CN103963585A - 城市有轨兼无轨网络prt小汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可以驶入特制的轨道、实现高速自动运行的电动PRT小汽车。小车在轨道上的行驶，由中央控制***调度，高速行驶无堵车，并在运行中为车辆充电。小车两侧均设有防翻车防脱轨装置，有传感器自动检测车辆与轨道护栏间距，保证车辆在轨道上高速行驶的安全性。追尾预警功能，前后车间距自控功能。轨道外的行驶，有内置电池提供能量，人工驾驶或通过无线网路远程控制。车内外装有多组摄像头，可以实现立体影像和音频的无线传输。车辆实现车库内自动停车和自动出车库功能。上坡有防溜车功能。

Description

城市有轨兼无轨网络PRT小汽车
技术领域
本发明涉及一种如主权利要求的前叙部分所述类型的个人交通***的有轨兼无轨小汽车。
背景技术
现有的火车轨道急转弯很容脱轨。过山车是靠轮子卡在轨道上很安全，但也下不来。美国的ultra global***没有轨道供电没有安全护栏行驶速度很慢。美国的SkywebExpress 设计的不错很安全但不能在地面行驶。国内交通大学在研究顶上轨道交通，缺点也是不能在普通地面行驶。
发明内容
本发明提供一种可以驶入特制的轨道、实现高速自动运行的电动PTR小汽车。小车在轨道上的行驶，由中央控制***调度，高速行驶无堵车，并在运行中为车辆充电。小车两侧均设有防翻车防脱轨装置，有传感器自动检测车辆与轨道护栏间距，保证车辆在轨道上高速行驶的安全性。追尾预警功能，前后车间距自控功能;轨道外的行驶，有内置电池提供能量，人工驾驶或通过无线网路远程控制。车内外装有多组摄像头，可以实现立体影像和音频的无线传输。通过高速无线网络实现3D影音还原实现比较真实感的远程驾驶。小车在车库内通过循迹小车原理加上条码识别实现自动停车和自动出车库功能。小车有自动防溜车。通过电机内的霍尔元件感知车轮翻转，采取制动。达到防溜车目的。
附图说明
图1 车辆在轨道内侧面观察示意图
图2 车辆在轨道内前面观察示意图
图3 结构简化方案示意图
图4 结构简化方案2示意图
图5 车内***结构示意图
图6 停车场内自动寻轨迹扫条码自动停车平面示意图
图7停车场内自动寻轨迹扫条码自动停车放大示意图
图8 无线3D影音传输车辆远程控制架构图
图9无线3D影音传输车辆远程控制示意图
图10 防溜车功能示意图
图中：1-本专利的电动网络小汽车；2-防翻车轮；3-导电导向轮；4-护栏距离传感器；5-车轮；10-护栏
具体实施方式
　　过山车就是卡在轨道上的，而我们的方案是卡在轨道里面。通过防翻车轮顶住护栏限制车辆的倾斜，达到防止车辆出轨翻车的作用。如图1和图2放翻车轮阻止了车辆两侧的抬起。3导电轮用来获得电能，还用来防止车辆撞到护栏上。车内的转向***会用据导4护栏间距传感器测得车身与护栏的间距，自动及时调整车轮方向防止车胎发生没必要的摩擦。
　　如果车内的控制***比较先进可以很精确的通过距离传感器测得与护栏的间距并能准确控制方向，能确保不撞护栏可以不安装导电导向轮。如图3和图4所示。为了美观可以把轮子做得隐蔽一些。也可以加上自动收起的装置，自动收起的装置下个专利再写。
　　车辆是靠两侧护栏来供直流电的。电压可以是直流60V-380V。一个车辆能耗大约4-6KW，当然随着技术的改进可定会更佳节能。车内设有电池为车内***供电，可以在轨道上边跑边充电。
轨道内行驶详解:
　　车辆是靠两侧护栏距离传感器来的测得与护栏距离数据，然后mcu根据两侧距离数据和车辆速度计算后得出本次需要调整的角度，及时输出到驱动电路调整车轮方向角度，此过程只需要零点几毫秒。这样就能保持两侧距离不撞护栏，当车内***出故障，导向轮是防止撞护栏的最后保障。
故障处理举例
　　假如在轨道内行驶护栏距离传感器测得两侧距离与正常的不符合。那么有可能是传感器坏了，还有可能是护栏变形。MCUI会通过无线模块向轨道***提交错误代码。轨道***收到后会自动判断。如果短时间有3两车报同样的错，那么确定轨道的护栏有问题。假如严重轨道***就立即向其它车辆发出停车指令，不严重就呼叫维修人员来修理。如果没有其它车辆报这样的错误代码，那么就证明是车辆的问题，并采取必要的措施。通过监测车辆的数据可以发现亚健康车辆，及时维修保养把故障率降至最小。
紧急制动过程
　　当车辆有人按下紧急停车按钮或猛踩脚刹。MCU会启动制动液压泵，并同时通过无线模块告诉轨道***。还通过车后的红外LED通知后方车辆。此过程会在一毫秒内完成，时速60一毫秒行驶距离不到2厘米。后方车辆收到后会自动采取措施，并继续通知下个车辆。轨道***也会通知这一路段车辆采取措施。人工驾驶反应迟钝肯定追尾，而自动驾驶反应速度极快基本上是同时刹车。保证了不追尾。因此可以缩短车间距。人工驾驶时速60安全车间距是100米。自动驾驶根据刹车性能可以做到1到5米的安全车间距。
在轨道内叉口处理过程
　　本轨道***规定只有3岔口不能有多岔口。也就是说前方只有两个方向。当车辆行驶到叉口处会读取到岔口的电子标签。车辆便知道到了岔口了，还知道了该岔口的ID(也就是知道了的几号岔口)。根据***分配的路线来决定方向。假如是往左。那么车辆开始只使用左边的护栏距离传感器的数据，始终保持与左边护栏距离完成了左转弯的目的。离开岔口恢复直行模式。
车辆的基本配置
　　车辆大马力电机轻松达到60km/h以上的速度。
　　车辆两侧装有防翻车轮和护栏距离传感器。
　　车辆四周装有距离传感器，保证不撞车、保证车间距 。
　　车辆装有电动助力转向装置，在轨道上自动驾驶是靠微电脑操控助力转向来实现车轮的转向。
　　车辆装有电动助力刹车装置，在轨道上自动驾驶是靠微电脑控制压助力刹车来实现减速和制动的。
　　车辆装有和轨道***无线通讯的模块，保持与轨道***的通讯。
　　车辆装有能调节减震高度（调节车身高度和水平）用来符合轨道的高度。可以是电动自动调节（现有的豪车已有这个装置）。
　　车辆车辆有全球唯一的无线识别ID。在轨道上服从服务中心的调度。
　　
车库内自动停车的实现
　　如图6和图7。根据循迹小车原理可以无轨道自动行驶，根据路面的二维条码来定位车辆识别方向找到自己的车位。入车位车轮的动作车辆记忆下来，出来的时候根据入车位的车轮动作反向运动实现倒出车位。然后根据轨迹线继续行驶。找到出口的二维条码然后出车库。二维条码容错很高，脏一点也没关系。车辆的四周都有超声雷达避免撞到其它物体。如果***的自动智能驾驶技术普及了就不用这麻烦了。
　　
远程驾驶的实现
　　如图8所示。车辆装有多组摄像头。通过DSP采集两个摄像头图像数据经行压缩（立体图像的两幅图像很接近只需要采用一幅图数据然后采用另一幅图的差别数据）。将压缩后的数据提交给无线网络模块。目前的网络不太适合大量数据的上传（网络运营商限制上传的速度）所以在转网上带宽会大的很多。客户端收取到了图像信息把它还原3D显示，并把操控信息通过网路发送给车辆。车辆dsp得到了回应时间就是网络延时的时间。Dsp会把接收到的控制数据和网络状态提交给MCU。MCU负责控制车辆的动作。远程驾驶时可以根据网络信号强度来限制车速。信号强可以开块点，信号弱就只能开得非常慢。没有信号就原地停车，并且自动开启双闪车灯。
　　
　　如图9所示。大家在手机玩过赛车游戏吧？那么远程驾驶也是如此的简单。通过普通互联网终端（手机、平板、笔记本、台式机、体感游戏机。。。）实现远程驾驶车辆。有3D条件就可以实现立体影音驾驶，没有的话就只能平面驾驶。
　　
车辆远程驾驶需要增加的配置
　　车辆装有多组摄像头用来传输立体视觉和听觉。
　　车辆装有高速无线通讯模块（4G网络设备或专门架设的高速无线网络模块）
　　车辆装有DSP数据处理器
防溜车功能的实现
　　如图10所示。车辆在上坡的位置出现溜车时，车轮会带动电机转动。电机内有霍尔传感器检测到电机反转。MCU做出反应给主驱动电机输出直流，不是交替的方波。把电机当电电磁铁用达到磁性刹车的目的，防止坡起溜车。此时比较费电，能长时间通电会导致电机发热。当用户踩油门时才转动电机。超过10秒不睬油门，会启动液压制然后动停止对电机供电。并且会提示用户进入刹车状态，建议用户拉手刹。当用户拉手刹后自动退出防溜车状态。
车辆使用的描述
　　网络小车可以自动接送孩子。网络小车到接孩子的时间就会自动从车库开出来上轨道。然后开到幼儿园站，老师们把孩子放进各家的车里。自动锁好车门防止儿童在路上开门。窗户开的幅度也是受限的避免小孩爬窗而出。车辆与幼儿园视频链接或与家长视频链接。然后开车回家或去接爸爸妈妈。父母可以用电脑或手机不但可以视频而且可以了解车内的温湿度、甚至气压和氧含量(装有氧电极)等等相关数据。还可以切换不同的摄像头画面。可以实时与孩子交流沟通。

Claims (10)

1.一种自动个人快速城市交通网络小车，为其配备专用的交通轨道，所述小车轨道内行使由中央控制***调度，两侧设有导电导向装置，防翻车防脱轨装置，并有传感器自动检测车辆与轨道护栏间距，追尾预警功能，前后车间距自控功能。
2. 根据权利1所述的网络小车，所述小车轨道外的行驶，有内置电池提供能量，人工驾驶或通过无线网路远程控制;车内外装有多组摄像头，实现立体影像和音频的无线传输;车辆实现车库内自动停车和自动出车库功能;所述小车有防溜车功能。
3.根据权利1所述的网络小车，所述的小车两侧设有导电导向装置是由车身两侧前后两组导电轮和导电轮支架组成。
4.根据权利1所述的网络小车，所述的防翻车防脱轨装置，是由防翻车轮及其支架组成；根据权利1所述的网络小车，所述的小车两侧传感器，自动检测车辆与轨道护栏间距。
5. 根据权利1所述的网络小车，所述导向轮附近装有无线通讯模块与轨道***保持通讯。
6. 根据权利1所述的网络小车，所述车辆四周装有距离传感器，用来保持车距防止撞车。
7.根据权利1所述的网络小车，所述车辆前后装有红外收发装置，用来与前后车辆通讯，必要时通知后方车辆自动紧急制动，以防追尾。
8.根据权利1，权利2所述的网络小车，所述轨道外行使可人工驾驶，所述车辆安装多组摄像头，配置3D实时影音和控制信号传输装置，通过无线网络，实现远程网络驾驶。
9.根据权利1，权利2所述的网络小车，所述小车在车库内通过轨迹线和二维码识别实现自动停车和自动出库。
10.根据权利1，权利2所述的网络小车，所述小车有防溜车功能是由电机内霍尔传感器检测到车轮反转采取制动。
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