用于显示至少一个铁路安全装置的过程经历的方法和装置以及具有这样的装置的铁路安全系统

摘要

本发明涉及一种用于显示至少一个铁路安全装置(2；102)的过程经历的方法，其中使用至少一个设备控制器(6；106)通过双通道处理将由至少一个铁路安全装置(2；102)提供的过程数据(5.1,5.2；105.1,105.2)转换为待显示的过程经历的第一和第二图像数据(11.1,11.2；111.1,111.2)并且将其输出到数据显示设备(8；108)用于显示。为了简化过程经历的显示，使用具有第一和第二显示器(12.1,12.2；112.1,112.2)的显示眼镜作为数据显示设备，其中第一显示器(12.1；112.1)显示由右眼(13.1；113.1)视觉可采集的、向其传输的第一图像数据(11.1；111.1)的第一图示(14.1；114.1)，并且其中第二显示器(12.2；112.2)显示由左眼(13.2；113.2)视觉可采集的、向其传输的第二图像数据(11.2；111.2)的第二图示(14.2；114.2)。本发明还涉及一种用于显示至少一个铁路安全装置(2；102)的过程经历的装置(3；103)以及一种具有这样的装置(3；103)的铁路安全系统(1；101)。

说明书

如果对于在CENELEC标准50129 SIL 4的意义上具有远程控制的电子控制台或继电器控制台的操作和显示系统需要安全显示，则具有作为比较器的信号技术安全计算机的冗余计算机原理是通常的方法。

这样的方法例如由德国专利申请DE 43 32 143 A1公开。在此，由至少一个铁路安全装置(道岔、信号、铁路交叉道口等)提供的过程数据使用两个信号技术不安全的计算机(操作站计算机和参考计算机)通过双通道处理转换为待显示的过程经历(Prozessgeschehen)的第一和第二图像数据。也就是，操作站计算机和参考计算机形成处理通道，在该处理通道中提供的过程数据(确切地说相同的原始数据)彼此独立地转换为待显示的过程经历的第一和第二图像数据，但是其中仅向数据显示设备输出第一图像数据用于显示。为了监控为显示而输出的图像数据是否没被歪曲，通过第一和第二图像数据根据本身已知的数学或其它成像方法形成分离的、从数据量减少的测试数据。然后借助比较器检查测试数据的内容是否一致，其中可能的偏差显示出存在干扰。也就是，在安全关键的操作和显示系统中读出后接于图形系统上的图像存储器的内容、形成签名并且与由参考计算机以相同方式形成的安全计算机中的签名相比较。由此展示出屏幕缓冲区误差或由于会导致错误显示的内存误差引起的计算误差。

本发明涉及一种用于显示至少一个铁路安全装置的过程经历的方法，其中使用至少一个设备控制器通过双通道处理将由至少一个铁路安全装置提供的过程数据转换为待显示的过程经历的第一和第二图像数据并且将其输出到数据显示设备用于显示。

这样的方法例如从上面论及的德国专利申请DE 43 32 143 A1的说明书引言中已知。在该已知方法中，借助两个彼此完全独立的设备控制器进行双通道处理，并且第一和第二图像数据交替地施加到一个数据显示设备上。转换频率在此为大约1Hz。只要两个设备控制器向在那里称为可视设备的数据显示设备传输一致的图像数据，就向观察者传送静止图像。这表明图像数据及其显示的图示对应于过程经历。但是如果向数据显示设备输出的图像数据彼此不同，则图像数据的图示或部分图示按照转换频率的节奏闪烁。这告诉观察者，所介绍的过程经历的图像不对应于实际过程经历。作为后果，他从此不再允许输出其可靠性没有通过集控站检查的安全关键的命令。在此需要附加标记，以便向观察者显示，该图示实际上交替地从两个设备控制器馈入并且不是由干扰决定地仅来自设备控制器中的一个。

基于此，本发明要解决的技术问题是，对过程经历的显示进行简化。

上述技术问题通过根据权利要求1的方法来解决，其中使用具有第一和第二显示器的显示眼镜作为数据显示设备，其中第一显示器显示由右眼视觉可采集的、向其传输的第一图像数据的第一图示，并且其中第二显示器显示由左眼视觉可采集的、向其传输的第二图像数据的第二图示。

按照优选的方式，观察者现在可以在没有附加标记的条件下确定，是否向其既显示第一图像数据的图示又显示第二图像数据的图示。此外，基于其感知的双目视觉、特别是立体视觉的能力，观察者能够确定，向其显示的图示是否一致。

使用具有第一和第二显示器的显示眼镜作为数据显示设备提供了使用观察者作为安全比较器的可能性，因为首先以不同路径(即，双通道地；也就是使用至少一个设备控制器的两个独立的处理通道)产生第一和第二图像数据，然后将其传输到显示眼镜并且从该显示眼镜以两个冗余图示的方式显示。因为观察者可以同时视觉感知两个冗余图示，他不仅可以识别在将过程数据转换为图像数据时产生的误差，而且可以识别在显示图像数据时才产生的误差。

具有第一和第二显示器的显示眼镜在此尤其理解为固定在头部的可视的数据显示设备“HMD”(扩写为“Head-Mounted Display”，头戴式显示器)，其或者将第一和第二图像数据的图示展示在两个靠近眼睛的屏幕上或者将该图示直接投影到观察者(显示眼镜的使用者)的双眼的视网膜上。

根据本发明的安全显示的原理在于，使用显示眼镜，其中对于右眼和左眼分开地产生待显示的过程经历的右和左图像，其中观察者(显示眼镜的使用者)的双目视觉、特别是立体视觉的能力被用于安全比较。

在由出版物DE 43 32 143 A1公开的常见方法中，在误差检测的情况下观察者处于外部并且在仅一个屏幕上仅向他显示一个图像(右眼和左眼看见同一个屏幕)，在根据本发明的方法中通过使用利用两个数据显示设备构造的显示眼镜可以将使用者的双目视觉、特别是立体视觉的能力计算在内。通过右眼和左眼分别显示具有主观上认为相同的内容的、显示数据(也就是显示器)的以不同方式产生的图示，显示眼镜的使用者检查两个不同显示器的视觉一致性。如果在两个图示中的一个中发生显示误差，则在双目视角、特别是立体视角中相同信息不重叠，从而使用者可以识别误差。

为此，两次计算相应于过程经历的图像的第一和第二图像数据的待显示的图示，并且经由两个通信路径传输到两个不同的数据显示设备。硬件的显示误差由此可以通过显示器的冗余设计来展现。冗余处理通道在此可以在以计算单元形式的设备控制器上或在以两个计算单元(例如“操作站计算机”和“参考计算机”)形式的两个设备控制器上构造。因此，可以在一个计算单元或在两个分开的计算单元上计算第一和第二图像数据。

通过根据本发明的方法由此可以不仅弃用第二计算单元(“参考计算机”)而且弃用安全比较器。这极大地降低了系统的复杂度。

视为具有优势的是，将提供的过程数据在双通道处理的片段中转换为右和左图像数据，其相应于为了单镜观察而从相同视角产生的过程经历的图像。

然后，可以将右图像数据作为第一图像数据并且将左图像数据作为第二图像数据输出到显示眼镜。观察者然后至少同时觉察到过程经历的两个图像(感知的双目视觉的第一阶段)；但是通常合并为唯一一个图像(感知的双目视觉的第二阶段)。

作为替代方案，可以将右和左图像数据在双通道处理的另外的片段中转换为另外的右和左图像数据，其相应于为了立体观察从不同视角产生的过程经历的图像。

然后，可以将另外的右图像数据作为第一图像数据并且将另外的左图像数据作为第二图像数据输出到显示眼镜。观察者然后觉察到合并为唯一一个空间图像的过程经历的两个图像(感知的双目视觉的第三阶段)。

根据本发明的方法由此还可以立即用于，在虚拟或扩展的现实中利用安全显示器构造三维用户界面。因为即使为了立体效果在视角中错开地计算相应于两个分开的过程经历的图像的待显示的第一和第二图像数据，在将过程数据转换为图像数据时产生的误差、而且在显示图像数据时才产生的误差也在立体视角中(也就是在将两个图像融合为唯一一个空间图像时)立即显露。

本发明还涉及一种用于显示至少一个铁路安全装置的过程经历的装置，具有至少一个设备控制器和数据显示设备，其中至少一个设备控制器合适地构造为，通过双通道处理将由至少一个铁路安全装置提供的过程数据转换为待显示的过程经历的第一和第二图像数据并且将其输出到数据显示设备用于显示。

本发明要解决的技术问题是，改善这样的从上面论及的德国专利申请DE 43 32143 A1的说明书引言中已知的装置，使得其能够实现过程经历的简化显示。

为了解决上述技术问题，在这样的装置中，其中数据显示设备是具有第一和第二显示器的显示眼镜，其中第一显示器合适地构造为，显示由右眼视觉可采集的、向其传输的第一图像数据的第一图示，并且其中第二显示器合适地构造为，显示由左眼视觉可采集的、向其传输的第二图像数据的第二图示。

根据本发明的装置具有类似地与其上面已经描述的结合根据本发明的方法的解释给出的优点相同的优点。

此外，本发明涉及一种具有这样的装置的铁路安全系统。

下面还结合附图对本发明作进一步说明。附图中：

图1示出了具有根据本发明的用于显示至少一个铁路安全装置的过程经历的装置的第一实施方式的铁路安全系统的示意图，和

图2示出了具有根据本发明的用于显示至少一个铁路安全装置的过程经历的装置的第二实施方式的根据本发明的另外的铁路安全系统的示意图。

图1和图2中示出的铁路安全系统1；101具有至少一个铁路安全装置2；102、用于显示至少一个铁路安全装置1；101的过程经历的装置3；103和分开的数据传输通道4.1,4.2；104.1,104.2。在此，至少一个铁路安全装置1；101，其可以是集控站或或列车控制系统的道岔、信号、铁路交叉道口(Bahnuebergang)等，合适地构造为，将与其过程经历对应的过程数据5.1,5.2；105.1,105.2经由分开的数据传输通道4.1,4.2；104.1,104.2传输到装置3；103。用于显示过程经历的装置3；103合适地构造为，根据提供的过程数据5.11,5.2；105.1,105.2显示至少一个铁路安全装置1；101的过程经历。

为此，用于显示过程经历的装置3；103具有设备控制器6；106、被使用者7；107(观察者，例如调度员)戴在头上的数据显示设备8；108以及分开的另外的数据传输通道9.1,9.2；109.1,109.2。

至少一个设备控制器6；106合适地构造为，由至少一个铁路安全装置1；101提供的过程数据5.1,5.2；105.1,105.2通过双通道处理被转换为以待显示的过程经历的视频数据形式的第一和第二图像数据11.1,11.2；111.1,111.2并且输出到数据显示设备8；108进行显示。

数据显示设备8；108是以头戴式显示器(缩写为HMD)形式的显示眼镜，具有以两个分开的屏幕形式的两个分开的显示器12.1,12.2；112.1,112.2。在此，两个显示器中的第一个12.1；112.1合适地构造为，显示由右眼13.1视觉可采集的、向其传输的第一图像数据11.1；111.1的第一图示14.1；114.1。两个显示器中的第二个12.2；112.2合适地构造为，显示由左眼13.2；113.2视觉可采集的、向其传输的第二图像数据11.2；111.2的第二图示14.2；114.2。

至少一个设备控制器6；106在此合适地构造为，将提供的过程数据5.1,5.2；105.1,105.2在双通道处理的片段15.1,15.2；115.1,115.2中转换为右和左图像数据，其相应于为了单镜观察从相同视角产生的过程经历的图像。

在图1中示出的用于显示过程经历的装置3的第一实施方式中，设备控制器6合适地构造为，将右图像数据作为第一图像数据和将左图像数据作为第二图像数据11.1,11.2输出到显示眼镜8。

在此不同地，在图2中示出的用于显示过程经历的装置103的第二实施方式中，设备控制器106合适地构造为，将右和左图像数据在处理的另外的片段116.1,116.2中转换为另外的右和左图像数据，其相应于为了立体观察从不同视角产生的过程经历的图像。与图1中所示的设备控制器6不同地，图2中所示的设备控制器106合适地构造为，将另外的右图像数据作为第一图像数据112.1并且将另外的左图像数据作为第二图像数据112.2输出到显示眼镜。

根据本发明的方法相应地如下实施。

至少一个铁路安全装置2；102经由分开的数据传输通道4.1,4.2；104.1,104.2优选连续地分别将相同的过程数据5.1,5.2；105.1,105.2提供给用于显示过程经历的装置3；103。

使用至少一个构造为计算单元的设备控制器6；106双通道地、也就是借助设备控制器的两个分开的处理通道18.1,18.2；118.1,118.2处理该由至少一个铁路安全装置提供的过程数据3；103。在此，所提供的过程数据5.1,5.2；105.1,105.2在双通道处理的片段15.1,15.2；115.1,115.2中被转换为以视频数据形式的右和左图像数据11.r,11.l；111.r,111.l，其相应于为了单镜观察从相同视角产生的过程经历的图像。也就是，所提供的过程数据5.1；105.1在第一处理通道18.1；118.1的片段15.1；115.1中被转换为右图像数据11.r；111.r。并且，与过程数据5.1；105.1相同的过程数据5.2；105.2在第二处理通道18.2；118.2的片段15.2；115.2中被转换为左图像数据11.1；111.1。

然后，在图1中所示的装置3的第一实施方式中，将右图像数据11.r作为第一图像数据11.1并且将左图像数据11.1作为第二图像数据11.2通过另外的分开的数据传输通道9.1,9.2输出到用作数据显示设备8的显示眼镜。

接着，显示眼镜8的第一显示器12.1显示由右眼13.1视觉可采集的、向其作为视频数据传输的第一图像数据11.1的第一图示14.1，并且显示眼镜8的第二显示器12.2显示由左眼13.2视觉可采集的、向其作为视频数据传输的第二图像数据11.2的第二图示14.2。

佩戴显示眼镜8的观察者7至少同时接纳图像数据11.1,11.2的两个所显示的图示14.1,14.2，也就是过程经历的两个图像；但是通常合并为唯一一个图像。

在图2中所示的装置的第二实施方式103中，右和左图像数据111.r,111.l在双通道处理的另外的片段116.1,116.2中被转换为另外的右和左图像数据111.R,111.L，其相应于为了单体观察从不同视角产生的过程经历的图像。也就是，右图像数据111.r在第一处理通道118.1的另外的片段116.1中被转换为另外的右图像数据111.R。并且，左图像数据111.1在第二处理通道118.2的片段116.2中被转换为另外的左图像数据111.L。

然后，将另外的右图像数据111.R作为第一图像数据111.1并且将另外的左图像数据111.L作为第二图像数据111.2输出到显示眼镜。

现在在此，显示眼镜108的第一显示器112.1还示出了由右眼113.1视觉可采集的、向其作为视频数据传输的第一图像数据111.1的第一图示114.1，并且显示眼镜108的第二显示器112.2示出了由左眼113.2视觉可采集的、向其作为视频数据传输的第二图像数据111.2的第二图示114.2。

佩戴显示眼镜108的观察者107也在此至少同时接纳图像数据111.1,111.2的两个所显示的图示114.1,114.2，也就是过程经历的两个图像；但是通常合并为唯一一个空间图像。

显示眼镜8；108的使用者7；107检查两个冗余图示14.1,14.2；114.1,114.2的视觉一致性。为此其检查了两个显示的、主观上认为相同的过程经历的图像的视觉信息是否实际重叠。在将过程数据5.1,5.2；105.1,105.2转换为图像数据11.1,11.2；111.1,111.2时出现误差的情况下或在显示图像数据11.1,11.2；111.1,111.2时出现误差的情况下导致在双目视角、特别是立体视角中视觉信息不重叠，从而观察者7；107可以识别误差。