CN109436031A - 辅助驾驶装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种辅助驾驶装置。该装置包括：第一信号采集模块、处理模块和辅助驾驶显示模块；第一信号采集模块的输入端与车辆的第一总线连接，第一信号采集模块的输出端与处理模块的第一输入端连接，处理模块的输出端与辅助驾驶显示模块的输入端连接；处理模块，用于接收第一信号采集模块采集的车辆的第一状态数据，并根据第一状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息；辅助驾驶显示模块，用于显示车辆的辅助驾驶信息，使得车辆的驾驶员可以借助该辅助驾驶信息对车辆准确的驾驶。

Description

辅助驾驶装置

技术领域

本发明涉及轨道交通技术，尤其涉及一种辅助驾驶装置。

背景技术

机车辅助驾驶系统利用机车定位、机车网络通信等技术，实现对机车运行状态的获取和判断，给出安全、低能耗的优化驾驶方案。具体地，机车辅助驾驶系统根据机车位置信息数据库中的线路信息，通过当前的路面信息及机车本身的参数，可以得到机车节能和准点操纵方案，从而向机车驾驶员提供驾驶提示。

然而，现有技术中，机车辅助驾驶系统仅在既有机车运行线路中给出标准驾驶提示，无法满足实际使用时的需求。

发明内容

本发明提供一种辅助驾驶装置，以解决机车辅助驾驶系统仅在既有机车运行线路中给出标准驾驶提示，无法满足实际使用时的需求的技术问题。

本发明提供一种辅助驾驶装置，该装置包括：第一信号采集模块、处理模块和辅助驾驶显示模块；

第一信号采集模块的输入端与车辆的第一总线连接，第一信号采集模块的输出端与处理模块的第一输入端连接，处理模块的输出端与辅助驾驶显示模块的输入端连接；

处理模块，用于接收第一信号采集模块采集的车辆的第一状态数据，并根据第一状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息；

辅助驾驶显示模块，用于显示车辆的辅助驾驶信息。

在一种可能的实施方式中，装置还包括：第二信号采集模块；

第二信号采集模块的输入端与车辆的第二总线连接，第二信号采集模块的输出端与处理模块的第二输入端连接；

处理模块，具体用于接收第一信号采集模块采集的车辆的第一状态数据和第二信号采集模块采集的车辆的第二状态数据，并根据第一状态数据和第二状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息。

在一种可能的实施方式中，第一总线为多功能车辆总线MVB，第二总线为RS485总线。

在一种可能的实施方式中，第一信号采集模块包括：MVB通道选择单元、MVB隔离变压器单元、MVB解码单元；

MVB通道选择单元的第一输入端与MVB连接，MVB通道选择单元的第一输出端与MVB隔离变压器单元的第一输入端连接，MVB隔离变压器单元的第一输出端与MVB解码单元的第一输入端连接，形成第一传输通道；

MVB通道选择单元的第二输入端与MVB连接，MVB通道选择单元的第二输出端与MVB隔离变压器单元的第二输入端连接，MVB隔离变压器单元的第二输出端与MVB解码单元的第二输入端连接，形成第二传输通道；

MVB解码单元的输出端与处理模块的输入端连接。

在一种可能的实施方式中，第二信号采集模块包括：RS485隔离变压器单元、RS485解码单元；

RS485隔离变压器单元的输入端与RS485总线连接，RS485隔离变压器单元的输出端与RS485解码单元的输入端连接，MVB解码单元的输出端与处理模块的输入端连接。

在一种可能的实施方式中，处理模块包括：第一内存单元、处理单元、存储单元、第二内存单元；

第一内存单元的第一端与MVB解码单元的输出端连接，第一内存单元的第二端与RS485解码单元的输出端连接，第一内存单元的第三端与处理单元的第一端连接，处理单元的第二端与存储单元连接，处理单元的第三端与第二内存单元的第一端连接，第二内存单元的第二端与辅助驾驶显示模块的输入端连接；

处理单元，用于根据第一状态数据和第二状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息。

在一种可能的实施方式中，处理单元，还用于在根据第一状态数据和第二状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息之前，对第一状态数据和第二状态数据进行格式转换。

在一种可能的实施方式中，辅助驾驶显示模块包括：数据处理单元、显示单元；

数据处理单元的第一端与第二内存单元的第二端连接，数据处理单元的第二端与显示单元的输入端连接。

数据处理单元，用于对车辆的辅助驾驶信息进行图形处理；

显示单元，用于对图形处理后的所述车辆的辅助驾驶信息进行显示。

在一种可能的实施方式中，第一状态数据包括下述至少一项：

车辆对应的接触网的电压、接触网的电流、车辆的车速、车辆的牵引力、车辆的制动力、车辆当前到达的站点信息、车辆下一站到达的站点信息；

第二状态数据包括下述至少一项：

车辆的全球定位系统GPS定位信息、车辆的运行线路信息。

在一种可能的实施方式中，车辆的辅助驾驶信息包括下述至少一项：

车辆到达下一站点的预设时间、车辆到达下一站点的预期时间、车辆的准点率、车辆当前的速度曲线、车辆的优化速度曲线、车辆的加速度。

本发明提供的辅助驾驶装置，通过处理模块接收第一信号采集模块采集的车辆的第一状态数据，并根据第一状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息，再通过辅助驾驶显示模块显示车辆的辅助驾驶信息，使得车辆的驾驶员可以借助该辅助驾驶信息对车辆准确的驾驶。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种辅助驾驶装置的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种辅助驾驶装置的结构示意图；

图3为本发明提供的又一种辅助驾驶装置的结构示意图。

附图标记说明：

1：第一信号采集模块；

2：处理模块；

3：辅助驾驶显示模块；

4：第二信号采集模块；

5：MVB通道选择单元；

6：MVB隔离变压器单元；

7：MVB解码单元；

8：RS485隔离变压器单元；

9：RS485解码单元；

10：第一内存单元；

11：处理单元；

12：存储单元；

13：第二内存单元；

14：数据处理单元；

15：显示单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

机车辅助驾驶系统利用机车定位、机车网络通信等技术，实现对机车运行状态的获取和判断，给出安全、低能耗的优化驾驶方案。具体地，机车辅助驾驶系统根据机车位置信息数据库中的线路信息，通过当前的路面信息及机车本身的参数，可以得到机车节能和准点操纵方案，从而向机车驾驶员提供驾驶提示。

然而，现有技术中，机车辅助驾驶系统仅在既有机车运行线路中给出标准驾驶提示，无法满足实际使用时的需求。

因此，考虑到上述问题，本发明提供一种辅助驾驶装置，通过处理模块接收第一信号采集模块采集的车辆的第一状态数据，并根据第一状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息，再通过辅助驾驶显示模块显示车辆的辅助驾驶信息，使得车辆的驾驶员可以借助该辅助驾驶信息对车辆准确的驾驶。

图1为本发明提供的一种辅助驾驶装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：

第一信号采集模块1、处理模块2和辅助驾驶显示模块3。

第一信号采集模块1的输入端与车辆的第一总线连接，第一信号采集模块1的输出端与处理模块2的第一输入端连接，处理模块2的输出端与辅助驾驶显示模块3的输入端连接。

处理模块2，用于接收第一信号采集模块1采集的车辆的第一状态数据，并根据第一状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息。

辅助驾驶显示模块3，用于显示车辆的辅助驾驶信息。

可选的，上述第一信号采集模块1可以是现场可编程逻辑门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称：FPGA)，也可以是微控制器(Micro Control Unit，简称：MCU)。

可选的，上述第一总线可以为多功能车辆总线(Multifunction Vehicle Bus，简称：MVB)，也可以为RS485总线，还可以是其他总线，具体可以根据车辆上的采集数据的系统所使用的总线确定。这里所说的系统可以是RS485系统或MVB系统。其中，RS485系统由采用RS485进行通信的RS485设备和RS485组成。MVB系统由采用MVB进行通信的MVB设备和MVB组成。MVB是一种串行数据通信总线，在传输数据时，数据一帧一帧地在总线上传输，该数据可以为曼彻斯特格式编码的数据，每帧数据可以包括多个数据位。例如，每帧数据中的数据位可以包括识别车辆的各互连设备的地址位、校验序列位和节点编号等。在数据通信的过程中，MVB可以传输过程数据和消息数据。本发明中以第一总线为MVB为例进行说明。

上述处理模块2可以为计算机或其他形式的处理器等。

上述第一状态数据包括下述至少一项：车辆对应的接触网的电压、接触网的电流、车辆的车速、车辆的牵引力、车辆的制动力、车辆当前到达的站点信息、车辆下一站到达的站点信息。

可选的，处理模块2可以通过上述第一状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息。这里的车辆的辅助驾驶信息例如可以为车辆到达下一站点的预设时间、车辆到达下一站点的预期时间、车辆的准点率、车辆当前的速度曲线、车辆的优化速度曲线、车辆的加速度。其中，车辆到达下一站点的预设时间为对应于车辆的优化速度曲线的车辆到达下一站点的时间，而车辆到达下一站点的预期时间为对应于车辆当前的速度曲线的车辆到达下一站点的时间。

上述辅助驾驶显示模块3可以在车辆的显示屏上以图形化的方式显示处理模块2生成的车辆的辅助驾驶信息。通过查看车辆的辅助驾驶信息，驾驶员可以借助该辅助驾驶信息对车辆准确的驾驶。例如，驾驶员可以根据车辆当前的速度曲线与车辆的优化速度曲线，调整车辆当前的速度，使得车辆到达下一站点的预期时间可以接近于车辆到达下一站点的预设时间，从而使得车辆能够按照预设时间到达下一站点，进一步提高车辆的准点率。

本发明提供的辅助驾驶装置，通过处理模块接收第一信号采集模块采集的车辆的第一状态数据，并根据第一状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息，再通过辅助驾驶显示模块显示车辆的辅助驾驶信息，使得车辆的驾驶员可以借助该辅助驾驶信息对车辆准确的驾驶。

图2为本发明提供的另一种辅助驾驶装置的结构示意图。如图2所示，在上述图1所示框图的基础上，当车辆包括两种系统时，上述装置还可以包括：第二信号采集模块4。其中，

第二信号采集模块4的输入端与车辆的第二总线连接，第二信号采集模块4的输出端与处理模块2的第二输入端连接。

上述第二信号采集模块4的具体实现方式可以参见上述第一信号采集模块1的描述，在此不再赘述。

可选的，以车辆包括MVB系统和RS485系统为例，当第一总线为MVB时，第二总线可以为RS485总线，或者，当第一总线为RS485总线时，第二总线可以为MVB。具体实现时，第二信号采集模块的数量可以根据车辆所包括的系统确定，例如，当车辆包括至少3个系统时，第二信号采集模块可以为2个。本发明以第二总线为RS485总线为例进行说明。

在该场景下，处理模块2不仅可以接收第一信号采集模块1采集的车辆的第一状态数据，处理模块2还可以接收第二信号采集模块4采集的车辆的第二状态数据。相应地，处理模块2可以进一步结合第二状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息。

可选的，第二状态数据包括下述至少一项：车辆的全球定位系统(GlobalPosition System，简称：GPS)定位信息、车辆的运行线路信息。具体地，车辆的GPS定位信息和车辆的运行线路信息，可以向驾驶员提供实时的驾驶车辆的信息，以便驾驶员更准确的驾驶车辆。

图3为本发明提供的又一种辅助驾驶装置的结构示意图。如图3所示，在上述图2所示框图的基础上，第一信号采集模块1可以包括：MVB通道选择单元5、MVB隔离变压器单元6、MVB解码单元7。

其中，MVB可以包括两个信号传输信道，两个信号传输信道传输相同的数据信号，当其中一个信号传输信道出现故障时，使用另一个信号传输信道进行数据信号的传输，以此来保证传输数据信号的连续性，避免单个信号传输通道在传输数据信号时出现错误，从而保证了MVB系统的安全性。具体地：

MVB通道选择单元5的第一输入端与MVB连接，MVB通道选择单元5的第一输出端与MVB隔离变压器单元6的第一输入端连接，MVB隔离变压器单元6的第一输出端与MVB解码单元7的第一输入端连接，形成第一传输通道。

MVB通道选择单元5的第二输入端与MVB连接，MVB通道选择单元5的第二输出端与MVB隔离变压器单元6的第二输入端连接，MVB隔离变压器单元6的第二输出端与MVB解码单元7的第二输入端连接，形成第二传输通道。

MVB解码单元7的输出端与处理模块2的输入端连接。

具体实现时，可以在MVB上设置两个对外插件，每个对外插件上可以设置对外通信接口。上述两个对外插件的设置，不仅可以将第一信号采集模块1串接于MVB上，还可以与MVB中的两个信号传输通道对应相连，以获取MVB中的信号传输通道所传输的数据信号。

在利用MVB传输数据信号时，上述MVB通道选择单元5可以选择性打开或者关闭第一传输通道、第二传输通道，具体实现时可以根据处理模块2的指令指示打开或者关闭第一传输通道、第二传输通道。当上述MVB通道选择单元5打开第一传输通道且关闭第二传输通道时，上述MVB通道选择单元5获取形成的上述第一传输信道中所传输的数据信号；当上述MVB通道选择单元5打开第二传输通道且关闭第一传输通道时，上述MVB通道选择单元5获取形成的上述第二传输信道中所传输的数据信号。

在传输数据信号完成之后，上述MVB通道选择单元5还可以对获取到的数据信号进行去干扰处理，并将去干扰处理后的数据信号传输至MVB隔离变压器单元6。

上述MVB隔离变压器单元6，具体用于电气隔离上述MVB解码单元7和MVB，避免车辆上其他设备的信号与在MVB上传输的数据信号之间产生电磁干扰，从而提高MVB传输数据的可靠性。具体实现时，MVB隔离变压器单元6中可以设置具有较大高频损耗的铁芯，以起到抑制MVB上的高频杂波信号传入MVB解码单元7的作用，进一步提高上述MVB解码单元7的可靠性。

上述MVB解码单元7，具体用于将去干扰处理后的数据信号转换成二进制编码信号。

可选的，在MVB通道选择单元5与MVB之间可以串联一个阻容负载，在MVB隔离变压器单元6与MVB通道选择单元5之间可以串联一个耦合电容，以此辅助MVB隔离变压器单元6更好地电气隔离上述MVB解码单元7和MVB，从而实现阻抗匹配和滤波的功能。

继续参照图3，可选的，在上述图2所示框图的基础上，第二信号采集模块4可以包括：RS485隔离变压器单元8、RS485解码单元9。

RS485隔离变压器单元8的输入端与RS485总线连接，RS485隔离变压器单元8的输出端与所述RS485解码单元9的输入端连接，所述MVB解码单元9的输出端与所述处理模块2的输入端连接。

上述RS485隔离变压器单元8具体用于电气隔离上述RS485解码单元9和RS485总线，避免车辆上其他设备的信号与在RS485总线上传输的数据信号之间产生电磁干扰，从而提高RS485总线的传输数据的可靠性。具体实现时，RS485隔离变压器单元8中可以设置具有较大高频损耗的铁芯，以起到抑制RS485总线上的高频杂波信号传入RS485解码单元9的作用，进一步提高上述RS485解码单元9的可靠性。

上述RS485解码单元9具体用于将去干扰处理后的数据信号转换成二进制编码信号。

继续参照图3，可选的，在上述图2所示框图的基础上，处理模块2可以包括：第一内存单元10、处理单元11、存储单元12、第二内存单元13。

第一内存单元10的第一端与MVB解码单元7的输出端连接，第一内存单元10的第二端与RS485解码单元9的输出端连接，第一内存单元10的第三端与处理单元11的第一端连接，处理单元11的第二端与存储单元12连接，处理单元11的第三端与第二内存单元13的第一端连接，第二内存单元13的第二端与辅助驾驶显示模块3的输入端连接。

具体地，上述第一内存单元10用于存储由MVB解码单元7转换的二进制编码信号和由RS485解码单元9转换的二进制编码信号。

而处理单元11，用于根据第一状态数据和第二状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息。

可选的，处理单元11，还用于在根据第一状态数据和第二状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息之前，对第一状态数据和第二状态数据进行格式转换。这里的格式转化可以为，依据IEC61375-1标准和RS485标准，处理单元11可以对存储在第一内存单元10中的二进制编码信号进行协议解析，从而生成车辆的辅助驾驶信息，并将生成的车辆的辅助驾驶信息存储在第二内存单元13中。在协议解析的过程中，处理单元11会使用到多种算法，而存储单元12可以为处理单元11提供程序的运行空间。

继续参照图3，可选的，在上述图2所示框图的基础上，辅助驾驶显示模块3可以包括：数据处理单元14、显示单元15。

数据处理单元14的第一端与第二内存单元13的第二端连接，数据处理单元14的第二端与显示单元15的输入端连接。

具体地，上述数据处理单元14获取存储在上述第二内存单元13中的车辆的辅助驾驶信息后，数据处理单元14对车辆的辅助驾驶信息进行图形处理。而显示单元15显示由上述数据处理单元14图形处理后的上述车辆的辅助驾驶信息。

在驾驶车辆的过程中，由于上述显示单元15可以实时动态显示上述车辆到达下一站点的预设时间、车辆到达下一站点的预期时间、车辆的优化速度曲线、车辆当前的速度曲线等辅助驾驶信息，驾驶员可以更直观地获取到车辆的实时信息。

本发明提供的辅助驾驶装置，通过处理模块接收第一信号采集模块采集的车辆的第一状态数据，并根据第一状态数据，生成车辆的辅助驾驶信息，再通过辅助驾驶显示模块显示车辆的辅助驾驶信息，使得车辆的驾驶员可以借助该辅助驾驶信息对车辆准确的驾驶。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种辅助驾驶装置，其特征在于，所述装置包括：第一信号采集模块、处理模块和辅助驾驶显示模块；

所述第一信号采集模块的输入端与车辆的第一总线连接，所述第一信号采集模块的输出端与所述处理模块的第一输入端连接，所述处理模块的输出端与所述辅助驾驶显示模块的输入端连接；

所述处理模块，用于接收所述第一信号采集模块采集的所述车辆的第一状态数据，并根据所述第一状态数据，生成所述车辆的辅助驾驶信息；

所述辅助驾驶显示模块，用于显示所述车辆的辅助驾驶信息。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：第二信号采集模块；

所述第二信号采集模块的输入端与所述车辆的第二总线连接，所述第二信号采集模块的输出端与所述处理模块的第二输入端连接；

所述处理模块，具体用于接收所述第一信号采集模块采集的所述车辆的第一状态数据和所述第二信号采集模块采集的所述车辆的第二状态数据，并根据所述第一状态数据和所述第二状态数据，生成所述车辆的辅助驾驶信息。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一总线为多功能车辆总线MVB，所述第二总线为RS485总线。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一信号采集模块包括：MVB通道选择单元、MVB隔离变压器单元、MVB解码单元；

所述MVB通道选择单元的第一输入端与MVB连接，所述MVB通道选择单元的第一输出端与所述MVB隔离变压器单元的第一输入端连接，所述MVB隔离变压器单元的第一输出端与所述MVB解码单元的第一输入端连接，形成第一传输通道；

所述MVB通道选择单元的第二输入端与MVB连接，所述MVB通道选择单元的第二输出端与所述MVB隔离变压器单元的第二输入端连接，所述MVB隔离变压器单元的第二输出端与所述MVB解码单元的第二输入端连接，形成第二传输通道；

所述MVB解码单元的输出端与所述处理模块的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二信号采集模块包括：RS485隔离变压器单元、RS485解码单元；

RS485隔离变压器单元的输入端与RS485总线连接，RS485隔离变压器单元的输出端与所述RS485解码单元的输入端连接，所述MVB解码单元的输出端与所述处理模块的输入端连接。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理模块包括：第一内存单元、处理单元、存储单元、第二内存单元；

所述第一内存单元的第一端与所述MVB解码单元的输出端连接，所述第一内存单元的第二端与所述RS485解码单元的输出端连接，所述第一内存单元的第三端与所述处理单元的第一端连接，所述处理单元的第二端与所述存储单元连接，所述处理单元的第三端与所述第二内存单元的第一端连接，所述第二内存单元的第二端与所述辅助驾驶显示模块的输入端连接；

所述处理单元，用于根据所述第一状态数据和所述第二状态数据，生成所述车辆的辅助驾驶信息。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理单元，还用于在根据所述第一状态数据和所述第二状态数据，生成所述车辆的辅助驾驶信息之前，对所述第一状态数据和所述第二状态数据进行格式转换。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述辅助驾驶显示模块包括：数据处理单元、显示单元；

所述数据处理单元的第一端与所述第二内存单元的第二端连接，所述数据处理单元的第二端与所述显示单元的输入端连接；

所述数据处理单元，用于对所述车辆的辅助驾驶信息进行图形处理；

所述显示单元，用于对图形处理后的所述车辆的辅助驾驶信息进行显示。

9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一状态数据包括下述至少一项：

所述车辆对应的接触网的电压、所述接触网的电流、所述车辆的车速、所述车辆的牵引力、所述车辆的制动力、所述车辆当前到达的站点信息、所述车辆下一站到达的站点信息；

所述第二状态数据包括下述至少一项：

所述车辆的全球定位系统GPS定位信息、所述车辆的运行线路信息。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述车辆的辅助驾驶信息包括下述至少一项：

所述车辆到达下一站点的预设时间、所述车辆到达下一站点的预期时间、所述车辆的准点率、所述车辆当前的速度曲线、所述车辆的优化速度曲线、所述车辆的加速度。