LiDAR-Lasersensoren ermöglichen die Digitalisierung von Güterzugoperationen
Übersicht
Um Gleisbereiche beim Rangieren von Güterzügen, sogar beim Rückwärtsfahren, zu überwachen, entwickelt ein Team aus fünf Partnern, darunter die FH Aachen, ein Gleisüberwachungssystem—Rangierhilfesystem SAMIRA. Dies beinhaltet die Fusion von LiDAR-Punktwolken mit Kameradaten, um Objekte im Gleisbereich präzise zu erkennen. Dieser digitale Schritt spart Personalkosten und legt den Grundstein für einen automatisierten Bahnbetrieb, der sicheres und effizientes Rangieren von Güterzügen ermöglicht.
01 Hilfssystem für Rangierbewegungen von Güterzügen
Projekt-Herausforderung
轨道区域的手动监控越来越难以执行。迄今为止，调动货运列车一直是两人的工作。如果列车向后移动，调车助手必须站在最后一节车厢上，通过无线电通知机车司机轨道区域是否有任何障碍物。这项任务必须在风和日丽的天气中执行，而且存在一定的风险，因此很难找到从事此项工作的人员。虽然列车司机可以通过远程控制自己承担这项任务，需要他们在改变方向时必须走遍列车的整个长度，这非常耗时。也不是最佳解决方案。
Lösung
Das vom Projektteam entwickelte Hilfsystem für den Rangierbetrieb von Güterzügen übernimmt die Gleisüberwachung und unterstützt Lokführer. Das Hilfsystem überwacht während des Rangierens den gesamten Gleisbereich und erkennt Hindernisse . Dieses tragbare, batteriebetriebene Gerät wird am Heck des Zuges installiert. Es enthält verschiedene Sensoren zur Umgebungserkennung und einen Computer zur Datenverarbeitung.
Die integrierten Sensoren umfassen zwei Blickfeld-LiDAR-Sensoren zur 3D-Hinderniserkennung , eine Stereokamera für die Nahbereichserkennung, zwei zusätzliche Kameras, die die Datenbasis für die algorithmbasierte Objekterkennung bereitstellen, sowie einen Radarsensor. Zusätzlich verfügt das System über ein akustisches Warnsignal. Der Lokführer ist in der Kabine mit einem Tablet ausgestattet, das den Gleikbereich hinter dem Zug in Echtzeit anzeigt und Objekte, Personal, Signale oder andere Fahrzeuge im Überwachungsbereich kennzeichnet.
Diese Objekte werden durch die Fusion von Kamerabildern und 3D-Punktwolken erkannt. Bilderkennungsalgorithmen identifizieren Gleisbereiche und Objekte anhand von Kamerabildern, können jedoch die genaue Position der Objekte nicht bestimmen; nur die Fusion mit der Punktwolke ermöglicht diesen Schritt. Stellen Sie sicher, dass der Weg des Zuges beim Rückwärtsfahren ohne Rangierassistenten frei bleibt.
02 Fusion von Kamerabildern und LiDAR-3D-Punktwolken
在列车调动应用中，Cube1的70°水平视野非常适合密切关注轨道区域，即使在轻微转弯时也是如此。因为铁路运营中的振动非常大，传感器技术必须保证非常稳健 。Blickfeld 传感器的固态特性能够满足以上要求，并且以低廉的价格提供高分辨率的点云数据也很突出。因此，负责LiDAR和摄像头系统的FH Aachen决定将 Blickfeld传感器技术集成到系统中。
Matthias Blumenschein (Wissenschaftlicher Mitarbeiter im Bereich Schienenfahrzeugtechnik, FH Aachen University of Applied Sciences) erklärte: "Die LiDAR-Sensor-Technologie von Blickfeld entspricht genau unseren Erwartungen hinsichtlich Preis, Auflösung und Sichtfeld . "
03 Ausblick
Um den Zugumlaufbetrieb umfassender zu schützen, wird als nächster Schritt ein Projektkonzept für feste Module zur Gleisprüfung eingeführt. Hinter Kurven oder anderen Abschnitten, die für den Triebfahrzeugführer schwer einzusehen sind, kann das System Echtzeitinformationen an die Kabine senden, um bei Bedarf rechtzeitig Bremsen zu können. In der zweiten Phase kann diese Technologie als erster Schritt zur Realisierung eines automatischen Betriebs dienen.