本發明涉及屬于自動化領域，具體涉及一種無人駕駛系統，尤其涉及一種火車無人駕駛系統。

背景技術：

在最近十年內，中國乃至世界的交通運輸方式上發生著巨大的改變，火車提速，到高鐵的全面普及，再到現在正在開發的管道運輸。一切一切都表明我們的生活是在不斷提速的。

雖然現有火車已經實現了部分自動駕駛功能，但是不能完全做到駕駛室內無人運行，和無人駕駛還存在很大的距離。現在大部分火車不是全天運行，因為火車駕駛員需要休息，有人自動駕駛并未完全將司機從勞動作業解放出來，火車啟動、站臺開關門、火車折返等作業仍需司機手動完成，對火車運行效率造成了一定的影響。采用人工駕駛，第一、火車司機的駕駛培訓成本很高，第二、在人工駕駛時一旦出現疲勞駕駛，將會帶來不可預計的生命財產損失；第三，由于火車有鐵軌，通過人工駕駛，費時費力，不能發揮火車最佳作用。

鑒于此，提出一種火車無人駕駛系統本發明所要研究的課題。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種火車無人駕駛系統，旨在解放火車駕駛員，實現對火車的精確控制，提高列車安全性，降低駕駛員的工作強度。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種火車無人駕駛系統，包括控制器、火車狀態傳感器檢測模塊、模數轉換模塊、自喚醒機構、自動防護機構、自動駕駛機構以及人機交互機構，所述火車狀態傳感器模塊與模數轉換模塊連接，所述模數轉換模塊、人機交互機構分別與控制器連接，所述自喚醒機構、自動防護機構均與所述控制器連接，所述自動駕駛機構和所述自動防護機構連接；

在工作狀態中，所述火車狀態傳感器檢測模塊實時檢測火車的運行狀態，并將檢測到的火車運行數據傳輸給模數轉換模塊進行模數轉換，所述模數轉換模塊將轉換后的數字量傳送給控制器；所述控制器對數字量進行判別，以判定該火車狀態是否安全，即該火車狀態是否滿足無人駕駛條件；若控制器判定火車狀態安全，則說明可以進入無人駕駛狀態，若控制器判定火車狀態存在安全隱患，則提示無法進入無人駕駛狀態；

在滿足無人駕駛條件時，當需要進行無人駕駛時，所述控制器通過人機交互機構向駕駛員詢問是否進入無人駕駛模式，以實現無人駕駛模式與有人駕駛模式的切換，當駕駛員選擇無人駕駛模式時，則火車啟動自動防護機構和自動駕駛機構以進入無人自動駕駛模式；當駕駛員選擇有人駕駛模式時，則火車進入有人駕駛模式；

當火車進入無人駕駛模式時，所述火車狀態傳感器檢測模塊實時檢測火車的運行狀態，并將檢測到的火車運行數據經過模數轉換模塊轉換后，發送至控制器，控制器實時對火車的運行狀態進行分析判定，一旦控制器分析到火車存在安全隱患，則通過自喚醒機構向系統發送喚醒信號。

作為本發明的進一步改進，所述無人駕駛系統還包括一速度控制機構，通過控制器控制該速度控制機構，以控制火車的時度。

作為本發明的進一步改進，所述火車狀態傳感器檢測模塊還包括一速度檢測模塊，所述速度檢測模塊包括由光柵盤和光電檢測器組成的光電編碼器。

作為本發明的進一步改進，所述火車狀態傳感器檢測模塊還包括一鐵軌檢測模塊，所述鐵軌檢測模塊包括圖像傳感器模塊和紅外傳感器模塊。

作為本發明的進一步改進，所述紅外傳感器模塊采用熱釋電紅外傳感器模塊；所述鐵軌檢測模塊還包括一圖像處理模塊，所述圖像處理模塊分別與所述圖像傳感器和紅外傳感器模塊連接。

作為本發明的進一步改進，所述無人駕駛系統還包括一存儲模塊，所述存儲模塊和自動防護機構連接，用于通過自動防護機構記錄火車狀態傳感器檢測模塊檢測到的火車運行狀態信息。

作為本發明的進一步改進，所述無人駕駛系統還包括一GPS定位機構，該GPS定位機構設在火車駕駛室內，用于對火車的全球定位。

作為本發明的進一步改進，所述無人駕駛系統還包括多個沿鐵軌間隔設置的偵測基站，每個偵測基站中均設有一紅外偵測傳感器、一圖像偵測傳感器以及一偵測控制器，用于偵測經過該基站的火車的運行狀態。

作為本發明的進一步改進，每當有火車經過一個偵測基站時，該當前基站的紅外偵測傳感器便對經過的火車進行紅外拍攝，并將拍攝的結果發至偵測控制器，偵測控制器根據接收到的紅外圖像以控制圖像偵測傳感器工作，以拍攝火車經過當前基站的運行狀態。

作為本發明的進一步改進，所述無人駕駛系統還包括遠程控制機構，用于對火車的安全遠程控制。

本發明工作原理以及效果如下：

本發明涉及一種火車無人駕駛系統，包括控制器、火車狀態傳感器檢測模塊、模數轉換模塊、自喚醒機構、自動防護機構、自動駕駛機構以及人機交互機構，所述火車狀態傳感器模塊與模數轉換模塊連接，所述模數轉換模塊、人機交互機構分別與控制器連接，所述自喚醒機構、自動防護機構均與所述控制器連接，所述自動駕駛機構和所述自動防護機構連接。本發明可靠性好、安全性高、靈活性強、響應速度塊，通過自動控制器與自動防護機構、自動駕駛機構以及自喚醒機構，有效實現了火車的無人駕駛，能夠有效解放火車駕駛員，實現對火車的精確控制，提高列車安全性，降低駕駛員的工作強度。

附圖說明

在此描述的附圖僅用于解釋目的，而不意圖以任何方式來限制本申請公開的范圍。另外，圖中的各部件的形狀和比例尺寸等僅為示意性的，用于幫助對本申請的理解，并不是具體限定本申請各部件的形狀和比例尺寸。本領域的技術人員在本申請的教導下，可以根據具體情況選擇各種可能的形狀和比例尺寸來實施本申請。在附圖中：

附圖1為本發明實施例的原理結構示意圖。

具體實施方式

下面實施例將進一步舉例說明本發明。這些實施例僅用于說明本發明，但不以任何方式限制本發明。

實施例：一種火車無人駕駛系統

參見附圖1，包括控制器1、火車狀態傳感器檢測模塊2、模數轉換模塊3、自喚醒機構4、自動防護機構5、自動駕駛機構6以及人機交互機構7，所述火車狀態傳感器模塊2與模數轉換模塊3連接，所述模數轉換模塊3、人機交互機構7分別與控制器1連接，所述自喚醒機構4、自動防護機構5均與所述控制器1連接，所述自動駕駛機構6和所述自動防護機構5連接。

在工作狀態中，所述火車狀態傳感器檢測模塊2實時檢測火車的運行狀態，并將檢測到的火車運行數據傳輸給模數轉換模塊3進行模數轉換，所述模數轉換模塊3將轉換后的數字量傳送給控制器1；所述控制器1對數字量進行判別，以判定該火車狀態是否安全，即該火車狀態是否滿足無人駕駛條件；若控制器1判定火車狀態安全，則說明可以進入無人駕駛狀態，若控制器1判定火車狀態存在安全隱患，則提示無法進入無人駕駛狀態。

在滿足無人駕駛條件時，當需要進行無人駕駛時，所述控制器1通過人機交互機構7向駕駛員詢問是否進入無人駕駛模式，以實現無人駕駛模式與有人駕駛模式的切換，當駕駛員選擇無人駕駛模式時，則火車啟動自動防護機構5和自動駕駛機構6以進入無人自動駕駛模式；當駕駛員選擇有人駕駛模式時，則火車進入有人駕駛模式。

當火車進入無人駕駛模式時，所述火車狀態傳感器檢測模塊2實時檢測火車的運行狀態，并將檢測到的火車運行數據經過模數轉換模塊3轉換后，發送至控制器1，控制器1實時對火車的運行狀態進行分析判定，一旦控制器1分析到火車存在安全隱患，則通過自喚醒機構4向系統發送喚醒信號。

進一步地，所述無人駕駛系統還包括一速度控制機構，通過控制器1控制該速度控制機構，以控制火車的時度。

進一步地，所述火車狀態傳感器檢測模塊2還包括一速度檢測模塊，所述速度檢測模塊包括由光柵盤和光電檢測器組成的光電編碼器。

進一步地，所述火車狀態傳感器檢測模塊2還包括一鐵軌檢測模塊，所述鐵軌檢測模塊包括圖像傳感器模塊和紅外傳感器模塊。

進一步地，所述紅外傳感器模塊采用熱釋電紅外傳感器模塊；所述鐵軌檢測模塊還包括一圖像處理模塊，所述圖像處理模塊分別與所述圖像傳感器和紅外傳感器模塊連接。

進一步地，所述無人駕駛系統還包括一存儲模塊，所述存儲模塊和自動防護機構連接，用于通過自動防護機構記錄火車狀態傳感器檢測模塊檢測到的火車運行狀態信息。

進一步地，所述無人駕駛系統還包括一GPS定位機構，該GPS定位機構設在火車駕駛室內，用于對火車的全球定位。

進一步地，所述無人駕駛系統還包括多個沿鐵軌間隔設置的偵測基站，每個偵測基站中均設有一紅外偵測傳感器、一圖像偵測傳感器以及一偵測控制器1，用于偵測經過該基站的火車的運行狀態。

進一步地，每當有火車經過一個偵測基站時，該當前基站的紅外偵測傳感器便對經過的火車進行紅外拍攝，并將拍攝的結果發至偵測控制器1，偵測控制器1根據接收到的紅外圖像以控制圖像偵測傳感器工作，以拍攝火車經過當前基站的運行狀態。

進一步地，所述無人駕駛系統還包括遠程控制機構，用于對火車的安全遠程控制。

本發明涉及一種火車無人駕駛系統，包括控制器1、火車狀態傳感器檢測模塊2、模數轉換模塊3、自喚醒機構4、自動防護機構5、自動駕駛機構6以及人機交互機構7，所述火車狀態傳感器模塊2與模數轉換模塊3連接，所述模數轉換模塊3、人機交互機構7分別與控制器1連接，所述自喚醒機構4、自動防護機構5均與所述控制器1連接，所述自動駕駛機構6和所述自動防護機構5連接。本發明可靠性好、安全性高、靈活性強、響應速度塊，通過自動控制器1與自動防護機構5、自動駕駛機構6以及自喚醒機構4，有效實現了火車的無人駕駛，能夠有效解放火車駕駛員，實現對火車的精確控制，提高列車安全性，降低駕駛員的工作強度。

需要說明的是，在本申請的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

使用術語“包含”或“包括”來描述這里的元件、成分、部件或步驟的組合也想到了基本由這些元件、成分、部件或步驟構成的實施方式。這里通過使用術語“可以”，旨在說明“可以”包括的所描述的任何屬性都是可選的。

多個元件、成分、部件或步驟能夠由單個集成元件、成分、部件或步驟來提供。另選地，單個集成元件、成分、部件或步驟可以被分成分離的多個元件、成分、部件或步驟。用來描述元件、成分、部件或步驟的公開“一”或“一個”并不說為了排除其他的元件、成分、部件或步驟。

應該理解，以上描述是為了進行圖示說明而不是為了進行限制。通過閱讀上述描述，在所提供的示例之外的許多實施方式和許多應用對本領域技術人員來說都將是顯而易見的。因此，本教導的范圍不應該參照上述描述來確定，而是應該參照前述權利要求以及這些權利要求所擁有的等價物的全部范圍來確定。出于全面之目的，所有文章和參考包括專利申請和公告的公開都通過參考結合在本文中。在前述權利要求中省略這里公開的主題的任何方面并不是為了放棄該主體內容，也不應該認為申請人沒有將該主題考慮為所公開的申請主題的一部分。

上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本申請的可行性實施方式的具體說明，它們并非用以限制本申請的保護范圍，凡未脫離本申請技藝精神所作的等效實施方式或變更均應包含在本申請的保護范圍之內。