一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法

申请号 CN202311525948.4 申请日 2023-11-14 公开(公告)号 CN117622910A 公开(公告)日 2024-03-01
申请人 东风商用车有限公司; 发明人 杨茜芝; 闫名慧; 谢斌; 刘庚;
摘要 本 发明 涉及一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,包括:堆高机接收 水 平运输管理平台发送的目标贝位,目标贝位为水平运输管理平台基于堆高机的作业任务信息提取得到;在无人集卡和堆高机均达到目标贝位时,堆高机向无人集卡发送避让指令,以控制无人集卡执行避让指令避让堆高机;在堆高机抓取目标贝位上的无人集卡上的集装箱时,堆高机向无人集卡发送移动指令,以控制无人集卡执行移动指令,以使无人集卡装载的集装箱与无人集卡之间的距离在预设距离之外。本发明解决无人集卡和堆高机无交互造成的妨碍或者碰撞问题。
权利要求

1.一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,其特征在于,包括:
所述堆高机接收平运输管理平台发送的目标贝位,所述目标贝位为水平运输管理平台基于所述堆高机的作业任务信息提取得到;
在无人集卡和所述堆高机均达到所述目标贝位时,所述堆高机向所述无人集卡发送避让指令,以控制所述无人集卡执行避让指令避让所述堆高机;
在所述堆高机抓取所述目标贝位上的所述无人集卡上的集装箱时,所述堆高机向所述无人集卡发送移动指令,以控制所述无人集卡执行移动指令,以使所述无人集卡装载的集装箱与所述无人集卡之间的距离在预设距离之外。
2.根据权利要求1所述的港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,其特征在于,还包括:
在集装箱完成装载/卸载后,所述堆高机将人工确认后的装载/卸载集装箱完毕信息发送给所述水平运输管理平台。
3.根据权利要求1所述的港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,其特征在于,所述作业任务信息包括如下任意一种或多种:指令编号、任务类型、作业类型、任务操作、目标地纬度、目标地经度、箱号、车辆号和堆场贝位号。
4.根据权利要求3所述的港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,其特征在于,所述任务操作包括如下任意一种或多种:开始、暂停和取消。
5.根据权利要求1所述的港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,其特征在于,还包括:
所述水平运输管理平台根据所述作业任务信息中的目标堆场贝位号确定所述目标贝位。
6.根据权利要求5所述的港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,其特征在于,所述水平运输管理平台根据所述作业任务信息中的目标堆场贝位号确定目标贝位,包括:
根据港口堆场贝位分布图确定目标贝位编号;
将所述目标贝位编号前后相邻的贝位作为备选等待贝位;
从所述备选等待贝位中选择路径最短的作为目标贝位。
7.根据权利要求1所述的港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,其特征在于,还包括:
当卸载集装箱时所述堆高机从所述无人集卡上抓取集装箱,所述无人集卡通过激光雷达感知设备检测到集装箱离开所述无人集卡;
所述无人集卡向水平运输管理平台发送集装箱离车信息,所述水平运输管理平台接收所述集装箱离车信息并记录。
8.根据权利要求7所述的港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,其特征在于,所述激光雷达感知设备为激光雷达传感器
9.一种堆高机,其特征在于,包括存储器和处理器,其中,
所述存储器,用于存储计算机程序
所述处理器,与所述存储器耦合,用于执行计算机程序,以实现上述权利要求1至8中任意一项所述的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法的步骤。
10.一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业系统,其特征在于,包括如权利要求9所述的堆高机以及与所述堆高机通信连接的无人集卡;
所述无人集卡用于接收所述堆高机发送的移动指令以控制装载集装箱时所述无人集卡与所述集装箱之间的安全距离,所述无人集卡用于接收所述堆高机发送的避让指令以控制所述无人集卡避让所述堆高机。

说明书全文

一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法

技术领域

[0001] 本发明涉及自动驾驶技术领域,尤其涉及一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法、系统以及堆高机。

背景技术

[0002] 无人驾驶集装箱卡车,简称无人集卡,已逐渐应用于港口等需要集装箱自动化平运输的场景。在该场景下,无人集卡不仅要完成无人驾驶,还需要自动与岸桥(即岸边起重机)配合进行集装箱的装卸作业,或者自动与场桥(即龙吊)配合进行集装箱的装卸作业。
[0003] 现有技术中一般只提供了作业流程指导,但未就交互动作逻辑及具体交互信息进行细化描述。堆高机为人工驾驶,司机全部操作在作业现场完成;无人集卡为无人驾驶,后台指令无法直观体现给堆高机司机,两者作业交互过程若无具体直观交互动作流程作为指导,容易产生无人集卡停在贝位妨碍堆高机在对应贝位作业的问题,严重者会出现双方无法判断相互动线造成碰撞事故。

发明内容

[0004] 有鉴于此,有必要提供一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,能够有效减少无人集卡和堆高机无交互造成的妨碍或者碰撞问题的发生。
[0005] 为了解决上述问题,本发明提供一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,包括:
[0006] 所述堆高机接收水平运输管理平台发送的目标贝位,所述目标贝位是水平运输管理平台基于所述堆高机的作业任务信息提取得到;
[0007] 在无人集卡和所述堆高机均达到所述目标贝位时,所述堆高机向所述无人集卡发送避让指令,以控制所述无人集卡执行避让指令避让所述堆高机;
[0008] 在所述堆高机抓取所述目标贝位上的所述无人集卡上的集装箱时,所述堆高机向所述无人集卡发送移动指令,以控制所述无人集卡执行移动指令,以使所述无人集卡装载集装箱与所述无人集卡之间的距离在预设距离之外。
[0009] 在一些可能的实现方式中,在集装箱完成装载/卸载后,所述堆高机将人工确认后的装载/卸载集装箱完毕信息发送给所述水平运输管理平台。
[0010] 在一些可能的实现方式中,所述作业任务信息包括如下任意一种或多种:指令编号、任务类型、作业类型、任务操作、目标地纬度、目标地经度、箱号、车辆号和堆场贝位号。
[0011] 在一些可能的实现方式中,所述任务操作包括如下任意一种或多种:开始、暂停和取消。
[0012] 在一些可能的实现方式中,还包括:
[0013] 所述水平运输管理平台根据所述作业任务信息中的目标堆场贝位号确定所述目标贝位。
[0014] 在一些可能的实现方式中,所述水平运输管理平台根据所述作业任务信息中的目标堆场贝位号确定目标贝位,包括:
[0015] 根据港口堆场贝位分布图确定目标贝位编号;
[0016] 将所述目标贝位编号前后相邻的贝位作为备选等待贝位;
[0017] 从所述备选等待贝位中选择路径最短的作为目标贝位。
[0018] 在一些可能的实现方式中,还包括:
[0019] 当卸载集装箱时所述堆高机从所述无人集卡上抓取集装箱,所述无人集卡通过激光雷达感知设备检测到集装箱离开所述无人集卡;
[0020] 所述无人集卡向水平运输管理平台发送集装箱离车信息,所述水平运输管理平台接收所述集装箱离车信息并记录。
[0021] 在一些可能的实现方式中,所述激光雷达感知设备为激光雷达传感器
[0022] 另一方面,本发明还提供了一种堆高机,包括存储器和处理器,其中,[0023] 所述存储器,用于存储计算机程序
[0024] 所述处理器,与所述存储器耦合,用于执行计算机程序,以实现上述任意一种实现方式中所述的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法中的步骤。
[0025] 另一方面,本发明还提供了一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业系统,包括如上述所述的堆高机以及与所述堆高机通信连接的无人集卡;
[0026] 所述无人集卡用于接收所述堆高机发送的移动指令以控制装载集装箱时所述无人集卡与所述集装箱之间的安全距离,所述无人集卡用于接收所述堆高机发送的避让指令以控制所述无人集卡避让所述堆高机。
[0027] 采用上述实施例的有益效果是:本发明提供的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,堆高机接收水平运输管理平台发送的作业任务信息并确定目标贝位,在无人集卡和堆高机均达到目标贝位时,堆高机向无人集卡发送避让指令,以控制无人集卡执行避让指令避让堆高机,在堆高机抓取目标贝位上的无人集卡上的集装箱时,堆高机向无人集卡发送移动指令,以控制无人集卡执行移动指令以保证无人集卡接集装箱之间的安全距离。本发明通过堆高机向无人集卡发送移动指令和避让指令,以使得在装/卸集装箱操作时候,避免了无人集卡和堆高机之间造成妨碍或者碰撞。附图说明
[0028] 图1为本发明提供的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法一实施例的方法流程图
[0029] 图2为本发明提供的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法一实施例集装箱装船作业流程图;
[0030] 图3为本发明提供的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法一实施例集装箱装船作业流程图;
[0031] 图4为本发明提供的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法中堆高机示意图;
[0032] 图5为本发明提供的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业系统示意图。

具体实施方式

[0033] 下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理,并非用于限定本发明的范围。
[0034] 实施例一:
[0035] 图1为本发明提供的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法的一个实施例流程示意图,如图1所示,一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,应用于堆高机,包括:
[0036] 所述堆高机接收水平运输管理平台发送的目标贝位,所述目标贝位是水平运输管理平台基于所述堆高机的作业任务信息提取得到;
[0037] 在无人集卡和所述堆高机均达到所述目标贝位时,所述堆高机向所述无人集卡发送避让指令,以控制所述无人集卡执行避让指令避让所述堆高机;
[0038] 在所述堆高机抓取所述目标贝位上的所述无人集卡上的集装箱时,所述堆高机向所述无人集卡发送移动指令,以控制所述无人集卡执行移动指令,以使所述无人集卡装载集装箱与所述无人集卡之间的距离在预设距离之外。
[0039] 与现有技术相比,本实施例提供的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法,堆高机接收水平运输管理平台发送的作业任务信息并确定目标贝位,在无人集卡和堆高机均达到目标贝位时,堆高机向无人集卡发送避让指令,以控制无人集卡执行避让指令避让堆高机,在堆高机抓取目标贝位上的无人集卡上的集装箱时,堆高机向无人集卡发送移动指令,以控制无人集卡执行移动指令以保证无人集卡接集装箱之间的安全距离。本发明通过堆高机向无人集卡发送移动指令和避让指令,以使得在装/卸集装箱操作时候,避免了无人集卡和堆高机之间造成妨碍或者碰撞。
[0040] 需要说明的是,无人集卡是指无人驾驶技术应用于港口集卡车辆上,实现无人驾驶和自动化操作的一种新型智能物流设备。它的主要作用是代替人工操作,提高港口集卡的运输效率和安全性。无人集卡包括AGV、AMR、IGV、ART、AIGT、IMV。
[0041] 需要说明的是,堆高机适用于狭窄通道和有限空间内的作业,是高架仓库、车间装卸托盘化的理想设备。堆高机其结构简单、操控灵活、微动性好、防爆安全性能高。可广泛应用于石油、化工、制药、轻纺、军工、油漆、颜料、炭等工业,以及港口、路、货场、仓库等含有爆炸性混合物的场所,进行装卸、堆码和搬运作业。可以极大地提高工作效率,减轻工人的劳动强度,为企业赢得市场竞争的机会。
[0042] 在本发明的一些实施例中,在集装箱完成装载/卸载后,所述堆高机将人工确认后的装载/卸载集装箱完毕信息发送给所述水平运输管理平台。
[0043] 在本发明的一些实施例中,所述作业任务信息包括如下任意一种或多种:指令编号、任务类型、作业类型、任务操作、目标地纬度、目标地经度、箱号、车辆号和堆场贝位号。
[0044] 在本发明的一些实施例中,所述任务操作包括如下任意一种或多种:开始、暂停和取消。
[0045] 在本发明的一些实施例中,还包括:
[0046] 所述水平运输管理平台根据所述作业任务信息中的目标堆场贝位号确定所述目标贝位。
[0047] 在本发明的一些实施例中,所述水平运输管理平台根据所述作业任务信息中的目标堆场贝位号确定目标贝位,包括:
[0048] 根据港口堆场贝位分布图确定目标贝位编号;
[0049] 将所述目标贝位编号前后相邻的贝位作为备选等待贝位;
[0050] 从所述备选等待贝位中选择路径最短的作为目标贝位。
[0051] 在本发明的一些实施例中,还包括:
[0052] 当卸载集装箱时所述堆高机从所述无人集卡上抓取集装箱,所述无人集卡通过激光雷达感知设备检测到集装箱离开所述无人集卡;
[0053] 所述无人集卡向水平运输管理平台发送集装箱离车信息,所述水平运输管理平台接收所述集装箱离车信息并记录。
[0054] 在本发明的一些实施例中,所述激光雷达感知设备为激光雷达传感器。
[0055] 实施例二:
[0056] 本实施例包括集装箱装船作业交互方法和集装箱卸船作业交互方法,首先集装箱装船作业交互方法进行说明。
[0057] 集装箱装船作业堆高机与无人集卡交互方法包括如下步骤:图2为本发明提供的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法一实施例集装箱装船作业流程图。
[0058] 一、作业下发:
[0059] 水平运输管理平台将装箱作业任务下发至无人集卡和堆高机。其中水平运输管理平台发至无人集卡的数据内容参考表1,水平运输管理平台发至堆高机的数据内容参考表2。
[0060] 表1
[0061]
[0062]
[0063] 表2
[0064]
[0065] 二、无人集卡和堆高机向贝位行驶:
[0066] 无人集卡和堆高机收到任务后向作业贝位行驶。车管平台根据堆高机任务目标贝位,根据港口堆场贝位分布图检索任务目标贝位编号算法得出作业贝位前后相邻贝位作为备选等待贝位,然后选取行驶路径最短贝位作为最终等待贝位(根据目标贝位自动判断前后,例如目的地为14贝位则将车发往8贝位)。无人集卡行驶到位后向堆高机及平台发送车辆到位信息,原地等待堆高机到位,平台接收车辆到位信息后记录并展示作业节点:车辆已到位;平台接收车辆到位信息后显示在堆高机的人机交互屏上展示给司机。堆高机到位后,堆高机司机通过硬线按钮向平台发送堆高机到位信息,平台接收车辆到位信息后记录并展示作业节点:堆高机已到位。其中无人集卡及堆高机到位上报信息内容参考表3。
[0067] 表3
[0068]
[0069] 三、无人集卡避让堆高机:
[0070] 双方都到达贝位后,堆高机需要先操作从贝位抓取集装箱,但此时无人集卡停在作业贝位处,挡住了堆高机操作,因此无人集卡需要有一个避让堆高机的动作。堆高机司机根据现场贝位前后的空闲情况,通过堆高机配备的无人集卡远程控车程序向无人集卡发出后退或前进15m(距离可配置)的移动指令,无人集卡接收指令后执行动作,避让堆高机。
[0071] 四、堆高机放箱:
[0072] 堆高机抓取作业贝位的集装箱,接着后退为无人集卡上前接箱留出车道宽度。堆高机司机通过无人集卡远程控车程序向无人集卡发出前进或后退15m(距离可配置)的移动指令,待无人集卡回复对位到位并死后,上报平台到位状态信息,并通过车端上方绿色指示灯及堆高机人机交互屏提示堆高机司机,堆高机将集装箱放置到无人集卡上。无人集卡通过激光雷达感知设备检测到集装箱放置到车上后,将集装箱上车的信息发送到平台,平台接收车辆检测集装箱上车信息后记录并展示作业节点:车辆装箱完成。其中无人集卡上报信息内容参考表4,车辆接受移动指令信息内容参考表5。
[0073] 表4
[0074]
[0075] 表5
[0076]字段 数据类型 定义及描述
方向 BYTE 0x01:前进;0x02:后退
距离 WORD 单位:CM
指令编号 DWORD 平台分配指令标识,占4字节
[0077] 五、作业结束:
[0078] 装箱完成后,堆高机离开无人集卡,让出行车道,司机确认装箱任务完成,堆高机将人工确认信息发送到平台,平台接收车辆检测集装箱上车信息后记录并展示作业节点:堆高机装箱完成。至此,无人集卡该项堆高机任务完成,车辆状态切换至空闲,等待接受新任务/行驶至等待区。其中堆高机确认信息内容参考表6。
[0079] 表6
[0080]
[0081] 港口堆场集装箱卸船作业堆高机与无人集卡交互的过程包括如下步骤,图3为本发明提供的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法一实施例集装箱装船作业流程图,具体步骤如下:
[0082] 一、作业下发:
[0083] 水平运输管理平台将装箱作业任务下发至无人集卡和堆高机。其中发至无人集卡的数据内容参考表7,发至堆高机的数据内容参考表8。
[0084] 表7
[0085]
[0086]
[0087] 表8
[0088]
[0089] 二、无人集卡和堆高机向贝位行驶:
[0090] 无人集卡和堆高机收到任务后向作业贝位行驶。车管平台根据堆高机任务目标贝位,根据港口堆场贝位分布图检索任务目标贝位编号,得出作业贝位前后相邻贝位作为备选等待贝位,然后选取行驶路径最短贝位作为最终等待贝位根据算法得出等待贝位(根据目标贝位自动判断前后,例如目的地为14贝位则将车发往8贝位)。无人集卡行驶到位后向堆高机及平台发送车辆到位信息,原地等待堆高机到位,平台接收车辆到位信息后记录并展示作业节点:车辆已到位;平台接收车辆到位信息后显示在堆高机的人机交互屏上展示给司机。堆高机到位后,堆高机司机通过硬线按钮向平台发送堆高机到位信息,平台接收车辆到位信息后记录并展示作业节点:堆高机已到位。其中无人集卡及堆高机到位上报信息内容参考表9。
[0091] 表9
[0092]
[0093] 三、堆高机抓箱:
[0094] 堆高机从集装箱上抓取集装箱并后退让出行车道,此时无人集卡通过激光雷达感知设备检测到货箱离车并向平台发送货箱离车信息,平台接收车辆检测集装箱上车信息后记录并展示作业节点:车辆卸箱完成。其中无人集卡上报信息内容参考表10。
[0095] 表10
[0096]
[0097] 四、无人集卡避让堆高机:
[0098] 堆高机需要将集装箱放到贝位上,但此时无人集卡停在作业贝位处,挡住了堆高机操作,因此无人集卡需要有一个避让堆高机的动作。堆高机司机根据现场贝位前后的空闲情况,通过堆高机配备的无人集卡远程控车程序向无人集卡发出后退或前进15m(距离可配置)的移动指令,无人集卡接收指令后执行动作,避让堆高机。然后堆高机将集装箱放到贝位上。其中移动指令信息内容参考表11。
[0099] 表11
[0100] 字段 数据类型 定义及描述方向 BYTE 0x01:前进;0x02:后退
距离 WORD 单位:CM
指令编号 DWORD 平台分配指令标识,占4字节
[0101] 五、作业结束:
[0102] 司机确认装箱任务完成,堆高机将人工确认信息发送到平台,平台接收人工确认信息后记录并展示作业节点:堆高机装箱完成。至此,无人集卡该项堆高机任务完成,车辆状态切换至空闲,等待接受新任务/行驶至等待区。其中堆高机确认信息内容参考表12。
[0103] 表12:
[0104]
[0105] 另一方面,图4为本发明提供的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法中堆高机示意图,本发明还提供了一种堆高机400,包括存储器402和处理器,其中,[0106] 所述存储器402,用于存储计算机程序;
[0107] 所述处理器401,与所述存储器402耦合,用于执行计算机程序,以实现上述任意一种实现方式中所述的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业方法中的步骤。
[0108] 另一方面,图5为本发明提供的一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业系统示意图,本发明还提供了一种港口堆场内无人集卡与堆高机装船自动化作业系统500,包括如上述所述的堆高机501以及与所述堆高机501通信连接的无人集卡502;
[0109] 所述无人集卡502用于接收所述堆高机501发送的移动指令以控制装载集装箱时所述无人集卡502与所述集装箱之间的安全距离,所述无人集卡502用于接收所述堆高机501发送的避让指令以控制所述无人集卡502避让所述堆高机501。
[0110] 本领域技术人员可以理解,实现上述实施例方法的全部或部分流程,可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中,所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
[0111] 以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
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