适用于集装箱运输的无人车自动驾驶系统技术方案

技术编号:24822082 阅读:31 留言:0更新日期:2020-07-08 07:26
本实用新型专利技术公开了一种适用于集装箱运输的无人车自动驾驶系统,包括定位单元,用于采集无人车位置信息;环境感知单元,用于检测车辆周围环境信息;规划控制单元,用于根据任务、位置及环境信息规划无人车行驶路线和状态;故障诊断单元,用于检测系统工作状态,并在故障异常时进行报警且采取应急措施;无线网络单元,用于实现自动驾驶系统与上层车辆调度系统的数据交互。本实用新型专利技术利用激光导航定位和多传感器融合技术,实现了一种全天时、全气候、全方位感知的自动驾驶系统,能实现集装箱24小时不间断无人化转运作业,解决集装箱转运车自主定位、感知、决策等问题,实现海、陆、空等集装箱转运作业的高效化、洁净化,可适用于多种恶劣环境,抗干扰能力强。

【技术实现步骤摘要】
适用于集装箱运输的无人车自动驾驶系统
本技术涉及自动驾驶
,具体涉及低速重型无人车自动驾驶
,特别涉及一种适用于集装箱运输的无人车自动驾驶系统。
技术介绍
近年来,伴随着超大型集装箱船的出现,港口装载效率变成瓶颈,成为了货品物流大动脉的血栓点。而招工难、用人成本的不断提升、人工效率低下、作业时间受限等难题困扰着全球各大海、路、空交通枢纽,以集装箱运输无人车为代表的智能物流技术的大规模普及和应用为解决这一问题提供了全新的方案。更智能、更高效的集成自动驾驶技术的重载无人车也必将在户外大型物件自动化搬运,全自动化海港、空港、陆港改造升级等领域发挥它们巨大的作用。现有的集装箱运输无人车自动驾驶系统大都采用磁钉导航方式,该方式是通过磁导航传感器检测磁钉的磁信号来寻找行进路径,该种方式存在以下不足:1)由于车体与磁钉的交互为间歇性感应,因此磁钉之间的距离不能过大,港口需铺设大量的磁钉,工程量大、造价高,且缺乏灵活性,后期改造难度大;2)在两磁钉间车辆处于一种距离计量的状态,该状态下需要车轮转速编码器和车轮转向角度来计量所行走的距离,增加了系统的复杂性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种适用于集装箱运输的全天时、全气候、全方位感知的无人车自动驾驶系统,以实现集装箱无人化转运作业,解决集装箱转运车自主定位、感知、决策等问题,实现(海、陆、空等)集装箱转运作业工作的高效化、洁净化等。实现本技术目的的技术解决方案为:一种适用于集装箱运输的无人车自动驾驶系统,该自动驾驶系统包括定位单元、环境感知单元、规划控制单元、故障诊断单元以及无线网络单元;所述定位单元,用于实时采集无人车的位置信息;所述环境感知单元,用于实时检测无人车周围的环境信息;所述规划控制单元,用于根据上层车辆调度系统下发的任务信息,以及定位单元采集的位置信息、环境感知单元采集的环境信息实时规划无人车行驶路线和行驶状态;所述故障诊断单元,用于实时检测无人车自动驾驶系统的工作状态,在检测到故障异常时进行报警提示同时采取紧急应急措施,并将故障信息通过无线网络单元上传至上层车辆调度系统;所述无线网络单元,用于实现无人车自动驾驶系统与上层车辆调度系统的数据交互。本技术与现有技术相比,其显著优点为:1)通过激光雷达、GPS和磁传感器等多传感器融合实现高精度定位;2)无需借助固定标志物即可实现指定位置的高精度定位;3)具有多传感器信息融合感知功能,支持雨、雪、雾等多种恶劣天气条件下运行,抗干扰能力强;4)结合激光导航定位技术和多传感器融合技术,使得无人车自动驾驶系统具有全天时、全气候、全方位感知等特点,且系统整体结构简单,灵活性高。下面结合附图对本技术作进一步详细描述。附图说明图1为本技术适用于集装箱运输的无人车自动驾驶系统的结构框图。图2为本技术适用于集装箱运输的无人车自动驾驶系统的通讯方式示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。结合图1,本技术提供了一种适用于集装箱运输的无人车自动驾驶系统,该自动驾驶系统包括定位单元100、环境感知单元200、规划控制单元300、故障诊断单元400以及无线网络单元700。定位单元100,用于实时采集无人车的位置信息;环境感知单元200,用于实时检测无人车周围的环境信息;规划控制单元300,用于根据上层车辆调度系统600下发的任务信息,以及定位单元100采集的位置信息、环境感知单元200采集的环境信息实时规划无人车行驶路线和行驶状态;故障诊断单元400,用于实时检测无人车自动驾驶系统的工作状态,在检测到故障异常时进行报警提示同时采取紧急应急措施,并将故障信息通过无线网络单元700上传至上层车辆调度系统600;无线网络单元700,用于实现无人车自动驾驶系统与上层车辆调度系统600的数据交互。上述无人车自动驾驶系统中,通过定位单元100准确的定位能够使无人车按照预设的路径行驶,且可以保证无人车精确到达指定的集装箱装卸位置,进而保证装卸的准确性。结合上层车辆调度系统600(调度系统是一种车队管理系统,具有车辆状态查询、任务查询和下达、车辆路径的实时规划等功能,达到多车协作,作业流程优化效率提升的目的)下发的任务信息、无人车的定位信息以及周围环境信息(如无人车行驶区域的人、车辆等障碍物的距离、方位信息),实时规划无人车的行驶路线和行驶状态,使得无人车能够避障行驶或及时改变行驶状态进行减速、停车等行为,提高了自动驾驶的安全性。此外,通过故障诊断单元400实时检测系统是否出现工作故障异常,在出现异常时及时进行报警提示并采取紧急应急措施(如减速、刹车等),进一步提高了自动驾驶的安全性。进一步地,在其中一个实施例中,故障诊断单元400还用于存储无人车的历史数据信息。采用本实施例的方案,可以追溯查询历史数据信息,不仅可以在自动驾驶系统出现故障异常时快速查询出故障原因,也可以定期监测自动驾驶系统的状态,及时发现并遏制会导致系统出现故障的不稳定因素。进一步地,在其中一个实施例中,结合图2,定位单元100包括激光雷达以及激光定位控制器,和或GPS以及GPS定位控制器,和或惯性测量单元IMU以及GPS定位控制器,和或磁传感器以及磁定位控制器。采用本实施例的方案,针对无人车所处的区域、环境以及不同区域对定位精度的要求等等,可以采用不同的定位装置(例如在码头的岸桥和堆场制定区域,采用磁传感器定位精度更高),灵活性更高。且通过不同定位装置的搭配结合,能够实现全面、高精度、低成本的无人车动态定位、静态定位等。进一步地,在其中一个实施例中,结合图2,上述激光雷达与激光定位控制器之间通过以太网通讯;GPS与GPS定位控制器之间、惯性测量单元IMU与GPS定位控制器之间均通过RS232串口通讯;磁传感器与磁定位控制器之间通过CAN通讯。采用本实施例的方案,针对不同的定位装置,选取最优的通讯方式,能够提高整个无人车自动驾驶系统的数据通讯效率和稳定性等。进一步地,在其中一个实施例中,结合图2,环境感知单元200包括激光雷达和或毫米波雷达和或超声波雷达和或视觉传感器,以及环境感知控制器。采用本实施例的方案,针对无人车所处的区域、环境以及对不同区域环境信息感知的需求等等,可以采用不同的环境感知装置,灵活性更高。且通过不同环境感知装置的搭配结合,能够实现全面、低成本的环境感知功能。进一步地,在其中一个实施例中,结合图2,激光雷达或超声波雷达或视觉传感器与环境感知控制器之间通过以太网通讯;毫米波雷达与环境感知控制器之间通过CAN通讯。采用本实施例的方案,针对不同的环境感知装置,选取最优的通讯方式,能够提高整个无人车自动驾驶系统的数据通讯效率和稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于集装箱运输的无人车自动驾驶系统,其特征在于,该自动驾驶系统包括定位单元(100)、环境感知单元(200)、规划控制单元(300)、故障诊断单元(400)以及无线网络单元(700);/n所述定位单元(100),用于实时采集无人车的位置信息;定位单元(100)包括激光雷达以及激光定位控制器,和或GPS以及GPS定位控制器,和或惯性测量单元IMU以及GPS定位控制器,和或磁传感器以及磁定位控制器;/n所述环境感知单元(200),用于实时检测无人车周围的环境信息;/n所述规划控制单元(300),用于根据上层车辆调度系统(600)下发的任务信息,以及定位单元(100)采集的位置信息、环境感知单元(200)采集的环境信息实时规划无人车行驶路线和行驶状态;/n所述故障诊断单元(400),用于实时检测无人车自动驾驶系统的工作状态,在检测到故障异常时进行报警提示同时采取紧急应急措施,并将故障信息通过无线网络单元(700)上传至上层车辆调度系统(600);/n所述无线网络单元(700),用于实现无人车自动驾驶系统与上层车辆调度系统(600)的数据交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于集装箱运输的无人车自动驾驶系统,其特征在于,该自动驾驶系统包括定位单元(100)、环境感知单元(200)、规划控制单元(300)、故障诊断单元(400)以及无线网络单元(700);
所述定位单元(100),用于实时采集无人车的位置信息;定位单元(100)包括激光雷达以及激光定位控制器,和或GPS以及GPS定位控制器,和或惯性测量单元IMU以及GPS定位控制器,和或磁传感器以及磁定位控制器;
所述环境感知单元(200),用于实时检测无人车周围的环境信息;
所述规划控制单元(300),用于根据上层车辆调度系统(600)下发的任务信息,以及定位单元(100)采集的位置信息、环境感知单元(200)采集的环境信息实时规划无人车行驶路线和行驶状态;
所述故障诊断单元(400),用于实时检测无人车自动驾驶系统的工作状态,在检测到故障异常时进行报警提示同时采取紧急应急措施,并将故障信息通过无线网络单元(700)上传至上层车辆调度系统(600);
所述无线网络单元(700),用于实现无人车自动驾驶系统与上层车辆调度系统(600)的数据交互。


2.根据权利要求1所述的适用于集装箱运输的无人车自动驾...

【专利技术属性】
技术研发人员:邓烨峰玄甲辉徐田凡严顶赵康张乐乐欧国锋王灿灿杨哲李红星
申请(专利权)人:中国船舶重工集团公司第七一六研究所江苏杰瑞科技集团有限责任公司
类型:新型
国别省市:江苏;32

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