专利名称：用于监视从车辆入口到建筑部分的上车或下车区域的监视装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求I的前序部分的监视装置和一种根据权利要求11的前序部分的方法。
背景技术：
在轨道车辆中通常需要监视门区域，以便在控制门的情况下实现乘客受伤或特殊的舒适功能。监视系统并且特别是无接触的系统广泛地应用于边界区域中，在这些边界区域中，例如因天气影响而给通过接触感应的器件的监视造成困难。这种监视单元的最简单 的实施方式是光电栅栏，该光电栅栏由发送单元和接收单元构成。如果光路被人或物体阻断，接收器就不会记录光信号，因而相当于阻碍了要监视的空间区域。光栅系统的工作原理为，用光栅模(Lichtgittermuster)照明要检查的物体，以便由物体对光栅模的反射推导出物体的空间坐标。超声传感器也基于类似的原理工作，其中由发出的音频信号的声音反射来接收、分析3D坐标，并配设于物体。但对这种声音信号的探测和分析设计起来非常繁琐。到目前为止，还不能在一个单元或者采用共同的物理测量原理实现各种不同的监视功能，比如识别人或物体、确定准确的位置。
发明内容
本发明的目的是，提出一种改进的监视装置和一种用于监视从车辆入口到建筑部分的上车或下车区域的改进的方法。该目的通过一种根据权利要求I的监视装置以及一种根据权利要求11的用于监视从车辆入口到建筑部分的上车或下车区域的方法实现。本发明提出一种用于监视从车辆入口到建筑部分的上车或下车区域的监视装置，其中该监视装置具有如下特征-光学摄像机系统，其带有用于提供第一图像的第一摄像机和用于提供第二图像的第二摄像机，其中该摄像机系统构造成用于由第一图像和第二图像产生立体图像；和-分析单元，其构造成用于由该立体图像识别出在上车或下车区域中的至少一个物体和/或由该立体图像确定出建筑部分相对于车辆的至少一个部分的位置，以便监视上车或下车区域。本发明还提出一种用于监视从车辆入口到建筑部分的上车或下车区域的方法，其中该方法具有如下步骤-提供光学摄像机系统，并提供析单元，该光学摄像机系统带有用于提供第一图像的第一摄像机和用于提供第二图像的第二摄像机；-由第一图像和第二图像产生立体图像；-利用该立体图像监视上车或下车区域，其中在监视时识别出在上车或下车区域中的至少一个物体，和/或确定出建筑部分相对于车辆的至少一个部分的位置。
本发明基于如下构思用于产生立体图像的光学摄像机系统也可以用于监视一定的区域(例如轨道车辆门的前面)。在这种情况下，这种光学摄像机系统可以实现各种不同传感器的功能集成。而在现有技术中，为了测量各种不同的物理参数，必须装有多个传感器，以便能够几乎同等地对上下车区域进行监视。一方面，例如可以通过光学摄像机系统来探测在监视区域中是否有物体存在，这在现有技术中可通过光电栅栏来实现。但另一方面，利用同一摄像机系统也可以由立体图像的空间信息来得出在监视区域中的该物体的空间坐标，而这在现有技术中通过超声传感器来实现。此外，通过摄像机系统还可以确定建筑的一部分(比如站台边缘)相对于车辆的间距或位置。仅仅基于对所检测的立体图像的分析，或者对由光学摄像机系统的摄像机检测的两幅图像的分析，即可保持所有所述的功能。对立体图像的这种分析可在技术上简单地通过可用的分析程序和当今已经可供使用的有工作能力的处理器来实施。本发明提供的优点是，现在无需再为各个功能装有多个不同的传感器，而是一个唯一的单元就提供了所需的多种功能。由此可以实现将各种不同的监视功能组合在一个单元中。这样就必定会实现在制造上述监视装置时降低成本。
在本发明的一种有益的实施方式，光学摄像机系统可以固定在车辆上。本发明的这种实施方式提供的优点是，摄像机系统始终都直接位于入口前面的监视区域中。由于不可认为车辆入口在一定时间位于建筑部分前面的相同位置，摄像机系统位于该建筑部分附近，故较有利的是，将监视装置完全固定在车辆上。这样就能实现明确地确定在上车或下车区域中的人或物体的位置。根据本发明的一种特殊的实施方式，光学摄像机系统在入口附近的区域中固定在车辆内部，所述光学摄像机系统还可以包括转向单元，以便使得摄像机系统的视野转向至上下车区域。本发明的这种实施方式提供的优点是，保护监视装置免受外界环境影响，并避免从车辆外部受到损坏。也可以省去防水和防灰的构造方式。根据本发明的另一实施方式，车辆具有关闭入口的门，分析单元可以被构造用于这样地控制门，使得在车辆的上车或下车区域中有人或物体时，使得门保持打开。本发明的这种实施方式提供的优点是，于是可以设置一个中央控制单元，其除了分析立体图像外还进行门控制。这可以导致减少所需要的电子组件，进而也导致成本降低。根据另一实施方式，车辆可以具有能伸出的脚踏台阶，其中该脚踏台阶可伸出到车辆入口与建筑部分之间的脚踏区域，其中分析单元被构造用于探测伸出的脚踏台阶。本发明的这种实施方式提供的优点是，对伸出的脚踏台阶的检测是一个关键特征，以便允许车辆起动，从而通过对脚踏台阶上的人或物体的识别可以通过中央分析单元非常简单地改善运行安全性。此外可以确定在车辆的哪个入口处出现(例如占用的)脚踏台阶出了问题，进而可以迅速地消除这种故障。脚踏台阶未按规范缩进意味着它本身受损，并且有伤及在建筑部分区域中的人员的危险。此外，根据另一实施方式，该装置包括分析单元，其被构造用于检测脚踏台阶相对于建筑部分的位置，并这样地控制脚踏台阶，使得在脚踏台阶伸出时保持脚踏台阶相距建筑部分的预定的最小间距。本发明的这种实施方式提供的优点是，可以确定建筑部分相对于车辆的准确位置，以便能够确定建筑部分相对于车辆的准确位置，由此防止脚踏台阶与建筑部分相撞。
同样有益的是，该装置包括分析单元，以便在车辆与建筑部分之间的区域中可识别到人或物体时，将脚踏台阶的伸出功能停用。本发明的这种实施方式提供的优点是，不会因脚踏台阶伸出而伤及在建筑部分与车辆之间不小心被夹住的人。在建筑部分与车辆之间的中间区域中有物体时也可以保护脚踏台阶。由此阻止伸出功能。根据本发明的另一实施方式，该装置包括分析单元，其被构造用于控制门运动，如果可识别到在脚踏台阶区域中有至少一个人或物体。本发明的这种实施方式提供的优点是，在门关闭之前向脚踏台阶区域中的相应人员发出警报，或者如果有人踏上脚踏台阶就打开门。这两种监视功能都含有保护相关人员的功能。同样有益的是，根据另一实施方式，该装置具有分析单元，其被构造用于向车辆驾驶员发出警报，如果可识别到在建筑部分的安全区域中有至少一个人或物体。本发明的这种实施方式提供的优点是，利用立体图像能自动地产生探测通报，如果有人或物体位于建筑部分的危险区域中，并能确定对相应人员或物体进行探测的准确位置。
根据另一实施方式，该装置可以包括分析单元，其被构造用于实现对通过车辆入口的上车和/或下车人员进行计数。本发明的这种实施方式提供的优点是，利用立体图像能计数上车或下车人员的数量，由此能够计算上车或下车的人员，进而能确定车辆中的当前人员数量。这在危险情况下特别有助于了解尚未发现的人员数量。车辆中每天输送的人员数量的数据也可以用于据此建立使用统计(Nutzungsstatik)。
下面借助附图详述本发明的优选实施例。其中图I为可在本发明的一个实施例中应用的各组件的布置的侧视图；图2为根据本发明的一个实施例可监视的各个不同区域的侧视图；和图3为本发明的一个作为方法的实施例的流程图。
具体实施例方式在对本发明的优选实施例的如下说明中，对于不同附图中所示出的作用相似的部件标有相同的或相似的附图标记，其中略去对这些部件的重复说明。下述实施例仅仅为示范性地选取，且可以相互组合。若一实施例包含在第一特征与第二特征之间的“和/或”逻辑，则可以认为，该实施例根据一种实施方式既具有第一特征又具有第二特征，而根据另一实施方式则要么只有第一特征，要么只有第二特征。图I中所示为可在本发明的一个实施例中应用的各组件的布置的侧视图。在这里，站台边缘I是建筑部分(例如在另一火车站处于另一高度2)。此外，在轨道车辆上，尤其是在轨道车辆的门区域上面安置有摄像机系统3，以便在扫描区域4的预定空间角度内检测上下车区域。门区域5例如形成入口附近的区域。还示出了脚踏台阶6，其大致在站台边缘的高度在车辆上伸出。根据本发明的一个方面涉及要能实现例如带有自动门系统的轨道车辆的门4的上下车区域。在后续说明中，为了简明起见，只针对车辆，其中车辆是轨道车辆、带有可监视的装载口的LKW或另一种车辆。该监视系统把各种不同的传感器系统的特性都集成在一个单元中，其中明显的是，无接触的运行方式和站台位置信息的获取作为特别的特征。在这里，整个摄像机系统3最好安装在轨道车辆的门区域中。安置在门区域中的传感器系统3能够通过对第一和第二摄像机的立体图像或两幅单张图像的分析来实施监视功能。在门空间4的区域中，在门打开和关闭时进行监视，由此例如可以有助于防止有人在该区域中被夹住。对脚踏台阶6的上下车功能的监视导致对上脚踏台阶还是下脚踏台阶进行冗余询问。除了所述功能外，利用光学摄像机系统还可以监视在障碍限界4中是否有干扰物件，并且识别到这种干扰物件就会激活一种算法，该算法延迟车辆起动。另外，利用同一摄像机系统可实现监控在脚踏台阶6上是否有人或物体存在。为了实现利用光学摄像机系统3来识别站台边缘I并能够反馈准确的位置坐标，需要拓宽的扫描区域4，其也能识别到在站台边缘前面的站台安全区域的人或物体。为此例如可以把监视区域拓宽超出站台边缘区域(也就是在背离车辆的方向上)。借助于拓宽的扫描区域可以实现识别到站台边缘附近的人，其中在安全监视中利用由立体图像得到的数据。在分析立体图像时，监视系统的另一特性是，用作上下车人员的计数系统，其也可以称为乘客计数系统。总之需要注意，利用光学传感器系统3能监视扫描区域4，其中通过对摄像机系统3的立体图像的各种不同的询问和分析，分别单独地监视各种不同的扫描区 域，比如站台边缘I或2，或者门区域5或脚踏台阶区域6，并能分析由相应的监视得到的数据。接下来对上下车区域的不同区域进行详细的描绘，在所述不同区域中实施特殊的监视功能。图2所示为根据本发明的一个实施例可监视的各个不同区域的侧视图。在此设置有用于监视门空间的监视区11。监视区12还用于检查脚踏台阶的上下车功能。为了检查在脚踏台阶区域中是否有干扰物件，对涉及监视区13的数据加以分析。如果在监视区14中有人或物体，就将此记录为要进入到脚踏台阶区域中。除了识别站台边缘外，同时还将确定在监视区15中站台边缘相对于车辆的准确位置。分析监视区16的数据，即可识别到在站台危险区域中的人或物体。对监视区11和17的数据进行共同分析，即可计数上车和/或下车的人员。根据本发明的一个实施例，监视装置由传感器系统3构成，该传感器系统可以在门区域附近(在上方或侧面)牢固地安装在车辆上。传感器系统3主要由两个光学摄像机组成，其中每个独立的摄像机都能摄取图像。这两幅图像然后组成一个立体图像，或者对这两幅图像的数据共同地进行分析，以便得到在监视区域中的物体间隔信息，并由此例如算得每个像素的距离信息。然后利用集成在分析单元中的先进软件，可以过滤出在传感器系统4的观察面内的各种不同的扫描区域，并分析这些扫描区域是否有物体。传感器系统3本身可以分析是否有物体。传感器系统3本身可以在一个专用的壳体中直接安置在车辆外侧或车辆内部，必要时使用转向单元，用于使得视野转向至上下车区域。可以在车辆制动时从一定的(余留)速度起将摄像机系统3激活，或者也可以在车辆停车时才将其激活，这要取决于要实施的功能。自激活起，就以规律的间隔(例如以至多20副图像/秒的频率)摄取周围环境的图像或要监视的区域的图像，并进行相应的分析。由此可以实现下述功能。如果传感器系统3的监视区11经过这样地限定，使得它位于门扇外侧附近或者甚至可以突伸到门区域中，则分析单元将能够探测到人和/或物体。通过这种监视，可以有助于或者实现在门打开并随后关闭时防止夹住人，此时防止在该区域中还有人时关闭门扇。为了即使在门关闭时也能主动地保持这种监视，例如也可以动态地在关闭区域中根据门扇位置来减小监视区。通过对监视区12的分析，可以探测是否有脚踏台阶。这种监视是必需的，以便确定脚踏台阶的状态。对脚踏台阶的状态的这种识别例如可以用于在脚踏台阶缩进情况下允许车辆起动。为了识别可能被夹住的物体，规定了监视区13，所述物体突伸到障碍限界4中，因而超出车辆的最大允许的外尺寸。也可以探测位于该区域中的人或物体，以便由此不会因脚踏台阶伸出而危及人员。还可以分析监视区14的数据，从而识别到处于脚蹬上的人和物体。可以根据脚踏台架监视的结果来引起相应的门功能。例如，如果乘客想进入轨道车辆，或者在门已经关闭的情况下，可以引起门打开，在门刚刚关闭时，可以向相关人员发出警报提示。通过对监视区15的监视和对从该监视区15获得的数据的分析，可以获取站台边 缘的准确坐标。这种信息可以通过分析单元用来这样地控制要伸出的脚蹬，使得该脚蹬以较小的余留间隙尽可能地靠近站台定位。由于余留间隙尺寸很小，故可以避免因跌落到余留间隙中所致的危及人员。通过对监视区16中的物体的监视，可以识别到站台危险区域中的人，并在该监视区域16中有人或其它物体时，向驾驶员或车辆起动闸机发出相应的警报提示。这样就能实现进行自动的安全监视，从而能相应地快速而可靠地采取避免危及人员的措施。用于上下车人员的计数系统可以通过对物体或人员移动方向的可能的识别实现，其通过分析两个不同地规定的监视区域或监视区11和17的数据实现。因而除了不同的传感器系统外，还可以通过对摄像机系统的立体图像的分析来非常简单地实施乘客计数装置。另外，在本发明的所有实施例中，均无需同时使用上面规定的功能。由于传感器系统的通用性，通过像素分析也可以实现仅执行个别的监视功能。还可以实现其它并非单独实施的监视方案。传感器系统可以根据应用通过固定铺设的线缆或者通过任意的总线系统(比如CAN总线、以太网等等)与门控制装置连接。根据所选择的监视功能，将相应的信息传送至门控制装置，并在那里予以相应的分析，或者触发相应的功能，例如通过规定伸出距离来确定脚蹬6的位置，或者在门区域中有人时使门5退回。也可以考虑将此处建议的方案例如应用于在装载平台(即建筑部分)处监视LKW的起动或装载情况。于是门开口例如就是LKW的车尾开口，装载工或者LKW驾驶员通过所述车尾开口对LKW进行装载或卸载。但在这里也可以有利地采用所述功能。图3所示为用于监视从车辆入口到建筑部分的上车或下车区域的方法30的流程图。该方法在此包括提供光学摄像机系统并提供分析单元的步骤31，该摄像机系统带有用来提供第一图像的第一摄像机和用来提供第二图像的第二摄像机。该方法还具有由第一和第二图像产生立体图像的步骤32。在另一步骤“监视”33中，利用立体图像监视上车或下车区域，其中在监视时可以识别上车或下车区域中的至少一个物体，和/或可以确定建筑部分相对于车辆的至少一个部分的位置。附图标记清单I 站台2站台(替代高度的)
3摄像机系统4空间角度、扫描区域5门区域6脚踏台阶11门空间的监视区12脚踏台阶功能的监视区13障碍限界(Lichtraumprofil)中的干扰物件的监视区14脚踏台阶区域的监视区
15站台边缘的监视区16站台边缘附近人员的监视区17计数系统(与11 一起)30监视方法31提供步骤32立体图像产生步骤33上车或下车区域的监视步骤
权利要求
1.一种用于监视从车辆的入口(5)到建筑部分(1、2)的上车或下车区域(4)的监视装置，其中该监视装置具有如下特征 -光学摄像机系统(3)，所述光学摄像机系统带有用于提供第一图像的第一摄像机和用于提供第二图像的第二摄像机，其中该摄像机系统(3)构造成用于由第一图像和第二图像产生立体图像；和 -分析単元，该分析单元构造成用于由该立体图像识别出在上车或下车区域(4)中的至少ー个物体和/或由该立体图像确定出建筑部分(1、2)相对于车辆的至少ー个部分的位置，以便监视上车或下车区域(4)。
2.如权利要求I所述的装置，其特征在于，光学摄像机系统(3)固定在车辆上。
3.如权利要求I或2所述的装置，其特征在于，光学摄像机系统(3)在所述入口(5)附近的区域固定在车辆内部。
4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中车辆具有关闭所述入口(5)的门，其特征在于，分析単元被构造用于这样地控制门，使得在车辆的上车或下车区域(4)中有人或物体时使门保持打开。
5.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中车辆具有能伸出的脚踏台阶(6)，该脚踏台阶可伸出到车辆的入口与建筑部分(1、2)之间的脚踏区域中，其特征在于，分析単元构造成用于探测伸出的脚踏台阶(6)。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，分析单元构造成用于检测脚踏台阶相对于建筑部分(1、2)的位置，并这样地控制脚踏台阶出)，使得保持脚踏台阶(6)相对于建筑部分(1、2)的预定的最小间距。
7.如权利要求5或6中任一项所述的装置，其特征在干，分析单元构造成如果在车辆与建筑部分(1、2)之间的区域中可识别到人或物体，则将脚踏台阶(6)的伸出功能停用。
8.如权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在干，分析单元构造成如果能识别到在脚踏台阶(6)的区域中有至少ー个人或物体，则控制门运动。
9.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，分析单元构造成如果可识别到在建筑部分(1、2)的安全区域(16)中有至少ー个人或物体，则向车辆驾驶员发出警报，。
10.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，分析单元构造成用于对通过车辆的入口(5)的上车和/或下车的人进行计数。
11.一种用于监视从车辆的入口(5)到建筑部分(1、2)的上车或下车区域(4)的方法(30)，其中该方法(30)具有如下步骤 -提供(31)光学摄像机系统(3)，并提供分析単元，该光学摄像机系统带有用于提供第一图像的第一摄像机和用于提供第二图像的第二摄像机； -由第一图像和第二图像产生(32)立体图像； -利用该立体图像监视(33)上车或下车区域，其中在监视时识别出在上车或下车区域(4)中的至少ー个物体，和/或确定出建筑部分(1、2)相对于车辆的至少ー个部分的位置。
全文摘要
本发明涉及一种用于监视从车辆的入口(5)到建筑部分(1、2)的上车或下车区域(4)的监视装置，该监视装置具有光学摄像机系统(3)，该光学摄像机系统带有用于提供第一图像的第一摄像机和用于提供第二图像的第二摄像机，可以由第一和第二图像产生立体图像。该监视装置还具有分析单元，用于由该立体图像识别出在上车或下车区域(4)中的至少一个物体和/或用于由于该立体图像可以确定出建筑部分(1、2)相对于车辆的至少一个部分的位置，以便监视上车或下车区域(4)。
文档编号B61D19/02GK102648117SQ201080038404
公开日2012年8月22日 申请日期2010年8月17日 优先权日2009年8月27日
发明者A·施纳布尔 申请人:克诺尔-布里姆斯股份有限公司