Devices characterised by the determination of the time taken to traverse a fixed distance using auto-correlation or cross-correlation detection means in devices of the type to be classified in G01P3/68

Definitions

  • the measuring methods used in each individual case differ, among other things, depending on the type of vehicle and the required measuring accuracy.
  • such methods are advantageous with regard to the accuracy of the measurement, which is a non-contact, i. allow a possible wheel slip independent measurement of the speed and / or covered by the vehicle track.
  • corresponding methods can have the disadvantage that they are susceptible to measurement errors in that particles entering the detection range of a sensor device used for the measurement, for example in the form of rain, ice or snow, can lead to a falsification of the measurement. In the worst case, this may lead to a deviation between the determined and the actual speed of the vehicle up to the speed of the respective particle or the respective particles.
  • Another problem is that an ent ⁇ speaking incorrect measurement depending on the type of comparable used sensor device with technical means of the sensor device itself, that can be seen frequently without additional components or only associated with other disadvantages to.
  • a reliable error detection desired or is required.
  • ie lead to emp ⁇ -sensitive error disclosure mechanisms even without an actual disorder, for example, without proper spurious particles to a false detection of measurement errors and, ultimately, for example, to a restriction of the availability of the sensor device used.
  • the present invention has for its object to provide a method for detecting a measurement error in the determination of the speed of a vehicle and / or the determination of a distance traveled by the vehicle, can be detected by the measurement error in a relatively simple yet reliable manner.
  • This object is inventively achieved by a method for detecting a measurement error in the determination of the speed of a vehicle and / or the determination of a distance traveled by the vehicle path, wherein the speed of the vehicle is determined by means ei ⁇ ner vehicle-side optical sensor device and a measurement error is detected by a deviating from the direction of movement of the vehicle component of the determined speed.
  • the inventive method is characterized in that first in a first step by means of a vehicle-side optical sensor device, the speed of the vehicle is determined.
  • the determination of the speed of the vehicle by means of the optical sensor device is carried out regardless of whether the ultimate speed of the vehicle and / or the Retired from the vehicle ⁇ put route to be determined.
  • an optical sensor device is generally used in such a sensor device. stood, with optical means a contactless determination or measurement of the speed of the vehicle with respect to the environment, ie, for example be ⁇ attracted to the ground or the road allows.
  • a corresponding optical sensor device may, for example, be a sensor which-in functional principle comparable to an optical computer mouse-generates a light beam, for example with a wavelength in the near infrared range, ie, for example, with a wavelength of 850 nm, with the aid of light-emitting diodes. on the top of the rail and determines the speed of the vehicle by means of an analysis of the reflected radiation.
  • a measurement error is now detected on the basis of a component deviating from the direction of movement of the vehicle of the determined speed.
  • the process of the invention makes this use of the knowledge that interferences, for example in the form of the particle flight described above, usually, about due to turbulence, so out forms ⁇ are that the respective particles or particles also from the direction of movement of the vehicle have different speed component.
  • This deviating from the direction of movement of the vehicle component of the determined speed is thus suitable for ei ⁇ nen measurement errors in the determination of the speed of the vehicle and / or the distance traveled by the vehicle, in particular due to particle flight to recognize.
  • this is possible without the need for ⁇ additional components, such as in the form of additional sensors are required.
  • the vehicle may be a vehicle of any type for which a determination of the speed and / or the traveled distance is to be made.
  • the speed of a track-bound vehicle is determined by means of the optical sensor device.
  • This is ⁇ geous because the advantages of this process come to fruition in connection with rail vehicles especially true.
  • rail vehicles due to the relatively low friction in the wheel-rail system are generally preferred such measurement methods for determining the speed or the distance traveled, which are independent of a possible slippage of the wheels of the rail vehicle.
  • han ⁇ spindles can to track-guided vehicles with rubber tires, clearly defined the direction of the vehicle by the tracking so that deviates from the BEWE ⁇ supply direction or the expected direction of the vehicle Component of the determined Ge ⁇ speed clearly on interference, in particular in the form of mobile particles in the form of rain or water, snow or ice, can be traced.
  • the optical Sensor device determines the speed of the vehicle with respect to at least two linearly independent measuring axes. This is advantageous because by using at least two linearly independent measuring axes deviating from the direction of movement of the vehicle component of the determined Ge ⁇ speed can be reliably detected.
  • the inventive method is hereby wei ⁇ terhin designed such that the speed of the vehicle sor worn at least two linearly independent measuring axes is determined, one of which is aligned parallel to the direction of movement of the vehicle in relation to means of the optical transmitter.
  • This is advantageous because by means of the paral lel ⁇ aligned with the direction of movement of the vehicle measuring axis in a particularly simple manner, a related to the BEWE ⁇ supply device determining the speed of the vehicle can occur.
  • the inventive method can also be developed such that by means of the optical Sensorein ⁇ direction, the speed of the vehicle with respect to ⁇ at least two linearly independent, perpendicular to each other ⁇ aligned measuring axes is determined.
  • the use of two linearly independent, mutually perpendicular oriented measurement axis for determining the speed of the vehicle has the advantage that in this way the deviating from the direction of movement of the vehicle component of the determined Ge ⁇ speed in a particularly simple and ultimately therefore particularly reliable manner can be determined.
  • the present invention has the object, a vehicle-side device for determining the speed of a vehicle and / or for Determining a distance traveled by the vehicle to specify that allows it in a relatively simple yet reliable way to detect measurement errors.
  • a vehicle-side device for determining the speed ei ⁇ nes vehicle and / or for determining a distance traveled by the vehicle path, wherein the device has a vehicle-side optical sensor means for determining the speed of the vehicle and is designed to ei ⁇ NEN measuring error on the basis of a deviating from the direction of movement of the vehicle component of the determined speed.
  • the advantages of the vehicle-mounted device according to the invention correspond to those of the method according to the invention, so that in this regard reference is made to the corresponding above statements.
  • the device of the invention is such wei ⁇ ned, and that the optical sensor means is adapted to determine the speed of the vehicle with respect to at least two linearly independent measuring axes.
  • the optical sensor device is in this case furthermore designed to control the speed of the vehicle with respect to at least two linearly independent ones To determine measuring axes, one of which is aligned parallel to the direction of movement of the vehicle.
  • the device according to the invention can also be so pronounced that the optical sensor device is designed to determine the speed of the vehicle with respect to at least two linearly independent, perpendicularly aligned measuring axes.
  • the invention further comprises a vehicle with a device according to the invention or with a device according to one of the aforementioned preferred developments of the device according to the invention.
  • the vehicle may preferably be track-bound
  • Vehicle in particular as a rail vehicle, executed.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vehicle with an embodiment of the invention shown SEN means
  • FIG. 1 shows a schematic sketch of a vehicle with an exemplary embodiment of the device according to the invention.
  • Darg Anthony is a vehicle 10 in the form of a Schienenfahr ⁇ stuff that moves at a speed o to the right ⁇ moves.
  • the vehicle 10 has an optical sensor device 20 which serves for determining the speed of the vehicle 10 and, based thereon, for determining the distance traveled by the vehicle 10.
  • a change made by the optical sensor unit 20 measured value acquisition here is by way of example that, for example, the upper edge of a traveled by the vehicle 10 bar, the reflected light beam 22 indicated by means of an outgoing from the optical ⁇ rule sensor means 20 the light beam 21 and one of the ground.
  • the optical sensor means 20 is means to a processing 24 attached, which serves for further processing of the detected from the optical sensor device 20 speed and can be formed for example as part of an on-board computers ⁇ the vehicle 10. It should be noted that the processing device 24 deviating from the illustration of Figure 1 could of course also be formed as an integral part of the optical sensor device 20, in which case the vehicle-side device 25 would essentially be formed by the optical sensor device 20.
  • the vehicle-mounted device 25 is now formed advantageously in the context of the described embodiment of the device according to the invention, corresponding measurement error check-hand one of the direction of movement Vehicle 10 deviating component of the determined speed erken ⁇ NEN.
  • the optical sensor means 20 the speed of the vehicle 10 detects not only with respect to the direction of movement of the vehicle 10, but in back also with respect to a linearly independent measurement thereof ⁇ axis or determined. This will be explained in more detail in the following ⁇ with reference to Figures 2 and 3.
  • Figure 2 shows for explanation of an embodiment of the inventive method a first schematic slide ⁇ program.
  • a relationship parallel to ⁇ , in the direction of movement of the vehicle 10 aligned component v is the speed of the vehicle 10 is illustrated as a radio p ⁇ tion of time t.
  • the raindrops 30 itself uniform velocity v R will exhibit motion in ⁇ direction of the vehicle 10 in practice usually no regard ih ⁇ res amount.
  • FIG. 3 shows a second schematic diagram to further explain the exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 3 illustrates the speed v s which is measured by the vehicle-side optical sensor device 20 in a direction perpendicular to the direction of movement of the vehicle 10. has been measured or recorded.
  • v p and v s are each determined with respect to the measuring axes ⁇ , the horizontal, ie parallel to the floor of the vehicle 10, extending in a plane.
  • the present invention is characterized in particular by the fact that in connection with the determination of the speed of a vehicle and / or the determination of a distance traveled by a vehicle by determining a deviating from the direction of movement of the vehicle speed component to particularly simple and reli-
  • the disclosure of such measurement errors is possible, which are caused by particle flight between the optical sensor device and the ground.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Messfehlers bei der Ermittlung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs (10) und/oder der Ermittlung einer von dem Fahrzeug (10) zurückgelegten Wegstrecke, durch das Messfehler auf vergleichsweise einfache und dennoch zuverlässige Weise erkannt werden können. Hierzu wird erfindungsgemäß mittels einer fahrzeugseitigen optischen Sensoreinrichtung (20) die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) ermittelt und ein Messfehler anhand einer von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs (10) abweichenden Komponente der ermittelten Geschwindigkeit erkannt. Speziell wird bei einem Schienenfahrzeug ein Messfehler erkannt, wenn ein Sensor, welcher eine Geschwindigkeit quer zur Schienenrichtung bestimmt, ein Messignal ausgibt, das eine Bewegung in dieser Richtung anzeigt. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine fahrzeugseitige Einrichtung (25) zum Ermitteln der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs (10) und/ oder zum Ermitteln einer von dem Fahrzeug (10) zurückgelegten Wegstrecke.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Erkennen eines Messfehlers sowie fahrzeugseiti- ge Einrichtung
In der Praxis ist es häufig erforderlich, die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs und/oder eine von dem Fahrzeug zurückgelegte Wegstrecke, d.h. eine Distanz, zu ermitteln. Dabei unterscheiden sich die im jeweiligen Einzelfall eingesetzten Mess- verfahren unter anderem in Abhängigkeit von der Art des jeweiligen Fahrzeugs sowie der erforderlichen Messgenauigkeit. Insbesondere im Falle von Fahrzeugen in Form von Schienenfahrzeugen sind hierbei im Hinblick auf die Genauigkeit der Messung grundsätzlich solche Verfahren vorteilhaft, die eine berührungslose, d.h. von einem möglichen Radschlupf unabhängige Messung der Geschwindigkeit und/oder der von dem Fahrzeug zurückgelegten Strecke ermöglichen.
Allerdings können entsprechende Verfahren den Nachteil auf- weisen, dass sie dahingehend für Messfehler anfällig sind, dass in den Detektionsbereich einer für die Messung verwendeten Sensoreinrichtung eindringende Partikel, etwa in Form von Regen, Eis oder Schnee, zu einer Verfälschung der Messung führen können. Im ungünstigsten Fall kann es hierbei zu einer Abweichung zwischen der ermittelten und der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs bis hin zur Geschwindigkeit des jeweiligen Partikels beziehungsweise der jeweiligen Partikel kommen. Ein weiteres Problem besteht darin, dass eine ent¬ sprechende Fehlmessung in Abhängigkeit von der Art der ver- wendeten Sensoreinrichtung häufig mit technischen Mitteln der Sensoreinrichtung selbst, d.h. ohne zusätzliche Komponenten, nicht oder nur verbunden mit anderweitigen Nachteilen erkennbar ist. In diesem Zusammenhang ist insbesondere zu beachten, dass einerseits eine zuverlässige Fehlererkennung gewünscht beziehungsweise erforderlich ist. Andererseits können zu emp¬ findliche Fehleroffenbarungsmechanismen auch ohne eine tatsächliche Störung, d.h. beispielsweise ohne entsprechende Störpartikel, zu einem fälschlichen Erkennen von Messfehlern und damit letztlich beispielsweise zu einer Einschränkung der Verfügbarkeit der verwendeten Sensoreinrichtung führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erkennen eines Messfehlers bei der Ermittlung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs und/oder der Ermittlung einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Strecke anzugeben, durch das Messfehler auf vergleichsweise einfache und dennoch zuverlässige Weise erkannt werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Erkennen eines Messfehlers bei der Ermittlung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs und/oder der Ermittlung einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke, wobei mittels ei¬ ner fahrzeugseitigen optischen Sensoreinrichtung die Ge- schwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt wird und ein Messfehler anhand einer von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs abweichenden Komponente der ermittelten Geschwindigkeit erkannt wird . Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zunächst in einem ersten Schritt mittels einer fahrzeug- seitigen optischen Sensoreinrichtung die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt wird. Dabei erfolgt die Ermittlung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs mittels der optischen Sensor- einrichtung unabhängig davon, ob letztendlich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder die von dem Fahrzeug zurückge¬ legte Strecke ermittelt werden soll. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird hierbei unter einer optischen Sensoreinrichtung ganz allgemein eine solche Sensoreinrichtung ver- standen, die mit optischen Mitteln eine berührungslose Ermittlung beziehungsweise Messung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Bezug auf die Umgebung, d.h. beispielsweise be¬ zogen auf den Untergrund beziehungsweise die Fahrbahn, er- laubt. Bei einer entsprechenden optischen Sensoreinrichtung kann es sich beispielsweise um einen Sensor handeln, der - vom Funktionsprinzip her vergleichbar mit einer optischen Computermaus - einen Lichtstrahl, beispielsweise mit einer Wellenlänge im nahen Infrarotbereich, d.h. z.B. mit einer Wellenlänge von 850 nm, mit Hilfe von Leuchtdioden erzeugt, auf die Schienenoberkante abbildet und mittels einer Analyse der reflektierten Strahlung die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ermittelt . Gemäß dem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun ein Messfehler anhand einer von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs abweichenden Komponente der ermittelten Geschwindigkeit erkannt. Das erfindungsgemäße Verfahren macht sich hierbei die Erkenntnis zu Nutze, dass Störeinflüsse, beispielsweise in Form des zuvor beschriebenen Partikelflugs, in der Regel, etwa aufgrund von Verwirbelungen, derart ausge¬ bildet sind, dass die entsprechenden Partikel beziehungsweise Teilchen auch eine von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs abweichende Geschwindigkeitskomponente aufweisen. Diese von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs abweichende Komponente der ermittelten Geschwindigkeit ist somit dafür geeignet, ei¬ nen Messfehler bei der Ermittlung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder der von dem Fahrzeug zurückgelegten Strecke, insbesondere aufgrund von Partikelflug, zu erkennen. Vorteilhafterweise ist dies möglich, ohne dass hierfür zu¬ sätzliche Komponenten, etwa in Form weiterer Sensoren, erforderlich sind. Darüber hinaus ist aufgrund der üblicherweise bekannten Ausrichtung der fahrzeugseitigen optischen Sensoreinrichtung in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs anhand der von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs abweichenden Komponente der ermittelten Geschwindigkeit eine besonders zuverlässige Erkennung des Störeinflusses und damit auch des hiermit verbundenen Messfehlers möglich.
Grundsätzlich kann es sich im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bei dem Fahrzeug um ein Fahrzeug beliebiger Art handeln, für das eine Ermittlung der Geschwindigkeit und/oder der zurückgelegten Wegstrecke erfolgen soll.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels der optischen Sensoreinrichtung die Geschwindigkeit eines spurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs ermittelt. Dies ist vor¬ teilhaft, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens im Zusammenhang mit Schienenfahrzeugen im besonderen Maße zum Tragen kommen. So sind bei Schienenfahrzeugen aufgrund der vergleichsweise geringen Reibung im Rad-Schiene-System generell solche Messverfahren zur Ermittlung der Geschwindigkeit beziehungsweise der zurückgelegten Strecke bevorzugt, welche von einem möglichen Schlupf der Räder des Schienenfahrzeugs unabhängig sind. Darüber hinaus ist bei spurgebundenen Fahrzeugen, bei denen es sich neben Schienenfahrzeugen beispielsweise auch um spurgeführte Fahrzeuge mit Gummibereifung han¬ deln kann, die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs durch die Spurführung eindeutig festgelegt, so dass eine von der Bewe¬ gungsrichtung beziehungsweise der erwarteten Bewegungsrichtung des Fahrzeugs abweichende Komponente der ermittelten Ge¬ schwindigkeit eindeutig auf Störeinflüsse, insbesondere in Form von beweglichen Partikeln in Form von Regen beziehungsweise Wasser, Schnee oder Eis, zurückgeführt werden kann.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels der optischen Sensoreinrichtung die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Bezug auf zumindest zwei linear unabhängige Messachsen ermittelt. Dies ist vorteilhaft, da unter Verwendung von zumindest zwei linear unabhängigen Messachsen eine von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs abweichende Komponente der ermittelten Ge¬ schwindigkeit zuverlässig erkannt werden kann.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren hierbei wei¬ terhin derart ausgestaltet, dass mittels der optischen Sen- soreinrichtung die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Bezug auf zumindest zwei linear unabhängige Messachsen ermittelt wird, von denen eine parallel zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist. Dies ist vorteilhaft, da mittels der paral¬ lel zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichteten Mess- achse auf besonders einfache Art und Weise eine auf die Bewe¬ gungsrichtung bezogene Ermittlung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfolgen kann.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart weitergebildet sein, dass mittels der optischen Sensorein¬ richtung die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Bezug auf zu¬ mindest zwei linear unabhängige, senkrecht zueinander ausge¬ richtete Messachsen ermittelt wird. Die Verwendung zweier linear unabhängiger, senkrecht zueinander ausgerichteter Mess- achsen zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs weist den Vorteil auf, dass hierdurch die von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs abweichende Komponente der ermittelten Ge¬ schwindigkeit auf besonders einfache und letztendlich damit auch besonders zuverlässige Art und Weise ermittelt werden kann.
In Bezug auf die Einrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine fahrzeugseitige Einrichtung zum Ermitteln der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs und/oder zum Ermitteln einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke anzugeben, die es auf vergleichsweise einfache und dennoch zuverlässige Weise erlaubt, Messfehler zu erkennen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine fahr- zeugseitige Einrichtung zum Ermitteln der Geschwindigkeit ei¬ nes Fahrzeugs und/oder zum Ermitteln einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke, wobei die Einrichtung eine fahr- zeugseitige optische Sensoreinrichtung zum Ermitteln der Ge- schwindigkeit des Fahrzeugs aufweist und ausgebildet ist, ei¬ nen Messfehler anhand einer von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs abweichenden Komponente der ermittelten Geschwindigkeit zu erkennen. Die Vorteile der erfindungsgemäßen fahrzeugseitigen Einrichtung entsprechen denjenigen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Gleiches gilt hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten Weiterbildungen der erfin- dungsgemäßen Einrichtung in Bezug auf die entsprechenden bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass auch diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Erläuterungen verwiesen wird. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Einrichtung derart wei¬ tergebildet, dass die optische Sensoreinrichtung ausgebildet ist, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Bezug auf zumindest zwei linear unabhängige Messachsen zu ermitteln. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die optische Sensoreinrichtung hierbei weiterhin ausgebildet, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Bezug auf zumindest zwei linear unabhängige Messachsen zu ermitteln, von denen eine parallel zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs ausgerichtet ist.
Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch derart ausgeprägt sein, dass die optische Sensoreinrichtung ausgebildet ist, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Bezug auf zumindest zwei linear unabhängige, senkrecht zueinander ausgerichtete Messachsen zu ermitteln. Die Erfindung umfasst ferner ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung beziehungsweise mit einer Einrichtung gemäß einer der zuvor genannten bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung. Vorzugsweise kann das Fahrzeug hierbei als spurgebundenes
Fahrzeug, insbesondere als Schienenfahrzeug, ausgeführt sein.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei¬ spielen näher erläutert. Hierzu zeigt
Figur 1 in einer schematischen Skizze ein Fahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä¬ ßen Einrichtung,
Figur 2 zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein erstes sche- matisches Diagramm und
Figur 3 zur weiteren Erläuterung des Ausführungsbei- spiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein zweites schematisches Diagramm.
Figur 1 zeigt in einer schematischen Skizze ein Fahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung. Dargstellt ist ein Fahrzeug 10 in Form eines Schienenfahr¬ zeugs, das sich mit einer Geschwindigkeit o nach rechts be¬ wegt. Das Fahrzeug 10 weist eine optische Sensoreinrichtung 20 auf, die zum Ermitteln der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 sowie hierauf basierend zum Ermitteln der von dem Fahrzeug 10 zurückgelegten Wegstrecke dient. In Figur 1 ist hierbei eine durch die optischen Sensoreinrichtung 20 vorgenommene Messwerterfassung beispielhaft mittels eines von der opti¬ schen Sensoreinrichtung 20 ausgehenden Lichtstrahls 21 sowie eines von dem Untergrund, d.h. beispielsweise der Oberkante einer von dem Fahrzeug 10 befahrenen Schiene, reflektierten Lichtstrahls 22 angedeutet.
Die optische Sensoreinrichtung 20 ist an eine Verarbeitungs- einrichtung 24 angebunden, die zur weiteren Verarbeitung der von der optischen Sensoreinrichtung 20 ermittelten Geschwindigkeit dient und beispielsweise als Bestandteil eines Bord¬ computers des Fahrzeugs 10 ausgebildet sein kann. Gemeinsam mit der optischen Sensoreinrichtung 20 bildet die Verarbei- tungseinrichtung 24 hierbei eine fahrzeugseitige Einrichtung 25. Es sei darauf hingewiesen, dass die Verarbeitungseinrichtung 24 abweichend von der Darstellung der Figur 1 selbstverständlich auch als integrierter Bestandteil der optischen Sensoreinrichtung 20 ausgebildet sein könnte, in welchem Fall die fahrzeugseitige Einrichtung 25 im Wesentlichen durch die optische Sensoreinrichtung 20 gebildet werden würde.
In der Praxis kann nun das Problem auftreten, dass es insbesondere durch bewegliche Partikel im Detektionsbereich der optischen Sensoreinrichtung 20 zu unerwünschten und unerkannten Messfehlern kommt. Dies ist in Figur 1 durch Regen- beziehungsweise Wassertropfen 30 angedeutet, die sich im Be¬ reich zwischen der fahrzeugseitigen Einrichtung 20 und der Schienenoberkante bewegen und im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels eine Geschwindigkeitskomponente vR ent¬ gegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10 aufwei¬ sen. Diese parallel zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10 ausgerichtete Geschwindigkeitskomponente vR kann nun dazu führen, dass von der optischen Sensoreinrichtung 20 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 und damit auch die von dem Fahrzeug 10 zurückgelegte Wegstrecke verbunden mit einem gro¬ ßen Messfehler ermittelt wird. So könnten die Regentropfen 30 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel dazu führen, dass die ermittelte Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 fälschlicher¬ weise maximal um die Geschwindigkeit vR von der tatsächlichen Geschwindigkeit v0 des Fahrzeugs 10 abweicht.
Um entsprechende Messfehler zuverlässig erkennen zu können und damit auch die Voraussetzung für eine entsprechende Kor¬ rektur beziehungsweise Berücksichtigung zu schaffen, ist die fahrzeugseitige Einrichtung 25 im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Einrichtung nun vorteilhafterweise ausgebildet, entsprechende Messfehler an- hand einer von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10 abweichenden Komponente der ermittelten Geschwindigkeit zu erken¬ nen. Dies bedeutet, dass die optische Sensoreinrichtung 20 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 nicht nur in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10, sondern darüber hin- aus auch in Bezug auf eine hiervon linear unabhängige Mess¬ achse erfasst beziehungsweise ermittelt. Dies soll im Folgen¬ den anhand der Figuren 2 und 3 näher erläutert werden.
Figur 2 zeigt zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein erstes schematisches Dia¬ gramm. In diesem Diagramm ist eine parallel zur beziehungs¬ weise in Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10 ausgerichtete Komponente vp der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 als Funk¬ tion der Zeit t dargestellt. Hierbei ist erkennbar, dass aus- gehend von der tatsächlichen Geschwindigkeit o des Fahrzeugs 10 sich durch den Partikelflug in Form der Regentropfen 30 Spitzen beziehungsweise Ausschläge der ermittelten Geschwindigkeit ergeben, die nach oben hin durch die Summe der Fahr- zeuggeschwindigkeit o und der Geschwindigkeit vR der Regen¬ tropfen 30 begrenzt ist. Der jeweilige Wert der Geschwindig¬ keitskomponente vp hängt hierbei im zeitlichen Verlauf insbe¬ sondere davon ab, in welchem Umfang die von der optischen Sensoreinrichtung 20 durchgeführte Messung zum jeweiligen Zeitpunkt durch die Regentropfen 30 beeinflusst wird. Des
Weiteren ist zu berücksichtigen, dass auch die Regentropfen 30 selbst in der Praxis üblicherweise keine hinsichtlich ih¬ res Betrages einheitliche Geschwindigkeit vR in Bewegungs¬ richtung des Fahrzeugs 10 aufweisen werden.
Unabhängig von dem konkreten jeweiligen zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeitskomponente vp wird es in der Praxis übli¬ cherweise nicht beziehungsweise zumindest nicht ohne weiteres möglich sein, allein anhand dieses zeitlichen Verlaufs zu er- kennen, dass hinsichtlich der Ermittlung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 und/oder der von dem Fahrzeug 10 zurückge¬ legten Wegstrecke ein durch die Partikel in Form der Regentropfen 30 verursachter Messfehler vorliegt. Das Erkennen dieses Messfehlers ist jedoch anhand einer von der Bewegungs- richtung des Fahrzeugs 10 abweichenden Komponente der ermit¬ telten Geschwindigkeit möglich, wie nachfolgend anhand von Figur 3 näher erläutert wird.
Figur 3 zeigt zur weiteren Erläuterung des Ausführungsbei- spiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein zweites schemati- sches Diagramm. In ähnlicher Darstellung wie in Figur 2 ist in Figur 3 die Geschwindigkeit vs dargestellt, die von der fahrzeugseitigen optischen Sensoreinrichtung 20 in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10 ge- messen beziehungsweise erfasst worden ist. Dies bedeutet, dass vp und vs jeweils in Bezug auf Messachsen ermittelt wer¬ den, die in einer horizontal, d.h. parallel zum Boden des Fahrzeugs 10, verlaufenden Ebene liegen.
Insbesondere aufgrund der durch die Spurführung eindeutig vorgegebenen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10 wäre im ungestörten Zustand der optischen Sensoreinrichtung 20 zu erwarten, dass die Geschwindigkeitskomponente vs konstant null ist. Entsprechend der Darstellung der Figur 3 werden jedoch auch hier als Funktion der Zeit t Werte gemessenen, die sich von null unterscheiden und durch von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 10 abweichende Geschwindigkeitskomponenten der Regentropfen 30 verursacht sind. Anhand der Geschwindigkeits- komponente vs ist es somit nun möglich, zu erkennen, dass der ermittelte Wert der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 und/oder der ermittelte Wert der von dem Fahrzeug 10 zurückgelegten Wegstrecke aufgrund der Partikel in Form der Regentropfen 30 mit einem Messfehler behaftet ist. Hierdurch kann es bei- spielsweise ermöglicht werden, zusätzlich oder alternativ zu der optischen Sensoreinrichtung 20 eine weitere Sensoreinrichtung zur Messung zu verwenden, die zwar im Normalfall, d.h. in ungestörten Zustand, eine geringere Genauigkeit auf¬ weist als die optische Sensoreinrichtung 20, im Falle einer Störung derselben jedoch als Rückfallebene genutzt werden kann .
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen zeichnet sich die vorliegende Erfindung insbesondere dadurch aus, dass im Zusammenhang mit der Ermittlung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs und/oder der Ermittlung einer von einem Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke durch eine Ermittlung einer von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs abweichenden Geschwindigkeitskomponente auf besonders einfache und zuverläs- sige Art und Weise die Offenbarung insbesondere von solchen Messfehlern möglich ist, die durch Partikelflug zwischen der optischen Sensoreinrichtung und dem Untergrund hervorgerufen sind .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erkennen eines Messfehlers bei der Ermitt¬ lung der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs (10) und/oder der Ermittlung einer von dem Fahrzeug (10) zurückgelegten
Wegstrecke, wobei
- mittels einer fahrzeugseitigen optischen Sensoreinrichtung (20) die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) ermittelt wird und
- ein Messfehler anhand einer von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs (10) abweichenden Komponente der ermittelten Ge¬ schwindigkeit erkannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
mittels der optischen Sensoreinrichtung (20) die Geschwindigkeit eines spurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines
Schienenfahrzeugs, ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
mittels der optischen Sensoreinrichtung (20) die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) in Bezug auf zumindest zwei linear unabhängige Messachsen ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
mittels der optischen Sensoreinrichtung (20) die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) in Bezug auf zumindest zwei linear unabhängige Messachsen ermittelt wird, von denen eine paral¬ lel zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs (10) ausgerichtet ist .
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
mittels der optischen Sensoreinrichtung (20) die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) in Bezug auf zumindest zwei linear unabhängige, senkrecht zueinander ausgerichtete Messachsen ermittelt wird.
6. Fahrzeugseitige Einrichtung (25) zum Ermitteln der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs (10) und/oder zum Ermitteln ei- ner von dem Fahrzeug (10) zurückgelegten Wegstrecke, wobei die Einrichtung (25)
- eine fahrzeugseitige optische Sensoreinrichtung (20) zum Ermitteln der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) aufweist und
- ausgebildet ist, einen Messfehler anhand einer von der Be¬ wegungsrichtung des Fahrzeugs (10) abweichenden Komponente der ermittelten Geschwindigkeit zu erkennen.
7. Einrichtung nach Anspruch 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die optische Sensoreinrichtung (20) ausgebildet ist, die Ge¬ schwindigkeit des Fahrzeugs (10) in Bezug auf zumindest zwei linear unabhängige Messachsen zu ermitteln.
8. Einrichtung nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die optische Sensoreinrichtung (20) ausgebildet ist, die Ge¬ schwindigkeit des Fahrzeugs (10) in Bezug auf zumindest zwei linear unabhängige Messachsen zu ermitteln, von denen eine parallel zur Bewegungsrichtung des Fahrzeugs (10) ausgerichtet ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die optische Sensoreinrichtung (20) ausgebildet ist, die Ge¬ schwindigkeit des Fahrzeugs (10) in Bezug auf zumindest zwei linear unabhängige, senkrecht zueinander ausgerichtete Mess- achsen zu ermitteln.
10. Fahrzeug (10) mit einer Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9.
11. Fahrzeug nach Anspruch 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Fahrzeug (10) ein spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, ist.
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