一种无人驾驶PRT车辆的智能站台系统和方法 |
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| 申请号 | CN202211451191.4 | 申请日 | 2022-11-20 | 公开(公告)号 | CN115938160A | 公开(公告)日 | 2023-04-07 |
| 申请人 | 昆明船舶设备集团有限公司; | 发明人 | 杨少华; 王志明; 段见宝; 赵美玲; 孙永胜; 赵洪坤; 李梁; 赵庆稳; 李耀宗; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种无人驾驶PRT车辆的智能站台系统和方法，该系统包括站台，站台上设有闸机，闸机两侧设有隔离矮墙，站台一侧设有控制系统，站台上设有若干监控摄像头，无人驾驶PRT车辆前设有轨道，轨道包括两侧路沿石，站台轨道中设有至少一个泊位，泊位附近设有地感线圈、称重装置、充电靴座、RFID 定位 块 。本发明能够安全精准停靠辅助车辆定位、控制乘客依次上下车，以及附属的短时间大功率补电充电。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种无人驾驶PRT车辆的智能站台系统，其特征在于：包括站台，站台上设有闸机，闸机两侧设有隔离矮墙，站台一侧设有站台控制系统，站台上设有若干监控摄像头，无人驾驶PRT车辆前设有轨道，轨道包括两侧路沿石，站台轨道中设有至少一个泊位，泊位附近设有地感线圈、称重装置、充电靴座、RFID定位块； |
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| 说明书全文 | 一种无人驾驶PRT车辆的智能站台系统和方法技术领域[0001] 本发明涉及无人驾驶PRT车辆控制领域，尤其是一种无人驾驶PRT车辆的智能站台系统和方法。 背景技术[0002] 随着自动驾驶技术的发展，无人驾驶车辆在短距离物资配送、人员摆渡等方面得到越来越多的应用。 [0003] 目前用于人员输送方面的无人驾驶电动汽车有无人出租车和无人公交车两种。无人出租一般采用轿车车型，采用网约车模式运营，其运送距离远，行驶路线及上下车地点不固定，因此无需设置固定站台；而无人公交则因其小巧便捷，主要用于盘活局部区域的微循环交通，常用于大型展会会场、购物广场、多航站楼的机场等拥有多个建筑物之间的人员输送，以及居民小区与地铁站的驳接等，实现便捷出行的目的。 [0004] PRT属于无人驾驶公交的一种，并具有一站式直达、点到点输送等特点。PRT系统包括无人驾驶车辆、站台、道路系统和车辆调度系统4大部分。所用车辆为可以搭乘4～6名乘客的小型电动公交车，道路为常见的二级以上的混泥土路面。道路上有指引车辆行驶的标识和无源信标(定位点)。车辆沿着路标行驶并在行驶过程中不断给车辆调度系统发送自己的位置，并在定位点校正自己的位置数据。当车辆读取到进站信标时，及时调整行驶速度和行驶姿态，以安全的方式实现精准的停靠。安全方面如车辆与站台之间增加隔离以避免乘客有意想不到的动作触碰到运行的车辆，以及实时检测是否有异物侵入到行驶限界内等。 [0005] 供无人驾驶PRT车辆使用的车站应当具备车辆安全精准停靠辅助定位功能、监控功能、控制乘客依次上下车功能，以及附属的短时间大功率补电充电功能。有必要对这样的车站进行研发。 发明内容[0006] 鉴于以上技术背景，本发明的研制一种基于二级以上常规路面的无人驾驶PRT车辆的智能站台系统和方法。 [0007] 本发明对系统站台的结构和功能进行设计，使得PRT车辆安全准确地停靠站台并完成充电、载客、称重及乘客身份识别。本发明的站台系统与无人驾驶PRT车辆配套使用。 [0008] 本发明的技术方案具体如下：一种无人驾驶PRT车辆的智能站台系统，包括站台，站台上设有闸机，闸机两侧设 有隔离矮墙，站台一侧设有控制系统，站台上设有若干监控摄像头，无人驾驶PRT车辆前设有轨道，轨道包括两侧路沿石，站台轨道中设有至少一个泊位，泊位附近设有地感线圈、称重装置、充电靴座、RFID定位块； 车辆到达泊位，感应到RFID定位块后立刻停车，车身上的充电靴板即可与地面上 的充电靴座压紧，进行充电； 车辆驶过第一个泊位的地感线圈时，站台控制系统计算地感线圈探测信号开始和 结束之间的时间间隔测量出汽车的移动速度，判断汽车是否超速进入站台区； 闸机读取旅客信息发送给站台控制系统；站台控制系统对接收到的信息进行解 析，提取出乘客姓名和目的地站台，根据乘客姓名在售检票数据库中查询对应的目的地站台；数据一致后，闸机打开，乘客进入车内乘坐； 称重装置实时对车辆载重情况进行检测，当离设定载荷尚有大约一个人的重量 时，站台控制系统通过闸机上的显示屏提醒乘客只能容许1名乘客上车；该乘客登上车辆后即关闭闸机，阻止后续乘客上车，同时称重装置再复核一遍重量，判断载荷是否在行车允许的范围内，如果载荷符合要求，站台控制系统在闸机显示屏上给出提示，引导乘客乘坐下一班车；如果载荷远高于行车要求，即发出报警，同时在闸机显示屏上给出超载提示。 [0009] 进一步地，闸机上有票据识别或乘客识别装置，闸机实时查询票务系统数据库获取乘客乘车信息，闸机的控制与车辆安全停靠、车辆载荷、旅客乘车凭证互锁。 [0010] 进一步地，车辆进泊位和出泊位各有一个地感线圈，分别用于检测车辆进出泊位的状态和速度，车辆关好门并开始启动，往前行驶，到第二个地感线圈，站台控制系统探测到车辆经过，并测量出汽车的移动速度，根据站台长度准确判断汽车是否确实离开站台。 [0011] 进一步地，称重装置检测到乘客数量已够即关闭闸机，阻止后续乘客上车；载荷在行车允许的范围内，车辆状态正常的情况下，关好车辆，一切无误后车辆开始往前行驶，经过第二个地感线圈离开站台；站台控制系统确认并记录离开的时间，为下一轮的车辆进站上客做准备。 [0012] 进一步地，车辆从远方站台逐步减速进入本站台，如果有车辆在本站台尚未离开，则车辆先在车站前的暂停位置的泊位停靠并等待，车辆在感应到RFID定位块后立刻停车，车身上的充电靴板即可与地面上的充电靴座压紧，进行充电；当前方车辆已经离开本站台，站台处于空闲状态，后续车辆直接驶过暂停位置的 泊位的第一个地感线圈，直接到达与闸机对接的停靠泊位。 [0013] 进一步地，感线圈成“8”字形敷设于地下，敷设深度30mm～50mm，线圈的尺寸约为2m长1m宽，线圈与路沿石的距离100～300mm左右，线圈垂直叠加绕成4～8圈。 [0016] 本发明还涉及的一种无人驾驶PRT车辆进出站控制方法，适用于上述的系统，进行泊位异物检测、车辆位置测量、乘车凭证扫描、乘客通行控制、车辆进站出站感知、在线充电、车辆调度和车站通讯。 [0017] 本发明中，旅客在站台上候车，车辆（空车）到站停稳并且打开车门准备迎接旅客乘车。旅客在闸机上扫描乘车凭证（条码或二维码、RFID等），闸机打开，乘客进入车辆，称重装置开始计量车上的重量，同时闸机以每通过一人开阖一次的方式对通过的人数进行计数。继续重复进行这个动作，直至乘坐人数达到荷载要求，此时闸机显示屏提示未上车旅客等候下一班车辆，闸机彻底关闭。 [0018] 车内的乘客按下车辆的关门按钮，称重装置核定车内乘客的重量，当车辆重量不构成超载且车辆无故障时，车门关闭，车辆沿着两条路沿石之间的道路向前进方向行驶，将旅客送至目的地站台。 [0019] 车辆在等候旅客上车时称重传感器对车辆和旅客进行实时称重，当发现车辆超重即立刻报警，提示旅客下车，并将超重信息通过站台控制系统传送到车辆管理调度系统，调度系统即锁定车辆不让其运行，保证车辆不超载。 [0020] 站台与车辆底盘在一个水平面高度，方便旅客进出车辆时没有台阶感，同样的原因，路沿石高度也保持和站台高度一致。两侧的路沿石还对进站出站的车辆起到引导作用，使车辆始终保持在两侧路沿石之间的中线上行驶。 [0021] 监控摄像头安装于站台两端头的高处位置，指向车辆进站出站的区域，用于监控车辆泊位和进出站线路上是否有人员或者异物进入。一旦发现行驶线路上有可能影响行车安全的异常物品，即向站台控制系统发出入侵警告，站台控制系统随即通过通讯网络通知车辆调度系统不得允许车辆移动，同时通知工作人员及时处理，直至异常清楚才允许车辆移动。附图说明 [0022] 图1是本发明具体实施方式的无人驾驶PRT车辆的智能站台系统的第一结构示意图；图2是本发明具体实施方式的无人驾驶PRT车辆的智能站台系统的第二结构示意 图；图3是本发明具体实施方式的无人驾驶PRT车辆的智能站台系统的系统框图； 图4是本发明具体实施方式的无人驾驶PRT车辆的智能站台系统的工作流程图； 图中：1‑站台；2‑闸机；3‑隔离矮墙；4‑控制柜；5‑路沿石；6A，6B‑地感线圈；7A，7B‑称重支架；8A，8B‑充电靴座；9A，9B‑RFID定位块；10‑监控摄像头；I‑暂停泊位；II‑停靠泊位。 具体实施方式[0023] 下面将结合本申请实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于实施例，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，都属于本申请保护的范围。 [0024] 除非另外定义，本申请实施例中使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。“上”、“下”、“左”、“右”、“横”以及“竖”等仅用于相对于附图中的部件的方位而言的，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据附图中的部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。 [0025] 如图1、2所示，本实施例的无人驾驶PRT车辆的智能站台系统，包括站台1，站台1上设有闸机2，闸机2两侧设有隔离矮墙3，站台1一侧设有控制柜4，站台1上两侧设有监控摄像头10，无人驾驶PRT车辆前设有轨道，轨道包括两侧路沿石5，站台1进口方向的轨道中设有暂停泊位I，暂停泊位I附近设有地感线圈6A、称重支架7A、充电靴座8A、RFID定位块9A，闸机2前侧的轨道设有停靠泊位II，停靠泊位II附近设有地感线圈6B、称重支架7B、充电靴座8B、RFID定位块9B。 [0026] 站台1高度不低于250mm，闸机2带乘车票据识别功能，路沿石和站台一样高，泊位含充电靴座。 [0027] 路沿石5为连续直线式，分布于泊位两侧且相互平行，高度不低于250mm，单侧长度不小于15m。路沿石5应醒目涂装，能被人和PRT车辆可靠识别。 [0028] 闸机2安装站台1上，闸机2上有票据识别或乘客识别装置，闸机实时查询票务系统数据库获取乘客乘车信息，闸机的控制与车辆安全停靠、车辆载荷、旅客乘车凭证互锁。 [0029] 闸机2不能超出站台，影响行车。闸机2有防尾随功能和计数功能，即每核对成功一个乘车凭证，才放行一个乘客。 [0030] 地感线圈6A和地感线圈6B成“8”字形敷设于地下，敷设深度30mm～50mm，线圈的尺寸约为2m长1m宽，线圈与路沿石5的距离100～300mm左右，线圈垂直叠加绕成4～8圈。“8”字形导线周围200mm的范围内不能有金属导磁体。 [0031] 地感线圈6A和地感线圈6B可以设置于车辆进泊位和出泊位，分别用于检测车辆进出泊位的状态和速度。 [0032] 称重装置由多个称重传感器和称重支架构成，称重传感器放置在称重支架下面，受到压力时有电流输出给站台控制系统，站台控制系统将电流信号解析为重量信息，并判断车辆是否超载。 [0033] 称重传感器数量至少是2个，一般是4个。称重支架的受力面要在车辆4个车轮下面，不能有车轮悬空或者在受力面外。 [0034] 充电靴座和RFID定位块物理位置与车载的充电电极和RFID阅读器器的物理位置一致，前者是后者在地面上的投影。充电靴座和RFID定位块集成安装在泊位。 [0035] RFID阅读器、充电靴座等设备设于充电支架上。RFID阅读器用于给进站的车辆定位。当车辆缓慢驶入站台，车辆底盘底面的RFID标签被充电支架上的RFID阅读器读取。 [0036] 泊位数量至少是1个，安放于闸机前的车道上。本实施例推荐按2个布设，进站前再设一个泊位，做缓存充电用。 [0037] 监控摄像头10安装于站台高处，用于检测站台区域车道上是否有影响行车安全的异物和人员。 [0039] 控制器为微型计算机，实现泊位异物检测、车辆位置测量、乘车凭证扫描、乘客通行控制、车辆进站出站感知、在线充电以及和车辆调度系统和车——站通讯等功能。 [0040] 无人驾驶的捷运车辆从远方站台逐步减速进入本站台1，如果有车辆在本站台尚未离开，则车辆先在暂停位置停靠并等待，暂停位置装有充电靴座8A和RFID定位块9A，车辆在感应到RFID定位块9A后立刻停车，车身上的充电靴板即可与地面上的充电靴座8A压紧，实现充电。 [0041] 当前方车辆已经离开本站台1，站台处于空闲状态，后续车辆不必在暂停泊位I停靠，而是直接驶过暂停位置和第一个地感线圈6A，直接到达与闸机对接的停靠泊位，停靠泊位II装有充电靴座8B和RFID定位块9B，车辆在感应到RFID定位块9B后立刻停车，车身上的充电靴板即可与地面上的充电靴座8B压紧，实现充电。 [0042] 同时站台控制系统4控制闸机2进入待命状态。闸机2上的显示屏播放登车信息。车辆驶过第一个地感线圈6A时，站台控制系统通过计算地感线圈探测信号开始和结束之间的时间间隔测量出汽车的移动速度，判断汽车是否超速进入站台区。 [0043] 乘客出示乘车凭证给闸机2。闸机上配备的旅客乘车凭证扫描阅读器，读取旅客乘车票上的条码或二维码信息或者RFID信息，并将读取到的旅客信息发送给控制柜中的站台控制系统4；站台控制系统对接收到的信息进行解析，提取出乘客姓名和目的地站台，根据乘客姓名在售检票数据库中查询对应的目的地站台。数据一致后，闸机打开，乘客可以进入车内乘坐。 [0044] 闸机每读到一个满足乘车要求的乘客的信息才开启放行，每次只放一人通过，人一离开闸机随即关上，做到尽然有序，避免拥堵。 [0045] 停靠泊位II上的称重装置实时对车辆载重情况进行检测，当离设定载荷尚有大约一个人的重量（如60kg）时，站台控制系统4通过闸机2上的显示屏提醒乘客只能容许1名乘客上车。随着这名乘客登上车辆后即关闭闸机2，阻止后续乘客上车，同时称重装置再复核一遍重量，看载荷是否在行车允许的范围内，如果载荷符合要求，站台控制系统在闸机显示屏上给出提示，引导乘客乘坐下一班车；如果载荷远高于行车要求，即发出报警，同时在闸机2显示屏上给出超载提示，并呼叫站台管理员引导乘客退出车辆，乘坐下一班车。 [0046] 车辆关好门并开始启动，往前行驶，到第二个地感线圈6B探测到车辆经过，并测量出汽车的移动速度，根据站台长度准确判断汽车是否确实离开站台。 [0047] 如图3所示，本实施例的控制器与现有的票务系统连接，闸机2与控制器连接，上述的监控摄像头、地感线圈、RFID定位块、称重传感器通过I/O转换与控制器连接。 [0048] 如图4所示，系统工作时，在闸机显示屏上显示乘车指南或其它的图文内容，当车辆停靠在泊位上，车辆内已经没有了乘客而且车门打开到位后，车辆通过车——站交互通讯告诉站台控制系统可以接受乘客。站台控制系统通过闸机显示屏上显示可以乘车。准备乘车的旅客逐个扫描上车凭证，乘车凭证扫描阅读器从收到的信息中提取到的旅客ID和目的地站台信息，同时打开闸机放乘客进入车内。闸机采用一人一码的方式，人一离开闸机随即关上，除非后续乘客满足乘车条件，否则一直关闭。 [0049] 车下面泊位上的称重装置检测到乘客数量已够即关闭闸机，阻止后续乘客上车。载荷在行车允许的范围内，车辆状态正常的情况下，旅客按下按钮关好车辆，一切无误后车辆开始往前行驶，经过第二个地感线圈离开站台。站台控制系统确认并记录离开的时间，为下一轮的车辆进站上客做准备。 [0050] 闸机2可以设有屏幕，所设屏幕平时可播放广告及旅客需知、乘车流程指引、安全及应急疏散示意等，一旦有旅客来扫乘车凭证后证即向票务系统进行查询。如果查询到旅客购票信息，即在屏幕上显示旅客目的地提示等相关信息，屏幕上还可进一步显示沿途经过的重要设施、广告等信息。 |
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