[發明專利]基于場景智能感知的重載機車自動駕駛系統和方法

有效

• 申請號: 201910313016.0
• 申請日: 2019-04-18
• 公開（公告）號: CN111845788B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 梅文慶;杜凱冰;尚敬;文宇良;張朝陽;張征方;白金磊;羅源;熊佳遠;李程;何海興
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: B61B1/00
• 分類號: B61B1/00;B61L23/14;G05D1/02
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;張杰

本發明提供了一種基于場景智能感知的重載機車自動駕駛系統和方法，所述系統包括：運行環境感知單元，用于獲取重載機車行駛的前方軌道的運行環境信息，并對所述運行環境信息進行處理；智能場景決策單元，用于基于經處理的運行環境信息，確定所述重載機車將要進入的智能場景；以及自動駕駛控制單元，用于基于所確定的智能場景，控制所述重載機車自動行駛。本發明還提供了一種基于場景智能感知的重載機車自動駕駛方法。

技術領域

本發明涉及機車自動駕駛領域，具體地涉及一種基于場景智能感知的重載機車自動駕駛控制系統和方法。

背景技術

重載運輸在大宗物資運輸中具有運量大、成本低、全天候等得天獨厚的優勢。在傳統的重載機車運營當中，采用的是人工控車模式。由于重載列車編組長、載重大，增加了重載列車司機操作的難度；由于長時間控車，司機在駕駛時勞動強度很高，容易疲勞駕駛。司機的操縱失誤會導致列車縱向沖動大、非正常停車、超速甚至是斷鉤等情況發生，威脅鐵路行車安全。

為了減少人為誤操作、保障運行安全、降低重載列車司機的工作強度、提高機車操縱的一致化水平、降低機車能耗、節省成本，機車智能駕駛是鐵路運輸行業未來發展的必然趨勢，對于保障重載貨運列車的運行安全、提高運輸效率、降低運行成本方面有著重大的研究價值和應用推廣意義。

發明內容

鑒于以上問題，本發明提出了一種基于場景智能感知的重載機車自動駕駛控制系統和方法，其通過智能場景決策單元基于由運行環境感知單元實時監測并且分析處理的列車運行環境信息，自動判斷列車所處的運行場景，并且通過自動駕駛控制單元做出相應的自動駕駛控制，從而能夠減少人為誤操作、保障運行安全，降低列車司機的工作強度、提高機車操縱的一致化水平，并且降低機車能耗、節省成本，提高運輸效率。

根據本發明的一方面，本發明提供了一種基于場景智能感知的重載機車自動駕駛系統，包括：

運行環境感知單元，用于獲取重載機車行駛的前方軌道的運行環境信息，并對所述運行環境信息進行處理；

智能場景決策單元，用于基于經處理的運行環境信息，確定所述重載機車將要進入的智能場景；以及

自動駕駛控制單元，用于基于所確定的智能場景，控制所述重載機車自動行駛。

在實施例中，所述運行環境感知單元包括：

雷達檢測單元，包括毫米波雷達和/或激光雷達，其中所述毫米波雷達用于檢測所述重載機車行駛的前方軌道的預定范圍內是否存在異物侵入，所述激光雷達用于確定所述異物的尺寸和位置；和/或

前向攝像單元，用于檢測所述重載機車行駛的前方軌道的預定范圍內是否存在障礙物以及確定所述障礙物的位置和尺寸；和/或

信號系統單元，用于獲取所述重載機車行駛的前方軌道的預定范圍內的線路信息和列車信息、以及模式控制方式信息；和

融合處理單元，用于接收并且處理來自所述雷達檢測單元和/或前向攝像單元和/或信號系統單元的信息。

在實施例中，所述智能場景決策單元用于基于來自所述融合處理單元的所述信息，確定所述重載機車將要進入的智能場景。

在實施例中，在所述智能場景決策單元基于來自所述信號系統單元的線路信息和列車信息，并且所述自動駕駛控制單元發出自動駕駛控車信息時，確定所述重載機車將要進入段內作業場景時，所述自動駕駛控制單元用于：

控制向所述自動駕駛系統上電并且自檢，以及檢查所述自動駕駛系統與其他連接系統之間的通信狀態，以及所述自動駕駛系統自身的健康狀態；

檢查所述重載機車自身狀態以及執行重載機車性能實驗；以及

將基礎線路數據與機車運行監控系統基礎線路數據同步更新，對當前基礎線路數據版本自動進行對比確認；當不一致時，輸出不匹配的提示，要求更新數據。