[发明专利]具有用于无接触的乘客车厢监视的传感器单元的门系统

说明书

本发明涉及一种用于公共交通车辆的门系统，其具有至少一个门开口以及关闭该门开口的门。此外，本申请涉及一种用于监视和控制此类门系统的过程。

门系统特别用于铁路和公路车辆中，但也用于船只和飞机上。此类门系统在许多方面被监视并取决于各种各样的状况被控制。一方面，必须始终保护上车和下车的乘客的安全，另一方面，门和门翼必须可靠地并且仅在某些情况下打开和关闭。还必须防止人或物体被困在两个门翼之间或者门翼与门框之间。另外，在公共交通车辆中，乘客必须始终有机会通过操作开关或按钮来打开门。同时，必须确保此类按钮不会在每种情况下启动打开过程，即，例如当车辆在移动时门保持关闭。

根据本发明，术语门系统还包括上车辅助装置，诸如滑动踏板和踏板台阶。它们的功能也必须被监视和控制，这是因为例如局部状况可能会改变。例如，不同车站处的站台可以在离门开口不同的距离处，这意味着必须以不同方式展开上车辅助装置。还要确保没有人或物体被困在上车辅助装置与站台之间并且上车辅助装置不会碰撞人。

针对这些众多的监视和控制任务，在门系统中使用各种传感器装置，诸如：

1.用于操作门的各种按钮。

2.用于识别障碍物的推杆/开关导轨。这些推杆/开关导轨主要单独地安装在主关闭边缘中，或者还附加地安装在门或门翼内侧的副关闭边缘中。

3.车辆内部的挡光板以使正在使用的门保持打开(用于控制自动关闭的门)。

4.台阶传感器(安全垫、应变仪等等)以识别踏板和上车辅助装置上的负载。

5.台阶系统上的电力条以在延伸台阶时识别与站台或者与乘客的碰撞。

6.台阶系统中的超声传感器以用于测量至站台的距离并且还测量站台高度。

上述传感器系统需要众多组件、复杂的布线以及仔细的维护和保养。因此完全监视并且令人满意地控制门系统是必要的、但也是相对昂贵的。

本发明的目的在于提供可合理经济地执行上述监视和控制任务的门系统。安装、维护和保养将尽可能简单和低成本。具体而言，将减少必要组件的数目。本发明的目的还在于提供一种用于监视和控制此类门系统的恰适过程。

根据本发明，该目的由具有关于装置的独立权利要求并具有关于过程的独立权利要求的特性的门系统来达成。

因此，本发明的门系统包括传感器单元，该传感器单元三维地并且无接触地扫描门开口附近的乘客车厢。

本发明的过程包括以下过程步骤：

-用传感器单元对门道附近的乘客车厢进行无接触的三维扫描，

-通过评价来自无接触的三维扫描的读数来确定对象的距离、形状和移动。

因此，借助车辆内部和/或外部的传感器单元来三维地覆盖或扫描乘客车厢或乘载空间。该三维扫描可基于已知的光学系统来执行，诸如红外传感器、红外激光扫描仪、或者具有光学图像分析的合适的相机系统；超声扫描也是可能的替换方案。所采集的数据可用于测试门系统和台阶系统与它们的周围环境之间或者与乘客的可能碰撞。空间中先前定义的点可被用作虚拟按钮以用于控制门和台阶系统。

有利地，门系统可包括通信元件以用于基于来自传感器单元的读数来与乘客进行基于上下文的通信。特别合适的通信元件是扬声器、监视器或灯。可以仅存在一个通信元件，但是替换地，可同时使用若干不同的元件。在特别简单的版本中，灯可以用红色和绿色来表明门是否正在被打开。在更广泛信息的情况下，扬声器或监视器可能更适合。通信元件优选地被直接放置在门开口的区域中。

下面，基本上作为如何使用激光扫描仪单元的示例来描述本发明。然而，也可使用上述替换的传感器单元而非激光扫描仪单元。具体而言，在与空间状况以及对扫描仪结果的评估相关的解释的情况下，传感器的类型实际上无关紧要，并且在此类情况下，术语激光扫描仪单元可被视为所有合适的传感器的同义词。

在特别有利的实施例中，传感器单元由被放置在门开口的区域中的激光扫描仪单元形成。激光扫描仪单元生成一种点云(point cloud)，经由该点云在所有三个维度中(即，在方向x、y和z上)扫描乘客车厢。优选地，激光扫描仪单元使用人眼不可见的红外光。借助于所发射的点云，基于所谓的飞行时间(ToF)原理来进行距离测量。这意味着激光扫描仪发射光脉冲并测量直至相应光脉冲的反射到达的延迟。经由所测量的反射延迟，可估计被扫描的点与传感器单元之间的距离。每时间单位进行的扫描越多，所测得的距离或者对乘客车厢的监视将会越准确。