[发明专利]基于场景智能感知的重载机车自动驾驶系统和方法

说明书

本发明提供了一种基于场景智能感知的重载机车自动驾驶系统和方法，所述系统包括：运行环境感知单元，用于获取重载机车行驶的前方轨道的运行环境信息，并对所述运行环境信息进行处理；智能场景决策单元，用于基于经处理的运行环境信息，确定所述重载机车将要进入的智能场景；以及自动驾驶控制单元，用于基于所确定的智能场景，控制所述重载机车自动行驶。本发明还提供了一种基于场景智能感知的重载机车自动驾驶方法。

技术领域

本发明涉及机车自动驾驶领域，具体地涉及一种基于场景智能感知的重载机车自动驾驶控制系统和方法。

背景技术

重载运输在大宗物资运输中具有运量大、成本低、全天候等得天独厚的优势。在传统的重载机车运营当中，采用的是人工控车模式。由于重载列车编组长、载重大，增加了重载列车司机操作的难度；由于长时间控车，司机在驾驶时劳动强度很高，容易疲劳驾驶。司机的操纵失误会导致列车纵向冲动大、非正常停车、超速甚至是断钩等情况发生，威胁铁路行车安全。

为了减少人为误操作、保障运行安全、降低重载列车司机的工作强度、提高机车操纵的一致化水平、降低机车能耗、节省成本，机车智能驾驶是铁路运输行业未来发展的必然趋势，对于保障重载货运列车的运行安全、提高运输效率、降低运行成本方面有着重大的研究价值和应用推广意义。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提出了一种基于场景智能感知的重载机车自动驾驶控制系统和方法，其通过智能场景决策单元基于由运行环境感知单元实时监测并且分析处理的列车运行环境信息，自动判断列车所处的运行场景，并且通过自动驾驶控制单元做出相应的自动驾驶控制，从而能够减少人为误操作、保障运行安全，降低列车司机的工作强度、提高机车操纵的一致化水平，并且降低机车能耗、节省成本，提高运输效率。

根据本发明的一方面，本发明提供了一种基于场景智能感知的重载机车自动驾驶系统，包括：

运行环境感知单元，用于获取重载机车行驶的前方轨道的运行环境信息，并对所述运行环境信息进行处理；

智能场景决策单元，用于基于经处理的运行环境信息，确定所述重载机车将要进入的智能场景；以及

自动驾驶控制单元，用于基于所确定的智能场景，控制所述重载机车自动行驶。

在实施例中，所述运行环境感知单元包括：

雷达检测单元，包括毫米波雷达和/或激光雷达，其中所述毫米波雷达用于检测所述重载机车行驶的前方轨道的预定范围内是否存在异物侵入，所述激光雷达用于确定所述异物的尺寸和位置；和/或

前向摄像单元，用于检测所述重载机车行驶的前方轨道的预定范围内是否存在障碍物以及确定所述障碍物的位置和尺寸；和/或

信号系统单元，用于获取所述重载机车行驶的前方轨道的预定范围内的线路信息和列车信息、以及模式控制方式信息；和

融合处理单元，用于接收并且处理来自所述雷达检测单元和/或前向摄像单元和/或信号系统单元的信息。

在实施例中，所述智能场景决策单元用于基于来自所述融合处理单元的所述信息，确定所述重载机车将要进入的智能场景。

在实施例中，在所述智能场景决策单元基于来自所述信号系统单元的线路信息和列车信息，并且所述自动驾驶控制单元发出自动驾驶控车信息时，确定所述重载机车将要进入段内作业场景时，所述自动驾驶控制单元用于：

控制向所述自动驾驶系统上电并且自检，以及检查所述自动驾驶系统与其他连接系统之间的通信状态，以及所述自动驾驶系统自身的健康状态；

检查所述重载机车自身状态以及执行重载机车性能实验；以及

将基础线路数据与机车运行监控系统基础线路数据同步更新，对当前基础线路数据版本自动进行对比确认；当不一致时，输出不匹配的提示，要求更新数据。