本發(fā)明涉及用于鐵路車輛(有軌電車)的自動(dòng)碰撞檢測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車行業(yè)已經(jīng)提供了對(duì)象檢測(cè)。例如,US 2009/0002222 A1披露了一種碰撞避免系統(tǒng)，以減少由超高對(duì)象如立交橋、和次高附屬物例如鐵軌引起的虛假警報(bào)的數(shù)量。US 2009/0002222 A1描述了一種利用傳統(tǒng)的一維雷達(dá)技術(shù)來(lái)估計(jì)至少一個(gè)目標(biāo)的高度的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括短程掃描雷達(dá)傳感器和遠(yuǎn)程掃描雷達(dá)傳感器、以及數(shù)字處理器，該短程掃描雷達(dá)傳感器和遠(yuǎn)程掃描雷達(dá)傳感器具有不同范圍和傾斜波束角，該數(shù)字處理器用于根據(jù)基于第一和第二返回信號(hào)的相對(duì)信號(hào)值來(lái)估計(jì)所述至少一個(gè)目標(biāo)中的每個(gè)目標(biāo)的高度。

不過(guò)，該系統(tǒng)僅僅警告了車輛的司機(jī)，因此，它不能確保避免車輛與在車輛的前面或車輛側(cè)面移動(dòng)的人/任何對(duì)象的碰撞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種為車輛檢測(cè)無(wú)碰撞路徑的改進(jìn)的安全系統(tǒng)。該目的通過(guò)權(quán)利要求1所要求的安全系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

為此，本發(fā)明涉及一種避免車輛碰撞的安全系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

-一個(gè)或多個(gè)傳感器，所述一個(gè)或多個(gè)傳感器適于檢測(cè)對(duì)象與車輛的相對(duì)位置，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括：

-計(jì)算單元，所述計(jì)算單元適于計(jì)算多個(gè)區(qū)段的范圍并獲得車輛的速度；

-確定單元，所述確定單元適于根據(jù)由一個(gè)或多個(gè)傳感器檢測(cè)到的相對(duì)位置來(lái)確定對(duì)象所在的區(qū)段；和

-安全單元，所述安全單元適于根據(jù)車輛的速度和由確定單元確定的區(qū)段來(lái)采取行動(dòng)以避免車輛和對(duì)象之間的碰撞。

通過(guò)本發(fā)明，該系統(tǒng)允許進(jìn)行自動(dòng)搜尋，從而避免車輛例如有軌電車的碰撞。也就是說(shuō)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)障礙物與車輛的相對(duì)位置來(lái)執(zhí)行動(dòng)作而不會(huì)妨礙車輛的司機(jī)，以避免碰撞。

根據(jù)本發(fā)明的另一有利方面，所述系統(tǒng)包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)，所述特征可被單獨(dú)地或根據(jù)所有技術(shù)上地可能組合進(jìn)行考慮：

-傳感器是下組中的一個(gè)：雷達(dá)、攝像機(jī)、激光雷達(dá)；

-計(jì)算單元適于根據(jù)車輛的速度來(lái)計(jì)算區(qū)段的范圍；

-計(jì)算單元適于根據(jù)外部狀況和/或車輛的特征來(lái)計(jì)算區(qū)段的范圍；

-計(jì)算單元適于計(jì)算三個(gè)區(qū)段的范圍，該三個(gè)區(qū)段按照接更接近車輛的順序包括第一區(qū)段、第二區(qū)段和第三區(qū)段；

-雷達(dá)傳感器是位于車輛的前面的兩個(gè)傳感器和位于車輛的前側(cè)面的兩個(gè)傳感器；

-位于車輛的前側(cè)面的雷達(dá)傳感器的檢測(cè)角度短于位于車輛的前面的雷達(dá)傳感器的檢測(cè)角度。

-安全單元適于當(dāng)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)傳感器和確定單元在第三區(qū)段內(nèi)檢測(cè)到對(duì)象時(shí)發(fā)出警報(bào)；

-當(dāng)車輛不是正在移動(dòng)并且通過(guò)一個(gè)或多個(gè)傳感器和確定單元在任意一個(gè)區(qū)段內(nèi)檢測(cè)到對(duì)象時(shí)，安全單元從不釋放車輛的剎車；

-安全單元適于當(dāng)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)傳感器和確定單元在第一區(qū)段內(nèi)檢測(cè)到對(duì)象時(shí)執(zhí)行緊急剎車；

-安全單元適于當(dāng)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)傳感器和確定單元在第二區(qū)段內(nèi)檢測(cè)到對(duì)象時(shí)降低車輛的速度；

-計(jì)算單元適于將每個(gè)區(qū)段劃分為沿著車輛的前面的直線的直線區(qū)域和在直線區(qū)域外側(cè)的側(cè)面區(qū)域，使得側(cè)面區(qū)域比直線區(qū)域更接近車輛；

-計(jì)算單元適于根據(jù)車輛與對(duì)象的相對(duì)速度來(lái)計(jì)算區(qū)段的范圍；

-確定單元適于估計(jì)車輛和對(duì)象之間的未來(lái)的相對(duì)位置關(guān)系，并根據(jù)車輛和對(duì)象之間的未來(lái)的相對(duì)位置關(guān)系來(lái)確定對(duì)象將會(huì)位于的未來(lái)的區(qū)段；

-安全系統(tǒng)進(jìn)一步包括：

-成像單元，所述成像單元適于捕捉車輛的前面的圖像；和

-圖像處理單元，所述圖像處理單元適于通過(guò)處理由成像單元捕捉到的圖像來(lái)獲得軌道定位信息；其中

-確定單元適于根據(jù)由圖像處理單元獲得的軌道定位信息進(jìn)一步確定對(duì)象是否是危險(xiǎn)的，和

-安全單元適于只有當(dāng)通過(guò)確定單元確定對(duì)象是危險(xiǎn)的時(shí)才采取行動(dòng)以避免碰撞；

-圖像處理單元適于通過(guò)處理由成像單元捕捉到的圖像來(lái)獲得對(duì)象定位信息，和

-確定單元適于根據(jù)由圖像處理單元獲得的對(duì)象定位信息來(lái)進(jìn)一步確定對(duì)象是否是危險(xiǎn)的。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀僅以示例并且參考附圖給出的以下描述，將會(huì)更好地理解本發(fā)明，在附圖中：

-圖1是表示安全系統(tǒng)10的功能配置示例的框圖；

-圖2是表示雷達(dá)傳感器與區(qū)段的位置關(guān)系的圖；

-圖3是表示安全系統(tǒng)10的另一功能配置示例的框圖；

-圖4是對(duì)象/礙物檢測(cè)的概念圖；

-圖5是固定的對(duì)象/障礙物檢測(cè)的流程圖；

-圖6是移動(dòng)的對(duì)象/障礙物檢測(cè)的流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，會(huì)利用圖1和圖2披露關(guān)于本發(fā)明的一種為有軌電車12檢測(cè)無(wú)碰撞路徑的安全系統(tǒng)10的第一實(shí)施例。

在圖1中，用于避免有軌電車12碰撞的安全系統(tǒng)10包括計(jì)算單元14，四個(gè)傳感器16a、16b、16c和16d(例如雷達(dá)型或激光雷達(dá)型傳感器)，確定單元18和安全單元20。有軌電車12的車載系統(tǒng)中包括計(jì)算單元14、確定單元18和安全單元20。

安全系統(tǒng)10適于包括一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)傳感器，以檢測(cè)至少一個(gè)對(duì)象與有軌電車12的相對(duì)位置。在該實(shí)施例中，安全系統(tǒng)10具有四個(gè)置于有軌電車12前面的雷達(dá)傳感器16a、16b、16c和16d，以檢測(cè)對(duì)象與有軌電車12的相對(duì)位置。這兩個(gè)雷達(dá)傳感器16a和16b被置于有軌電車12的前面并且筆直監(jiān)測(cè)。這兩個(gè)雷達(dá)傳感器16c和16d可被置于有軌電車12的前側(cè)面，并且監(jiān)測(cè)側(cè)面。這兩個(gè)雷達(dá)傳感器16c和16d適于只短角度監(jiān)測(cè)，而角的側(cè)面將取決于有軌電車的尺寸，以便有軌電車12可通過(guò)無(wú)碰撞路徑。雷達(dá)傳感器16c和16d具有銳角視場(chǎng)，該銳角視場(chǎng)在30和60度之間，并且優(yōu)選地為約45度。位于中心的其他兩個(gè)雷達(dá)傳感器16a和16b具有鈍角視場(chǎng)，該鈍角視場(chǎng)在120和180度之間，優(yōu)選地為約150度。也就是說(shuō)，位于有軌電車12的前側(cè)面的雷達(dá)傳感器16c和16d的檢測(cè)角度短于位于有軌電車12的前面的雷達(dá)傳感器16a和16b的檢測(cè)角度。

確定單元18包括一裝置，該裝置用于基于由一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)傳感器即該實(shí)施例中的雷達(dá)傳感器16a、16b、16c和16d檢測(cè)到的相對(duì)位置來(lái)確定對(duì)象所在的區(qū)段。

圖2示出了雷達(dá)傳感器16a到16d與區(qū)段的位置關(guān)系。系統(tǒng)監(jiān)測(cè)被分為三個(gè)區(qū)段EBZ(緊急剎車區(qū)段)，SDZ(減速區(qū)段)和AZ(報(bào)警區(qū)段)，通過(guò)包括直線和側(cè)面的不同的角度來(lái)監(jiān)測(cè)每個(gè)區(qū)段。

計(jì)算單元14適于根據(jù)有軌電車12的速度來(lái)計(jì)算三個(gè)區(qū)段的范圍。此外，在本實(shí)施例中，計(jì)算單元14將每個(gè)區(qū)段劃分為沿著有軌電車12的正前方的線的直線區(qū)域和在直線區(qū)域外側(cè)的側(cè)面區(qū)域，使得側(cè)面區(qū)域比直線區(qū)域更接近有軌電車12。如圖2中所示的，EBZ被劃分為表示“緊急剎車區(qū)段-直線”的EBZR和表示“緊急剎車區(qū)段-側(cè)面”的EBZS。SDZ被劃分為表示“減速區(qū)段-直線”的SDZR和表示“減速區(qū)段-側(cè)面”的SDZS。AZ被劃分為表示“警報(bào)區(qū)段-直線”的AZR和表示“警報(bào)區(qū)段-側(cè)面”的AZS。換句話說(shuō)，AZ(警報(bào)區(qū)段區(qū)域)是由AZS和AZR兩者覆蓋的區(qū)域。SDZ(減速區(qū)段區(qū)域)是由SDZS和SDZR兩者覆蓋的區(qū)域。EBZ(緊急剎車區(qū)段區(qū)域)是由EBZS和EBZR兩者覆蓋的區(qū)域。

因此，EBZR、SDZR和AZR是在有軌電車12前面標(biāo)識(shí)的前區(qū)。EBZS、SDZS和AZS是沿著側(cè)面標(biāo)識(shí)的側(cè)前區(qū)。EBZS的半徑實(shí)際上小于EBZR的半徑。根據(jù)側(cè)面上的所需要的檢測(cè)區(qū)域，應(yīng)減小EBZS的感測(cè)范圍。SDZS的半徑實(shí)際上小于SDZR的半徑。根據(jù)側(cè)面上的所需要的檢測(cè)區(qū)域，應(yīng)減小SDZS的感測(cè)范圍。AZS的半徑實(shí)際上小于AZR的半徑。根據(jù)側(cè)面上的所需要的檢測(cè)區(qū)域，應(yīng)減小AZS的感測(cè)范圍。

安全系統(tǒng)10包括一裝置，該裝置用于接收與有軌電車12的當(dāng)前動(dòng)力特征以及軌道車輛的環(huán)境狀況(例如，干和濕軌道)和特征有關(guān)的信息。

計(jì)算單元14被連接至有軌電車控制系統(tǒng)或者連接至單獨(dú)的測(cè)程或定位系統(tǒng)20a，以接收有軌電車12的位置、速度和加速度。

它也被連接至用于確定外部狀況的水分傳感器20b，并且被連接至包含有軌電車12的特征(例如重量和制動(dòng)能力)的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)20c。

計(jì)算單元14包括控制裝置，控制裝置用于根據(jù)與區(qū)段區(qū)域之一中的對(duì)象的位置有關(guān)的信息來(lái)控制有軌電車。有軌電車移動(dòng)(速度)可由有軌電車控制系統(tǒng)或通過(guò)單獨(dú)的測(cè)程或定位系統(tǒng)20a提供。例如，計(jì)算單元14適于計(jì)算三個(gè)區(qū)段的范圍，該三個(gè)區(qū)段按照接更接近有軌電車12的順序而包括第一區(qū)段、第二區(qū)段和第三區(qū)段。在本示例中，第一區(qū)段是緊急剎車區(qū)段區(qū)域，第二區(qū)段是減速區(qū)段區(qū)域，而第三區(qū)段是警報(bào)區(qū)段區(qū)域。

緊急剎車區(qū)段是如下區(qū)域，即使有軌電車司機(jī)還沒有觀察到對(duì)象是否出現(xiàn)并且必須被視為該區(qū)域內(nèi)的障礙物、以及它是否是有軌電車12向前移動(dòng)的碰撞路徑，有軌電車12仍應(yīng)當(dāng)在該區(qū)域中自動(dòng)決定以通過(guò)自動(dòng)應(yīng)用剎車來(lái)減小有軌電車速度而停止。可從有軌電車12的當(dāng)前速度獲得緊急區(qū)域距離，這可外推至急剎車距離和x米的緩沖距離。

減速區(qū)段是如下區(qū)域，如果在區(qū)域內(nèi)檢測(cè)到對(duì)象，并且如果有軌電車12以同一速度移動(dòng)則它是有軌電車12的碰撞路徑，那么有軌電車12將在該區(qū)域中自動(dòng)減速，其中該對(duì)象在該情況下被視為障礙物。減速區(qū)段距離可通過(guò)有軌電車12的當(dāng)前速度來(lái)計(jì)算，這可外推至正常剎車距離和y米的緩沖距離。

警報(bào)區(qū)段是如下區(qū)段，如果在該區(qū)段中檢測(cè)到對(duì)象并且該對(duì)象因此被視為障礙物，那么有軌電車12應(yīng)當(dāng)在該區(qū)段中自動(dòng)發(fā)出警報(bào)(鳴笛)。警報(bào)區(qū)段應(yīng)當(dāng)距離減速區(qū)段末端z米，這應(yīng)當(dāng)是可設(shè)置的。

此外，計(jì)算單元14可以動(dòng)態(tài)計(jì)算區(qū)域距離，不僅根據(jù)有軌電車速度，而且根據(jù)有軌電車12的加速度、軌道車輛的特征以及環(huán)境條件例如干濕軌道來(lái)進(jìn)行該計(jì)算。根據(jù)速度和加速度來(lái)估計(jì)有軌車輛12在給定秒數(shù)(例如3s)內(nèi)將到達(dá)的位置是可能的。因此，一般，當(dāng)有軌電車12的速度最快時(shí)，區(qū)段的每個(gè)范圍被擴(kuò)大。

另外，計(jì)算單元14能夠適于根據(jù)有軌電車12與對(duì)象的相對(duì)速度來(lái)計(jì)算區(qū)段的范圍。在該情況下，計(jì)算單元14被連接至雷達(dá)傳感器16a到16d。在此，如果對(duì)象正在移動(dòng)，朝向?qū)ο蟮摹⒂熊夒娷?2所覆蓋的距離與有軌電車12的速度是不成正比的。由此，計(jì)算單元14可認(rèn)知到對(duì)象正在移動(dòng)。此外，雷達(dá)傳感器通常輸出相對(duì)速度。因此，很容易計(jì)算其他對(duì)象的速度(如果有其他對(duì)象的話)。也就是說(shuō)，計(jì)算單元14能夠通過(guò)推斷出有軌電車12和對(duì)象之間的進(jìn)一步的相對(duì)位置關(guān)系來(lái)動(dòng)態(tài)計(jì)算區(qū)段的范圍。

安全單元20適于根據(jù)由確定單元18確定的區(qū)段來(lái)采取行動(dòng)以避免有軌電車12和對(duì)象之間的碰撞。當(dāng)在一個(gè)區(qū)段中檢測(cè)到對(duì)象時(shí)，該對(duì)象被視為障礙物。

具體地，當(dāng)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)傳感器(雷達(dá)傳感器16a、16b、16c和16d)和確定單元18在第三區(qū)段(警報(bào)區(qū)段區(qū)域)內(nèi)檢測(cè)到障礙物時(shí)，安全單元20發(fā)出警報(bào)(鳴笛)。該警報(bào)(鳴笛)用于警告障礙物(人類)有軌電車12正在靠近。當(dāng)有軌電車12不是正在移動(dòng)并且通過(guò)一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)傳感器(雷達(dá)傳感器16a、16b、16c和16d)和確定單元18在任意一個(gè)區(qū)段內(nèi)檢測(cè)到障礙物時(shí)，安全單元20從不釋放有軌電車12的剎車。此外，當(dāng)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)傳感器(雷達(dá)傳感器16a、16b、16c和16d)和確定單元18在第一區(qū)段(緊急剎車區(qū)段區(qū)域)內(nèi)檢測(cè)到障礙物時(shí)，安全單元20適于執(zhí)行緊急剎車。另外，當(dāng)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)傳感器(雷達(dá)傳感器16a、16b、16c和16d)和確定單元18在第二區(qū)段(減速區(qū)段區(qū)域)內(nèi)檢測(cè)到障礙物時(shí)，安全單元20適于降低有軌電車12的速度。安全單元20不一定自己直接控制警報(bào)和有軌電車12的速度(剎車)。換句話說(shuō)，安全單元20能夠向一裝置提供輸入，該裝置控制系統(tǒng)的一部分或者是系統(tǒng)的一部分，系統(tǒng)的該部分直接控制警報(bào)(有軌電車12的鳴笛)和剎車控制單元，剎車控制單元負(fù)責(zé)機(jī)電剎車控制同時(shí)還負(fù)責(zé)有軌電車12的緊急剎車。

接下來(lái)，將描述采用自動(dòng)碰撞檢測(cè)算法來(lái)操作安全系統(tǒng)10。

首先，將描述的是已停止并準(zhǔn)備啟動(dòng)的有軌電車12的情況。計(jì)算單元14根據(jù)有軌電車12的速度計(jì)算三個(gè)區(qū)段(EBZ,SDZ和AZ)的范圍。如上文所述的，緊急剎車距離和正常剎車距離被考慮用于分別計(jì)算EBZ和SDZ的范圍。因此，當(dāng)有軌電車12停下來(lái)時(shí)，范圍是相對(duì)窄的。如果雷達(dá)傳感器16a、16b、16c和16d之一檢測(cè)到對(duì)象并且確定單元18確定了該對(duì)象位于三個(gè)區(qū)段之一內(nèi)并被視為障礙物，則安全單元20從不釋放有軌電車12的剎車。該功能是非常危險(xiǎn)的，因?yàn)槿绻熊夒娷?2啟動(dòng)并且障礙物沒有立刻移動(dòng)，有軌電車12將會(huì)進(jìn)入緊急區(qū)段距離并且必須應(yīng)用不必要的剎車。因此，幸虧安全單元20這一功能，具有安全系統(tǒng)10的有軌電車12可避免不必要的剎車。此外，在沒有有軌電車司機(jī)干預(yù)的情況下，當(dāng)通過(guò)雷達(dá)傳感器16a到16b和確定單元18在這些區(qū)段中的任一區(qū)段內(nèi)檢測(cè)到障礙物時(shí)，安全單元20可以發(fā)出警報(bào)(鳴笛)。

其次，將描述有軌電車12以恒定的速度移動(dòng)的情況。計(jì)算單元14根據(jù)有軌電車12的速度來(lái)計(jì)算三個(gè)區(qū)段(EBZ,SDZ和AZ)的范圍。具體地，應(yīng)當(dāng)根據(jù)有軌電車速度、軌道車輛的特征和環(huán)境條件例如干和濕軌道來(lái)動(dòng)態(tài)計(jì)算區(qū)段距離。緊急剎車區(qū)段距離可從有軌電車12的當(dāng)前速度獲得，這可外推至緊急剎車距離和x米(可被設(shè)置)的緩沖距離。減速區(qū)段距離再次可通過(guò)有軌電車12的當(dāng)前速度來(lái)計(jì)算，這可外推至正常剎車距離和y米(可被設(shè)置)的緩沖距離。減速區(qū)段將從緊急剎車區(qū)段距離的末端開始。警報(bào)區(qū)段應(yīng)當(dāng)距離減速區(qū)段末端z米，這應(yīng)當(dāng)是可設(shè)置的。

計(jì)算單元14根據(jù)有軌電車12的速度和有軌電車12需要的制動(dòng)距離可以計(jì)算三個(gè)區(qū)段的范圍。因此，將根據(jù)有軌電車12的速度而動(dòng)態(tài)計(jì)算區(qū)段范圍，有軌電車12需要的制動(dòng)距離與距離x一起會(huì)是區(qū)段區(qū)域，因此區(qū)段距離將隨著有軌電車速度的增大而增大并且區(qū)段距離在有軌電車速度減小時(shí)將減小。

在有軌電車12移動(dòng)期間，雷達(dá)傳感器16a、16b、16c和16d連續(xù)監(jiān)測(cè)三個(gè)區(qū)段。如果雷達(dá)傳感器16a到16d檢測(cè)到對(duì)象并且確定單元18確定了對(duì)象位于三個(gè)區(qū)段之一內(nèi)，則該對(duì)象被視為障礙物，而有軌電車狀態(tài)需要被移動(dòng)到減速區(qū)段、警報(bào)區(qū)段或緊急剎車區(qū)段。

當(dāng)確定單元18確定了障礙物位于緊急區(qū)段區(qū)域時(shí)，有軌電車12需要自動(dòng)應(yīng)用緊急剎車，以便在沒有有軌電車司機(jī)干預(yù)的情況下避免有軌電車12和障礙物之間的碰撞。因此，在該情況下，安全單元20執(zhí)行緊急剎車。在緊急剎車期間，如果傳感器已經(jīng)檢測(cè)到無(wú)碰撞路徑，則需要釋放剎車并且允許有軌電車12回到正常速度。因此，即使安全單元20正在執(zhí)行緊急剎車，如果雷達(dá)傳感器16a到16d和確定單元18在三個(gè)區(qū)段中沒有檢測(cè)到任何障礙物，則安全單元20可以釋放剎車并回到正常速度。

當(dāng)確定單元18確定了障礙物位于減速區(qū)段區(qū)域內(nèi)時(shí)，有軌電車12需要自動(dòng)降低有軌電車12的速度，而無(wú)需有軌電車司機(jī)的干預(yù)。因此，在該情況下，安全單元20使有軌電車12的速度降低。在使速度降低期間，如果傳感器已經(jīng)檢測(cè)到無(wú)碰撞路徑，需要釋放剎車并允許有軌電車12回到正常速度。因此，即使安全單元20降低了有軌電車12的速度，如果雷達(dá)傳感器16a到16d和確定單元18在三個(gè)區(qū)段中沒有檢測(cè)到任何障礙物，則安全單元20可以釋放剎車并回到正常速度。

當(dāng)確定單元18確定了障礙物位于警報(bào)區(qū)段區(qū)域內(nèi)時(shí)，有軌電車12需要自動(dòng)發(fā)出警報(bào)(鳴笛)。因此，在該情況下，安全單元20發(fā)出警報(bào)。如果同樣的障礙物在減速區(qū)段區(qū)域內(nèi)部移動(dòng)，則安全單元20降低有軌電車12的速度。如果同樣的障礙物在緊急剎車區(qū)段區(qū)域內(nèi)部移動(dòng)，則安全單元20執(zhí)行緊急剎車。

確定單元18可以估計(jì)有軌電車12和障礙物之間的未來(lái)的相對(duì)位置關(guān)系，并根據(jù)有軌電車12和障礙物之間的未來(lái)的相對(duì)位置關(guān)系來(lái)確定障礙物將會(huì)所在的未來(lái)的區(qū)段。在本示例中，安全單元20根據(jù)由確定單元18確定的未來(lái)的區(qū)段來(lái)采用不同的動(dòng)作以避免碰撞。因此，安全系統(tǒng)10可立即處理障礙物正在移動(dòng)的情況。

因此，安全系統(tǒng)10使得可以通過(guò)根據(jù)有軌電車12和在有軌電車12的前面或有軌電車12的側(cè)面移動(dòng)的障礙物(人或任何物體)之間的相對(duì)位置關(guān)系來(lái)采取不同的動(dòng)作以確保避免有軌電車12與障礙物的碰撞。此外，安全系統(tǒng)10具有的優(yōu)點(diǎn)是，它只要求向傳統(tǒng)的有軌電車增加一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)傳感器。一般，雷達(dá)傳感器比立體攝像機(jī)便宜，另外具有良好的日夜“能見度”。

接下來(lái)，將利用圖3到圖6來(lái)描述關(guān)于本發(fā)明的用于避免有軌電車12的碰撞的安全系統(tǒng)10'的第二實(shí)施例。將要指出，相同標(biāo)號(hào)將會(huì)給至與在前第一實(shí)施例的部件相同的部件，因此將省略那些相同部件的描述。

圖3示出了安全系統(tǒng)10'的另一功能配置的實(shí)施例。安全系統(tǒng)10'包括圖1所述的安全系統(tǒng)10的所有部件，其采用相同的附圖標(biāo)記。

另外，安全系統(tǒng)10'包括成像單元21和可操作地連接至成像單元21和確定單元18的圖像處理單元22。成像單元21捕捉有軌電車12的前面的圖像。圖像處理單元22通過(guò)處理由成像單元21捕捉到的圖像來(lái)獲得軌道定位信息。成像單元21可以是前置有軌電車攝影機(jī)。在該情況下，圖像處理單元22可以通過(guò)分析由成像單元21提供的影像來(lái)獲得軌道定位信息。在未表達(dá)的另一實(shí)施例中，利用獨(dú)立的定位裝置(例如GPS型定位裝置)、和本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中的軌道地圖來(lái)獲得軌道定位信息。

接下來(lái)，將描述采用自動(dòng)碰撞檢測(cè)算法操作安全系統(tǒng)10'。圖4示出了障礙物檢測(cè)的概念圖。視頻覆蓋面30是成像單元21的成像范圍。圖像處理單元22通過(guò)獲得軌道定位信息來(lái)識(shí)別軌道38。雷達(dá)覆蓋面36是雷達(dá)傳感器的范圍。對(duì)象圈42是以對(duì)象34為中心的同心圓的范圍。如圖4中所示的，在該實(shí)施例中，計(jì)算單元14不會(huì)如第一實(shí)施例中所述的那樣將每個(gè)區(qū)段劃分為直線區(qū)域和側(cè)面區(qū)域。

基本上，安全系統(tǒng)10'通過(guò)采用三條信息來(lái)避免碰撞。第一項(xiàng)信息是有軌電車移動(dòng)，更準(zhǔn)確地是有軌電車12的速度和加速度。根據(jù)速度和加速度來(lái)估計(jì)有軌車輛12在給定秒數(shù)(例如3s)內(nèi)將到達(dá)的位置是可能的。如上文所述的，計(jì)算單元14可從有軌電車控制系統(tǒng)(一種獨(dú)立的測(cè)程或定位系統(tǒng))獲得有軌電車12的速度和加速度。第二項(xiàng)信息是雷達(dá)信息，提供給定數(shù)量(例如32)的對(duì)象位置和/或在有軌電車12前面的對(duì)象移動(dòng)(速度和/或加速度)。該信息可通過(guò)雷達(dá)傳感器16a到16d獲得。在圖4中，對(duì)象34被定位在雷達(dá)覆蓋面36的區(qū)域內(nèi)。第三項(xiàng)信息是軌道定位信息，其提供關(guān)于軌道位置和軌道輪廓的信息，例如關(guān)于軌道是否以哪個(gè)半徑向右轉(zhuǎn)或向左轉(zhuǎn)、或者軌道是否通過(guò)轉(zhuǎn)轍機(jī)并被分為兩個(gè)軌道的信息。如圖4中所示出，軌道位置結(jié)合了軌道38上的危險(xiǎn)區(qū)段40，即，電車主體將來(lái)位于的軌道38上的區(qū)段或軌道38周圍的區(qū)段。

圖5示出了固定的障礙物檢測(cè)的流程圖，而圖6示出了移動(dòng)的對(duì)象檢測(cè)的流程圖。在移動(dòng)對(duì)象檢測(cè)的情況下，所述流程圖之間的區(qū)別在于，由成像單元21捕捉到的前面圖像被用于識(shí)別對(duì)象圈42和危險(xiǎn)圈32的交叉區(qū)。計(jì)算單元14根據(jù)有軌電車12的速度來(lái)計(jì)算區(qū)段(危險(xiǎn)圈32)的多個(gè)范圍。在那時(shí)，計(jì)算單元14可以不僅采用有軌電車12的速度，而且可采用有軌電車12的加速度。

安全系統(tǒng)10'可包括一個(gè)或多個(gè)雷達(dá)傳感器或激光雷達(dá)傳感器，以便檢測(cè)對(duì)象與有軌電車12的相對(duì)位置。在該實(shí)施例中，為了監(jiān)測(cè)目的，安全系統(tǒng)10'具有四個(gè)位于有軌電車12前面的雷達(dá)傳感器16a、16b、16c和16d。雷達(dá)傳感器16a、16b、16c和16d在有軌電車12移動(dòng)期間連續(xù)監(jiān)測(cè)區(qū)段并且識(shí)別對(duì)象(或者識(shí)別不是對(duì)象)。

另一方面，成像單元21捕捉有軌電車12前面的圖像。圖像處理單元22通過(guò)處理由成像單元21捕捉到的圖像來(lái)獲得軌道定位信息。此外，圖像處理單元22通過(guò)分析捕捉到的圖像來(lái)獲得對(duì)象定位信息。換句話說(shuō)，圖像處理單元22在捕捉的圖像中識(shí)別對(duì)象(障礙物)。

確定單元18根據(jù)由雷達(dá)傳感器16a、16b、16c和16d檢測(cè)到的相對(duì)位置來(lái)確定對(duì)象所位于的區(qū)段。換句話說(shuō)，確定單元18識(shí)別危險(xiǎn)圈44中的對(duì)象。此時(shí)，確定單元18也可以通過(guò)結(jié)合或不結(jié)合的方式采用由圖像處理單元22獲得的對(duì)象定位信息。這對(duì)于移動(dòng)的對(duì)象檢測(cè)來(lái)說(shuō)是有益的。例如，雷達(dá)傳感器16a、16b、16c和16d可以檢測(cè)到軌道中的、不是障礙物的對(duì)象，例如信號(hào)對(duì)象或斑馬線。由于通過(guò)攝像機(jī)(圖像處理單元22)做了分析，因此過(guò)濾了這些對(duì)象以避免錯(cuò)誤的檢測(cè)。

確定單元18可以跟蹤對(duì)象的移動(dòng)并估計(jì)對(duì)象在不同時(shí)段(例如0.5s、1s，1.5s...后)的位置。移動(dòng)識(shí)別可結(jié)合對(duì)象的速度和加速度。速度和加速度可通過(guò)雷達(dá)傳感器來(lái)提供，但是更好的估計(jì)可利用與雷達(dá)信息相關(guān)的圖像分析來(lái)完成。確定單元18可以估計(jì)對(duì)象在預(yù)定時(shí)間例如3s內(nèi)是否會(huì)在危險(xiǎn)圈32中。

確定單元18根據(jù)軌道定位信息來(lái)確定對(duì)象是否是危險(xiǎn)的和是否必須被視為障礙物。換句話說(shuō)，軌道定位信息允許確定單元18過(guò)濾危險(xiǎn)圈32中和“軌道上”的對(duì)象。如果對(duì)象離開軌道危險(xiǎn)區(qū)段40，則確定單元18可以確定對(duì)象是不危險(xiǎn)的。

安全單元20根據(jù)由確定單元18確定的區(qū)段而采取不同的動(dòng)作，例如簡(jiǎn)單的鳴笛或緊急剎車，以避免有軌電車12和障礙物之間的碰撞。在只有當(dāng)通過(guò)確定單元18確定對(duì)象是危險(xiǎn)的并且被視為障礙物時(shí)，安全單元20才可以采取動(dòng)作以避免碰撞。

因此，安全系統(tǒng)10'使得通過(guò)根據(jù)有軌電車12和障礙物(人/其他物體)之間的相對(duì)位置關(guān)系來(lái)采取不同的動(dòng)作以確保避免有軌電車12與障礙物的碰撞成為可能。此外，安全系統(tǒng)10'通過(guò)分析由圖像單元21捕捉到的圖像可做出更加準(zhǔn)確的決定。