基于5G的机车自动驾驶视景显示系统的制作方法

基于5g的机车自动驾驶视景显示系统
技术领域
1.本实用新型涉及轨道交通技术领域，具体的说，涉及了一种基于5g的机车自动驾驶视景显示系统。


背景技术：

2.机车自动驾驶系统是充分融合5g通信技术、自动控制技术、环境感知技术等多种技术于一体的自动控制车列系统，该系统是以控制中心的作业计划为基础，实现机车动的自动驾驶和速度的控制，当遇到紧急情况时，及时采用相应的制动措施。
3.自动驾驶视景显示系统是自动驾驶系统中非常重要的组成部分，可以将运行前方的线路视频信息远程发送到地面并进行实时显示，实现远程如临现场的视觉效果。
4.目前的机车摄像头设计无特殊控制逻辑，仅用于对周围图像的显示，与行驶状态无关，因列车的行驶方向随调度切换，当前的图像系统只能将全部摄像头的图像进行显示，不具备重点突出或选择显示的能力，对于自动驾驶的机车系统而言过于简陋。
5.自动驾驶的机车系统需要根据行驶方向切换不同的图像视角，以便位于地面的工作人员实时的、有重点的进行监控，避免出现意外。
6.为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种可根据车机行驶方向切换视景方向、视景设置合理的基于5g的机车自动驾驶视景显示系统。
8.为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种基于5g的机车自动驾驶视景显示系统，包括车载设备和地面设备，所述车载设备包括安装于车机上的至少8个摄像头和车载视频主机，所述车载视频主机集成有处理单元、网络单元、机车手柄端子工况采集单元、第一5g接入模块和电源模块；
9.所述的至少8个摄像头包括第一视景组合和第二视景组合，所述第一视景组合和第二视景组合分别用于采集机车的向前视景图像和向后视景图像；
10.所述处理单元通过网络单元连接各摄像头以获取摄像头的图像，所述机车手柄端子工况采集单元用于采集机车手柄端子的接线状态并发送至处理单元，所述处理单元根据采集到的机车手柄端子的接线状态确定行进方向，并选择与行进方向一致的视景组合的图像通过第一5g接入模块传输至地面设备，所述地面设备用于视景图像的显示。
11.基上所述，所述第一视景组合包括安装于车头顶部并向前探视的第一远景摄像头和第一近景摄像头，以及安装于车身中部靠后区域并向前探视的第一左侧摄像头和第一右侧摄像头，所述第一远景摄像头和第二近景摄像头的拍摄视角相接或相交；所述第二视景组合包括安装于车尾顶部并向后探视的第二远景摄像头和第二近景摄像头，以及安装于车身中部靠前区域并向后探视的第二左侧摄像头和第二右侧摄像头，所述第二远景摄像头和第二近景摄像头的拍摄视角相接或相交；所述第一左侧摄像头与第二左侧摄像头的拍摄视
角交叉，所述第一右侧摄像头与第二右侧摄像头的拍摄视角交叉。
12.基上所述，所述第一左侧摄像头与第二左侧摄像头的拍摄视角交叉的最低点、以及第一右侧摄像头与第二右侧摄像头的拍摄视角交叉的最低点至少为股道的道面。
13.基上所述，所述地面设备包括与所述第一5g接入模块匹配的第二5g接入模块、地面处理单元、地面电源模块和地面显示器，所述地面处理单元将接收到的视景图像通过显示器进行显示。
14.基上所述，所述机车手柄端子工况采集单元采集到机车手柄的工况向前接线端子为dc110v时，表示手柄向前，机车向前行驶；采集到机车手柄的工况向后接线端子为dc110v时，表示手柄向后，机车向后行驶。
15.基上所述，所述机车手柄端子工况采集单元采集到机车手柄的工况向前接线端子和向后接线端子的电压均为零时，所述处理单元不做改变。
16.本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型具有以下优点：
17.1.采集机车手柄端子的接线状态来确定行驶方向，并选择显示与行驶方向适配的视景图像进行显示，有显示重点，方便地面工作人员监控。
18.2.视景图像的设置按照向前和向后的不同视角设置，其中包括远景图像、近景图像和两侧图像，远景图像和近景图像的视野相接，两侧的图像中，向前和向后互有交叉，进而实现全景显示，避免了死角问题。
19.3.通过5g接入模块进行数据互通，实现大视频数据量的实时传输，为自动驾驶的监控保驾护航。
附图说明
20.图1是本实用新型中基于5g的机车自动驾驶视景显示系统的摄像头分布示意图之一。
21.图2是本实用新型中基于5g的机车自动驾驶视景显示系统的摄像头分布示意图之二。
22.图3是本实用新型中车载视频主机的系统示意图。
23.图4是本实用新型中地面设备的系统示意图。
24.图中：1.第一远景摄像头；2.第一近景摄像头；3.第一左侧摄像头；6.第二左侧摄像头；7.机车。
具体实施方式
25.下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
26.如图1-图4所示，一种基于5g的机车自动驾驶视景显示系统，包括车载设备和地面设备，所述车载设备包括安装于车机上的至少8个摄像头和车载视频主机，所述车载视频主机集成有处理单元、网络单元、机车手柄端子工况采集单元、第一5g接入模块和电源模块；所述地面设备包括与第一5g接入模块匹配的第二5g接入模块、地面处理单元、地面电源模块和地面显示器，所述地面处理单元将接收到的视景图像通过显示器进行显示。
27.本实施例中，摄像头设计为8个，所述的8个摄像头包括第一视景组合和第二视景
组合，所述第一视景组合和第二视景组合分别用于采集机车7的向前视景图像和向后视景图像。
28.具体的，所述第一视景组合包括安装于车头顶部并向前探视的第一远景摄像头1和第一近景摄像头2，以及安装于车身中部靠后区域并向前探视的第一左侧摄像头3和第一右侧摄像头（图中未表示），所述第一远景摄像头1和第二近景摄像头2的拍摄视角相接或相交，可以实现对近距离路线和远距离路线的视频覆盖，两侧摄像头主要用于对车机侧面区域进行视频覆盖。
29.所述第二视景组合包括安装于车尾顶部并向后探视的第二远景摄像头和第二近景摄像头，以及安装于车身中部靠前区域并向后探视的第二左侧摄像头6和第二右侧摄像头（图中未表示），所述第二远景摄像头和第二近景摄像头的拍摄视角相接或相交，在行驶方向切换至向后时，实现对近距离路线和远距离路线的视频覆盖，两侧摄像头主要用于对车机侧面区域进行视频覆盖。
30.所述第一左侧摄像头3与第二左侧摄像头6的拍摄视角交叉，所述第一右侧摄像头与第二右侧摄像头的拍摄视角交叉，且交叉的最低点至少为股道的道面，目的在于实现机车侧面区域的全面覆盖，避免死角。
31.所述处理单元通过网络单元连接各摄像头以获取摄像头的图像。
32.所述机车手柄端子工况采集单元用于采集机车手柄端子的接线状态并发送至处理单元，所述处理单元根据采集到的机车手柄端子的接线状态确定行进方向，具体的，所述机车手柄端子工况采集单元采集到机车手柄的工况向前接线端子为dc110v时，表示手柄向前，机车向前行驶；采集到机车手柄的工况向后接线端子为dc110v时，表示手柄向后，机车向后行驶。所述机车手柄端子工况采集单元采集到机车手柄的工况向前接线端子和向后接线端子的电压均为零时，所述处理单元不做改变。
33.处理单元选择与行进方向一致的视景组合的图像通过第一5g接入模块传输至地面设备，所述地面设备用于视景图像的显示，在机车手柄处于零位时，处理单元选择保持当前的视景图像进行传输。
34.为了方便机车前方视景的全面监控，可以借助当前的摄像机视频全景拼合技术，将同一视景组合所呈现的四路摄像头视频拼接为一个全景的视频图像，从而方便自动驾驶和远程驾驶时对机车前方线路情况的掌握，该部分因不属于本技术的创新内容，不展开叙述。
35.依赖该视景显示系统，可以实现对机车前方的视景图像进行实时的地面监控，极大地方便了对运行前方线路信息的掌握，为自动驾驶提供实时的视频信息画面，为远程驾驶和自动驾驶远程监控提供了重要的技术支持。
36.最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

技术特征：
1.一种基于5g的机车自动驾驶视景显示系统，其特征在于：包括车载设备和地面设备，所述车载设备包括安装于车机上的至少8个摄像头和车载视频主机，所述车载视频主机集成有处理单元、网络单元、机车手柄端子工况采集单元、第一5g接入模块和电源模块；所述的至少8个摄像头包括第一视景组合和第二视景组合，所述第一视景组合和第二视景组合分别用于采集机车的向前视景图像和向后视景图像；所述处理单元通过网络单元连接各摄像头以获取摄像头的图像，所述机车手柄端子工况采集单元用于采集机车手柄端子的接线状态并发送至处理单元，所述处理单元根据采集到的机车手柄端子的接线状态确定行进方向，并选择与行进方向一致的视景组合的图像通过第一5g接入模块传输至地面设备，所述地面设备用于视景图像的显示。2.根据权利要求1所述的基于5g的机车自动驾驶视景显示系统，其特征在于：所述第一视景组合包括安装于车头顶部并向前探视的第一远景摄像头和第一近景摄像头，以及安装于车身中部靠后区域并向前探视的第一左侧摄像头和第一右侧摄像头，所述第一远景摄像头和第二近景摄像头的拍摄视角相接或相交；所述第二视景组合包括安装于车尾顶部并向后探视的第二远景摄像头和第二近景摄像头，以及安装于车身中部靠前区域并向后探视的第二左侧摄像头和第二右侧摄像头，所述第二远景摄像头和第二近景摄像头的拍摄视角相接或相交；所述第一左侧摄像头与第二左侧摄像头的拍摄视角交叉，所述第一右侧摄像头与第二右侧摄像头的拍摄视角交叉。3.根据权利要求2所述的基于5g的机车自动驾驶视景显示系统，其特征在于：所述第一左侧摄像头与第二左侧摄像头的拍摄视角交叉的最低点、以及第一右侧摄像头与第二右侧摄像头的拍摄视角交叉的最低点至少为股道的道面。4.根据权利要求3所述的基于5g的机车自动驾驶视景显示系统，其特征在于：所述地面设备包括与所述第一5g接入模块匹配的第二5g接入模块、地面处理单元、地面电源模块和地面显示器，所述地面处理单元将接收到的视景图像通过显示器进行显示。5.根据权利要求4所述的基于5g的机车自动驾驶视景显示系统，其特征在于：所述机车手柄端子工况采集单元采集到机车手柄的工况向前接线端子为dc110v时，表示手柄向前，机车向前行驶；采集到机车手柄的工况向后接线端子为dc110v时，表示手柄向后，机车向后行驶。6.根据权利要求5所述的基于5g的机车自动驾驶视景显示系统，其特征在于：所述机车手柄端子工况采集单元采集到机车手柄的工况向前接线端子和向后接线端子的电压均为零时，所述处理单元不做改变。

技术总结
本实用新型提供了一种基于5G的机车自动驾驶视景显示系统，包括车载设备和地面设备，所述车载设备包括安装于车机上的8个摄像头和车载视频主机，所述车载视频主机集成有处理单元、网络单元、机车手柄端子工况采集单元、5G接入模块和电源模块；所述的至少8个摄像头分别用于采集机车的向前视景图像和向后视景图像；所述机车手柄端子工况采集单元用于采集机车手柄端子的接线状态，所述处理单元根据采集到的机车手柄端子的接线状态确定行进方向，并选择与行进方向一致的视景组合的图像通过5G接入模块传输至地面设备。该基于5G的机车自动驾驶视景显示系统利用机车手柄端子的工况判断行驶方向并传输相应的视景图像。行驶方向并传输相应的视景图像。行驶方向并传输相应的视景图像。


技术研发人员：李恩源 王文英 申博 宋坦路 徐伟高
受保护的技术使用者：河南辉煌科技股份有限公司
技术研发日：2022.11.28
技术公布日：2023/6/3