一种电机车照明自主控制系统

摘要

本发明公开了一种电机车照明自主控制系统，包括信息采集单元、信息分析单元、信息处理单元、数据存储单元、控制器、互联单元、智能设备和摄像头，通过设置信息分析单元并利用其进行灯光分析，对电机车的行驶状态进行判断，并结合光照数据对电机车的灯光照明进行自动调节，使电机车的整个行驶过程保持清晰良好的行驶视野，同时节省了能源的使用，降低了生产成本，通过设置信息处理单元，对电机车进行轨道安防处理，将轨道影像数据与轨道标准影像数据进行匹配，并在轨道影像数据中提取区别特征影像分别与警报样本影像数据进行比对，提高了电机车行驶的安全性，保证了生产运输的连续有效进行，同时对轨道进行有效自检，排除了安全隐患。

说明书

技术领域

本发明涉及一种行驶系统，具体为一种电机车照明自主控制系统。

背景技术

电机车是轨道车辆运输的一种牵引设备，动力是利用牵引电机驱动车轮转动，借助车轮与轨面间的摩擦力，使机车在轨道上运行。这种运行方式，它的牵引力不仅受牵引电机(或内燃机)功率的限制，还受车轮与轨面间的摩擦制约。机车运输能行驶的坡度有限制，运输轨道坡度一般为3‰，局部坡度不能超过30‰。

现有技术中的电机车缺乏对于车灯的自主控制，导致无论在光照充足或者光照不足的情况下都是一个工作点亮状态，导致了资源的浪费，同时电机车缺少对于行驶过程中出现的轨道问题和突发侵入目标缺乏自主判断，而人为判断往往信息滞后，易导致安全事故的发生，为此，我们提出一种电机车照明自主控制系统。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种电机车照明自主控制系统，通过设置信息分析单元并利用其进行灯光分析，对电机车的行驶状态进行判断，并结合光照数据对电机车的灯光照明进行自动调节，使电机车的整个行驶过程保持清晰良好的行驶视野，同时节省了能源的使用，降低了生产成本，通过设置信息处理单元，对电机车进行轨道安防处理，将轨道影像数据与轨道标准影像数据进行匹配，并在轨道影像数据中提取区别特征影像分别与警报样本影像数据进行比对，提高了电机车行驶的安全性，保证了生产运输的连续有效进行，同时对轨道进行有效自检，排除了安全隐患。

本发明所解决的技术问题为：

(1)如何通过设置信息分析单元并利用其进行灯光分析，对电机车的行驶状态进行判断，并结合光照数据对电机车的灯光照明进行自动调节，解决现有技术中电机车灯光不能自行调节而导致行驶视野不清晰的问题；

(2)如何通过设置信息处理单元，对电机车进行轨道安防处理，将轨道影像数据与轨道标准影像数据进行匹配，并在轨道影像数据中提取区别特征影像分别与警报样本影像数据进行比对，解决现有技术中电机车难以自主识别障碍物和对轨道进行自检的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种电机车照明自主控制系统，包括信息采集单元、信息分析单元、信息处理单元、数据存储单元、控制器、互联单元、智能设备和摄像头；

所述信息采集单元用于实时获取光照数据、行驶速度数据和轨道影像数据，所述信息采集单元将光照数据和行驶速度数据传输至信息分析单元，将轨道影像数据传输至信息处理单元，所述光照数据表示电机车所在区域环境内的光照强度，所述轨道影像数据表示电机车正前方一到十米距离范围内的轨道影像，且轨道影像数据通过摄像头获取；

所述数据存储单元中存储有轨道标准影像数据和警报样本影像数据，轨道标准影像数据表示电机车正常行驶状态下的轨道影像，所述警报样本影像数据包括轨道连接出现位移或间隙时的轨道失效影像和轨道中出现入侵目标时候的轨道入侵影像；

所述信息分析单元接收到光照数据和行驶速度数据，对电机车进行灯光分析，并将得到的待机信号、运行信号、光照充足信号、需光信号和光照强度差值数据一同传输至信息处理单元；

所述信息处理单元用于对电机车进行行驶照明处理，并将得到的照明电流调整数据传输至控制器，所述信息处理单元还用于对电机车进行轨道安防处理，并将得到的轨道失效信号、轨道阻断信号和错误信号发送至控制器；

所述控制器接收到照明电流调整数据，对照明电流进行调节，调节后的照明电流大小为当前照明电流与照明电流调整数据的和，所述控制器还用于对信号进行识别，当识别到轨道失效信号或轨道阻断信号时，生成维修信号，并通过互联单元传输至智能设备，当识别到错误信号，从信息处理单元中提取生成错误信号时对应的特征区别影像并将通过互联单元传输至智能设备；

所述智能设备具体为一种平板电脑。

本发明的进一步改进在于：所述灯光分析的具体步骤如下：

A1：将光照数据标记GZ，行驶速度数据标记为SD；

A2：对电机车的行驶状态进行判断：当行驶速度数据的等于零时，记录速度第一次变为零的时间点，并将该时间点标记为第一静止时间点SJ1，在第一静止时间点后延时十秒后再次进行行驶状态判断，若行驶速度数据仍等于零，则判定电机车处于待机状态，生成待机信号，不进行A4步骤；若第一次行驶状态判断中的行驶速度数据不等于零或第二次行驶状态判断中的行驶速度数据不等于零时，判定电机车处于运行状态，生成运行信号；

A3：在信息分析单元中预设有一个光照强度最低限值，并将其标记为GZX，将光照数据与光照强度最低限值进行比较，若光照数据大于等于光照强度最低限值时，生成光照充足信号，若光照数据小于光照强度最低限值时，生成需光信号，同时计算光照数据与光照强度最低限值之间的差值，并将其标记为光照强度差值数据GZC。

本发明的进一步改进在于：所述行驶照明处理的具体步骤如下：

B1：当识别到待机信号时，将车灯切换至关闭状态或保持在关闭状态，并将示廓灯切换至点亮状态，不执行步骤B2；当识别到运行信号时，执行步骤B2；

B2：当识别到光照充足信号时，将车灯切换至关闭状态或保持在关闭状态，当识别到需光信号时，将光照强度差值数据代入到计算式：照明电流调整数据＝光强电流转化系数*光照强度差值数据，得到照明电流调整数据。

本发明的进一步改进在于：所述轨道安防处理的具体步骤为：

步骤一：从数据存储单元中提取轨道标准影像数据，将轨道标准影像数据与轨道影像数据进行匹配，当匹配成功时，生成轨道安全信号，不进行任何操作，当匹配失败时，生成轨道警报信号，并直接进行刹车减速；

步骤二：当识别到轨道安全信号时，不进行任何操作，当识别到轨道警报信号时，对轨道标准影像数据与轨道影像数据中的区别特征影像进行标记，对标记的区别特征影像进行放大处理，并从数据存储单元中提取警报样本影像数据；

步骤三：将放大处理后的区别特征影像与警报样本影像数据进行比对：

当区别特征影像与轨道失效影像匹配成功时，进行紧急刹车，生成轨道失效信号；

当区别特征影像与轨道入侵影像匹配成功时，开启蜂鸣器，延时两秒后，再次获取轨道影像数据，并将其与区别特征影像进行比对，当区别特征影像位置发生变化，则判定入侵目标为移动目标，继续减速行驶，当区别特征影像位置未发生变化，则判定入侵目标为固定目标，进行紧急刹车，并生成轨道阻断信号；

当区别特征影像与轨道入侵影像和轨道失效影像均匹配失败时，生成错误信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明在使用时，信息采集单元实时获取光照数据、行驶速度数据和轨道影像数据，信息采集单元将光照数据和行驶速度数据传输至信息分析单元，将轨道影像数据传输至信息处理单元，信息分析单元接收到光照数据和行驶速度数据，对电机车进行灯光分析，并将得到的待机信号、运行信号、光照充足信号、需光信号和光照强度差值数据一同传输至信息处理单元，信息处理单元对电机车进行行驶照明处理，并将得到的照明电流调整数据传输至控制器，控制器接收到照明电流调整数据，对照明电流进行调节，调节后的照明电流大小为当前照明电流与照明电流调整数据的和，通过设置信息分析单元并利用其进行灯光分析，对电机车的行驶状态进行判断，并结合光照数据对电机车的灯光照明进行自动调节，使电机车的整个行驶过程保持清晰良好的行驶视野，同时节省了能源的使用，降低了生产成本；

2、信息处理单元对电机车进行行驶工况处理，并将得到的照明电流调整数据、降档信号、升档信号、保持信号和刹车信号传输至控制器，所述信息处理单元还对电机车进行轨道安防处理，并将得到的轨道失效信号、轨道阻断信号和错误信号发送至控制器，控制器接收到照明电流调整数据，对照明电流进行调节，调节后的照明电流大小为当前照明电流与照明电流调整数据的和，所述控制器对降档信号、升档信号、保持信号、刹车信号、轨道失效信号、轨道阻断信号和错误信号进行信号识别，通过设置信息处理单元，对电机车进行轨道安防处理，将轨道影像数据与轨道标准影像数据进行匹配，并在轨道影像数据中提取区别特征影像分别与警报样本影像数据进行比对，提高了电机车行驶的安全性，保证了生产运输的连续有效进行，同时对轨道进行有效自检，排除了安全隐患。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的系统框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，一种电机车照明自主控制系统，包括信息采集单元、信息分析单元、信息处理单元、数据存储单元、控制器、互联单元、智能设备和摄像头；

所述信息采集单元用于实时获取光照数据、行驶速度数据和轨道影像数据，所述信息采集单元将光照数据和行驶速度数据传输至信息分析单元，将轨道影像数据传输至信息处理单元，所述光照数据表示电机车所在区域环境内的光照强度，所述轨道影像数据表示电机车正前方一到十米距离范围内的轨道影像，且轨道影像数据通过摄像头获取；

所述数据存储单元中存储有轨道标准影像数据和警报样本影像数据，轨道标准影像数据表示电机车正常行驶状态下的轨道影像，所述警报样本影像数据包括轨道连接出现位移或间隙时的轨道失效影像和轨道中出现入侵目标时候的轨道入侵影像；

所述信息分析单元接收到光照数据和行驶速度数据，对电机车进行灯光分析，并将得到的待机信号、运行信号、光照充足信号、需光信号和光照强度差值数据一同传输至信息处理单元；

所述信息处理单元用于对电机车进行行驶照明处理，并将得到的照明电流调整数据传输至控制器，所述信息处理单元还用于对电机车进行轨道安防处理，并将得到的轨道失效信号、轨道阻断信号和错误信号发送至控制器；

所述控制器接收到照明电流调整数据，对照明电流进行调节，调节后的照明电流大小为当前照明电流与照明电流调整数据的和，所述控制器还用于对信号进行识别，当识别到轨道失效信号或轨道阻断信号时，生成维修信号，并通过互联单元传输至智能设备，当识别到错误信号，从信息处理单元中提取生成错误信号时对应的特征区别影像并将通过互联单元传输至智能设备；

所述智能设备具体为一种平板电脑。

所述灯光分析的具体步骤如下：

A1：将光照数据标记GZ，行驶速度数据标记为SD；

A2：对电机车的行驶状态进行判断：当行驶速度数据的等于零时，记录速度第一次变为零的时间点，并将该时间点标记为第一静止时间点SJ1，在第一静止时间点后延时十秒后再次进行行驶状态判断，若行驶速度数据仍等于零，则判定电机车处于待机状态，生成待机信号，不进行A4步骤；若第一次行驶状态判断中的行驶速度数据不等于零或第二次行驶状态判断中的行驶速度数据不等于零时，判定电机车处于运行状态，生成运行信号；

A3：在信息分析单元中预设有一个光照强度最低限值，并将其标记为GZX，将光照数据与光照强度最低限值进行比较，若光照数据大于等于光照强度最低限值时，生成光照充足信号，若光照数据小于光照强度最低限值时，生成需光信号，同时计算光照数据与光照强度最低限值之间的差值，并将其标记为光照强度差值数据GZC。

所述行驶照明处理的具体步骤如下：

B1：当识别到待机信号时，将车灯切换至关闭状态或保持在关闭状态，并将示廓灯切换至点亮状态，不执行步骤B2；当识别到运行信号时，执行步骤B2；

B2：当识别到光照充足信号时，将车灯切换至关闭状态或保持在关闭状态，当识别到需光信号时，将光照强度差值数据代入到计算式：照明电流调整数据＝光强电流转化系数*光照强度差值数据，得到照明电流调整数据。

所述轨道安防处理的具体步骤为：

步骤一：从数据存储单元中提取轨道标准影像数据，将轨道标准影像数据与轨道影像数据进行匹配，当匹配成功时，生成轨道安全信号，不进行任何操作，当匹配失败时，生成轨道警报信号，并直接进行刹车减速；

步骤二：当识别到轨道安全信号时，不进行任何操作，当识别到轨道警报信号时，对轨道标准影像数据与轨道影像数据中的区别特征影像进行标记，对标记的区别特征影像进行放大处理，并从数据存储单元中提取警报样本影像数据；

步骤三：将放大处理后的区别特征影像与警报样本影像数据进行比对：

当区别特征影像与轨道失效影像匹配成功时，进行紧急刹车，生成轨道失效信号；

当区别特征影像与轨道入侵影像匹配成功时，开启蜂鸣器，延时两秒后，再次获取轨道影像数据，并将其与区别特征影像进行比对，当区别特征影像位置发生变化，则判定入侵目标为移动目标，继续减速行驶，当区别特征影像位置未发生变化，则判定入侵目标为固定目标，进行紧急刹车，并生成轨道阻断信号。

工作原理：本发明在使用时，信息采集单元实时获取光照数据、行驶速度数据和轨道影像数据，信息采集单元将光照数据和行驶速度数据传输至信息分析单元，将轨道影像数据传输至信息处理单元，信息分析单元接收到光照数据和行驶速度数据，对电机车进行灯光分析，并将得到的待机信号、运行信号、光照充足信号、需光信号和光照强度差值数据一同传输至信息处理单元，信息处理单元对电机车进行行驶照明处理，并将得到的照明电流调整数据传输至控制器，信息处理单元还对电机车进行轨道安防处理，并将得到的轨道失效信号、轨道阻断信号和错误信号发送至控制器，控制器接收到照明电流调整数据，对照明电流进行调节，调节后的照明电流大小为当前照明电流与照明电流调整数据的和，控制器还用于对信号进行识别，当识别到轨道失效信号或轨道阻断信号时，生成维修信号，并通过互联单元传输至智能设备，当识别到错误信号，从信息处理单元中提取生成错误信号时对应的特征区别影像并将通过互联单元传输至智能设备。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。