用于過程控制的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于借助至少一個控制命令而對過程、特別是鐵路運行過程進行控制的方法，以及相關(guān)的系統(tǒng)。為了在沒有手動操作的操作元件，諸如鍵盤和開關(guān)的情況下實現(xiàn)高的操作安全性，規(guī)定：如果圖像識別裝置(2)識別到操作者(6)的與控制命令相對應(yīng)的手勢運動并且借助操作者方面的RFID發(fā)送器(5)由過程方面的RFID接收器(3)驗證了操作者(6)，則產(chǎn)生控制命令。
【專利說明】用于過程控制的方法和系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于借助至少一個控制命令而對過程、特別是鐵路運行過程進行控制的方法，以及用于控制鐵路運行裝置的系統(tǒng)。
[0002]以下的描述基本上涉及鐵路運行過程的控制，但是本發(fā)明不限于該特殊的應(yīng)用。而是可以考慮在不同種類的過程中的應(yīng)用，例如在工業(yè)領(lǐng)域或用于具有任何交通工具的交通控制。

【背景技術(shù)】
[0003]待控制的鐵路運行裝置在此包括不同的裝置，從車輛至控制中心。
[0004]控制命令主要借助鍵盤、鼠標(biāo)點擊或觸摸屏被手動輸入到操作設(shè)備中。通過位于軌道車輛的駕駛室的操作者控制的軌道車輛，必須操作為了控制而設(shè)置的例如以按鈕、操作桿和開關(guān)形式的操作元件。此外，特別是從個人短途交通領(lǐng)域中公知的是，自動地控制軌道車輛。此外存在這樣的軌道車輛，例如德國鐵路的調(diào)車機車(Rangierlok)V6，其經(jīng)過無線電由不是處于駕駛室而處于車輛附近的線路上或線路旁的操作人員借助操作臺遠(yuǎn)程控制。
[0005]這些公知的輸入方法的缺陷特別是部分極大的開銷，用于確?？刂泼畹恼_性和操作者的驗證。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于過程控制的方法和系統(tǒng)，其允許高度可靠并且同時人類工程學(xué)地輸入控制命令。
[0007]按照本方法，該技術(shù)問題通過如下解決，即，如果圖像識別裝置識別到操作者的與控制命令相對應(yīng)的手勢運動并且借助操作者方面的RFID發(fā)送器由過程方面的RFID接收器驗證了操作者，則產(chǎn)生控制命令。
[0008]為了控制特別是安全相關(guān)的鐵路運行裝置，為了解決上述技術(shù)問題，設(shè)置以下部件:
[0009]-采集操作者的圖像識別裝置，
[0010]-操作者方面的RFID發(fā)送器和鐵路運行裝置方面的RFID接收器，以及
[0011]-與圖像識別裝置和RFID接收器相連的評估裝置，如果圖像識別裝置識別到操作者的與控制命令相對應(yīng)的手勢運動并且RFID接收器確定操作者的驗證，則其產(chǎn)生控制命令。
[0012]按照本發(fā)明的控制系統(tǒng)的一個主要優(yōu)點在于，不需要操作元件，諸如必須麻煩地接線的操作桿、開關(guān)或鍵盤?？刂浦行摹④壍儡囕v或另外的鐵路運行裝置可以在人體工程學(xué)上有利和簡單地借助手臂運動和/或手運動被控制。附加地或替換地還可以相應(yīng)地放置輔助部件，諸如具有控制命令特定的符號或條形碼的指示牌。圖像識別裝置指向執(zhí)行運動的操作者并且根據(jù)運動的方式產(chǎn)生特殊的輸出信號，所述輸出信號直接干預(yù)到待控制的過程中。由此例如可以產(chǎn)生用于控制軌道車輛的控制命令，而車輛司機不必位于駕駛室。從外部的控制特別是在處于停滯或故障的軌道車輛情況下是有利的。不需要車輛司機上車，所述車輛司機通常要求采取事先的安全措施，例如確保軌道車輛不溜車和關(guān)掉電源，這些措施可能是非常麻煩的。特別有利的是與該手勢控制方法相關(guān)的時間益處。
[0013]為了提高控制信息的安全性，可以互相似真校驗來自于不同的源的圖像。圖像識別裝置例如可以包括攝像機，其在可見光和/或紅外線和/或超聲波范圍中工作。
[0014]具有操作者方面的RFID發(fā)送器和過程方面的RFID接收器的RFID無線電系統(tǒng)同時負(fù)責(zé)防止由未經(jīng)驗證的操作者的濫用控制。為此操作者攜帶的RFID發(fā)送器發(fā)送一個標(biāo)識，該標(biāo)識由待控制的鐵路運行裝置評估并且導(dǎo)致通過操作者的手勢運動觸發(fā)的控制命令的實現(xiàn)或拒絕。操作者的RFID發(fā)送器例如可以以證件的形式包括在領(lǐng)子或在安全背心中或與移動設(shè)備例如PDA組合地被攜帶。
[0015]以這種方式得到對于安全性相關(guān)的鐵路運行裝置的簡單的操作方法，其可以信號技術(shù)安全地實現(xiàn)，其中只有在過程方面的RFID接收器和待控制的鐵路運行裝置之間的接口必須信號技術(shù)安全地構(gòu)造，而通過冗余的實現(xiàn)確保所有其他部件。
[0016]根據(jù)權(quán)利要求3，RFID接收器確定RFID發(fā)送器的位置數(shù)據(jù)，所述位置數(shù)據(jù)經(jīng)過評估裝置被傳輸?shù)綀D像識別裝置，以用于跟蹤操作者。所述位置數(shù)據(jù)例如可以以距離和空間角度的形式被確定。由此可以利用圖像識別裝置采集驗證后的操作者和跟蹤其位置變化，即使例如多個操作者在駕駛室中或附近或在控制臺停留時。此外，評估裝置例如可以根據(jù)Microsoft公司的游戲主機“XboxKinect”的方式從操作者的運動中導(dǎo)出用于圖像識別裝置、例如攝像機的跟蹤的控制信號。特別有利的是，通過RFID技術(shù)可以補償視頻技術(shù)的弱點，特別是關(guān)于距離確定或多人情形中的跟蹤。
[0017]此外按照權(quán)利要求4，RFID發(fā)送器可以向RFID接收器發(fā)送操作者的傳感器確定的數(shù)據(jù)，特別是健康數(shù)據(jù)，并且由此傳輸?shù)皆u估裝置。以這種方式例如可以實現(xiàn)所謂的死人功能(Totmann-Funkt1n),這通過對脈搏頻率、心率或類似的偶爾地、規(guī)則地或連續(xù)地傳感測量和經(jīng)過RFID無線電系統(tǒng)向待控制的過程進一步傳輸來實現(xiàn)。附加地或替換地，例如可以借助加速度傳感器，必要時與視頻評估結(jié)合地識別，操作者例如是否跌跤并躺在地上。然后如同在技術(shù)故障的情況下(例如連接中斷)，在過程方面進行緊急斷開或?qū)㈣F路運行過程轉(zhuǎn)換到安全狀態(tài)。
[0018]按照權(quán)利要求5，RFID發(fā)送器具有急停功能，用于將鐵路運行裝置轉(zhuǎn)換到信號技術(shù)安全的狀態(tài)。由此操作者也可以自己例如在緊急情況中通過精確定義的安全狀態(tài)的強制來導(dǎo)入控制過程的結(jié)束。為此，如果通過操作者對加速度傳感器的撞擊引起的強的加速度導(dǎo)致不平常的輸出信號，則RFID發(fā)送器例如可以將加速度傳感器的信號進一步傳輸，由此可以產(chǎn)生緊急斷開。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]以下結(jié)合圖中示出的實施例詳細(xì)描述本發(fā)明。其中:
[0020]圖1以軌道車輛控制為例示出了鐵路運行裝置的按照本發(fā)明的控制。

【具體實施方式】
[0021]示出了軌道車輛1，其構(gòu)造為具有用于控制的技術(shù)裝置。該裝置包括圖像識別裝置2和RFID (Rad1 Frequency Identificat1n,射頻識別)接收器3，其輸出信號被傳輸?shù)皆u估裝置4。RFID接收器3與由操作者6攜帶的RFID發(fā)送器5—起工作。操作者6在實施例中位于軌道車輛I外部。軌道車輛I通過操作者6將以手勢運動形式的控制命令經(jīng)過圖像識別裝置2傳輸?shù)皆u估裝置4而被控制。替代操作元件，諸如鍵盤、操作桿或開關(guān)，評估裝置4直接干預(yù)到軌道車輛I的控制過程中，例如通過作用于速度控制裝置或制動裝置。在實施例中操作者6已經(jīng)將其雙臂展開，由此圖像識別裝置2這樣控制評估裝置4，使得軌道車輛I被制動。
[0022]為了只有經(jīng)授權(quán)的人才能夠作為操作者6工作，操作者方面的RFID發(fā)送器5將特殊的信號經(jīng)過軌道車輛方面的RFID接收器3傳輸?shù)皆u估裝置4。此外RFID無線電連接3/5還用于在軌道車輛I和操作者6之間的距離和方向識別，從而圖像識別裝置2指向操作者6并且在操作者6改變位置的情況下能夠跟蹤。在此也可以識別危險區(qū)域和/或由圖像識別裝置2不能照到的區(qū)域并且例如借助警報音向操作者6通知。RFID無線電連接為此可以雙向地構(gòu)造，即，RFID接收器3和RFID發(fā)送器5也可以作為RFID發(fā)送器/接收器構(gòu)造。
[0023]除了操作者6的驗證監(jiān)視和圖像識別裝置2的跟蹤之外，RFID無線電連接還可以為了傳輸傳感地確定的操作者相關(guān)的數(shù)據(jù)，例如健康數(shù)據(jù)，以及為了實現(xiàn)急停功能而被使用。急停功能在此例如可以通過在危險情況中對與RFID發(fā)送器5相連的加速度傳感器的撞擊而被觸發(fā)，由此評估裝置強制信號技術(shù)安全的狀態(tài)。
[0024]作為控制命令設(shè)置的操作者6的手勢和運動由圖像識別裝置2記錄并且與存儲的圖像比較，從而產(chǎn)生輸出信號，所述輸出信號相應(yīng)于期望的控制命令并且被傳輸?shù)皆u估裝置2。
[0025]通過圖像識別裝置2和RFID無線電系統(tǒng)3/5的共同作用，以簡單的方式實現(xiàn)控制鏈的信號技術(shù)安全的構(gòu)造。此外通過RFID無線電系統(tǒng)3/5特別是關(guān)于距離和方向測量補償了圖像識別裝置的缺陷。此外有利的是，不一定必須是軌道車輛I而是例如也可以是位置固定的控制中心的、待控制的鐵路運行裝置借助通過操作者6的手勢運動產(chǎn)生的控制命令可以無鍵盤等操作元件地被控制。在按照實施例的軌道車輛I的情況下操作者6例如也可以在軌道車輛I內(nèi)部打手勢，其中圖像識別裝置2于是指向內(nèi)部。
【權(quán)利要求】
1.一種用于借助至少一個控制命令而對過程、特別是鐵路運行過程進行控制的方法， 其特征在于， -如果圖像識別裝置(2)識別到操作者(6)的與控制命令相對應(yīng)的手勢運動，并且 -借助操作者方面的RFID發(fā)送器(5)由過程方面的RFID接收器(3)驗證了該操作者(6), 則產(chǎn)生控制命令。
2.一種用于借助至少一個控制命令而對特別是安全相關(guān)的鐵路運行裝置進行控制的系統(tǒng)， 其特征在于，具有 -采集操作者(6)的圖像識別裝置(2)， -操作者方面的RFID發(fā)送器(5)和鐵路運行裝置方面的RFID接收器(3)以及-與所述圖像識別裝置(2)和所述RFID接收器(3)相連的評估裝置(4)，如果所述圖像識別裝置(2)識別到操作者￠)的與控制命令相對應(yīng)的手勢運動并且所述RFID接收器(3)確定該操作者(6)的驗證，則其產(chǎn)生控制命令。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)， 其特征在于， 所述RFID接收器(3)確定所述RFID發(fā)送器(5)的位置數(shù)據(jù)，所述位置數(shù)據(jù)經(jīng)過所述評估裝置(4)被傳輸?shù)剿鰣D像識別裝置(2)，以用于跟蹤操作者(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)， 其特征在于， 所述RFID發(fā)送器(5)能夠向所述RFID接收器(3)發(fā)送操作者(6)的、傳感地確定的數(shù)據(jù)，特別是健康數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的系統(tǒng)， 其特征在于， 所述RFID發(fā)送器(5)具有急停功能，用于將鐵路運行裝置轉(zhuǎn)換到信號技術(shù)安全的狀態(tài)。
【文檔編號】G06F3/00GK104205005SQ201380011444
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2013年2月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月1日
【發(fā)明者】J.布拉班德 申請人:西門子公司