一种基于数字孪生的智能无人车配送系统及配送方法技术方案

一种基于数字孪生的智能无人车配送系统及配送方法，包括数字孪生管理平台、多辆无人配送车，数据孪生管理平台具有存储信息的功能，其上运行孪生场景搭建系统、监管系统、调度系统、信息采集与防护系统、路径规划系统、紧急制动系统、应急系统；无人配送车搭载多功能储物柜以及传感器、雷达、摄像头，用于实时采集无人配送车自身的信息以及道路信息；数字孪生管理平台通过数据网络对智能无人车实现远程操控。该系统运送货物，高效、安全且使用范围广。安全且使用范围广。安全且使用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的智能无人车配送系统及配送方法


[0001]本专利技术属于交通运输
，具体涉及一种基于数字孪生的智能无人车配送系统及配送方法。

技术介绍

[0002]数字孪生，以数字化方式创建物理实体的虚拟模型，借助数据模拟物理实体在现实环境中的行为，通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化等手段，为物理实体增加或扩展新的能力。作为一种充分利用模型、数据、智能并集成多学科的技术，数字孪生面向产品全生命周期过程，发挥连接物理世界和信息世界的桥梁和纽带的作用，提供更加实时、高效、智能的服务。
[0003]近年来随着网络购物的飞速发展，无人配送车逐渐进入人们的视野，无接触、零距离配送是新的货物派送方式。现有的无人配送车不够智能，不能应对复杂的路况，不能高效、安全地将货物送到目的地。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于数字孪生的智能无人车配送系统及配送方法。
[0005]本专利技术的目的是采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统，包括数字孪生管理平台、多辆无人配送车，数字孪生管理平台通过数据网络与多辆无人配送车通信；数据孪生管理平台具有存储信息的功能，其上运行多个系统，包括孪生场景搭建系统、监管系统、调度系统、信息采集与防护系统、路径规划系统、紧急制动系统、应急系统；无人配送车搭载多功能储物柜以及传感器、雷达、摄像头；多功能储物柜可多区域智能温度控制，满足不同货物对温度的特殊要求；无人配送车搭载多种类型的传感器，还设置毫米波雷达、激光雷达、摄像头，用于实时采集无人配送车自身的信息以及道路信息；数字孪生管理平台通过数据网络对智能无人车实现远程操控。
[0006]进一步的，所述孪生场景搭建系统包括3D场景搭建工具，用于自动对相应地图的场景进行1∶1场景复现搭建，并将各包含有实际物体数据信息的数字孪生体汇入搭建的数字孪生场景中；数字孪生体包括静态孪生、动态孪生，静态孪生对应的实际物体包括实际运输中所搭载的货物、无人配送车；动态孪生对应的实际物体动态包括货物的状态、车辆的运输状态；孪生场景搭建系统通过监管系统采集的道路实时信息实时修改数字孪生场景，以保证物理场景与数字孪生场景在配送时的同步；孪生场景搭建系统通过无人配送车自身的传感器将无人配送车的状态信息以及货物的状态信息实时更新数字孪生场景中的数字孪生体。
[0007]进一步的，所述监管系统包括对无人配送车的监控以及道路信息的监控，通过对无人配送车的监控，获取无人配送车的剩余电量、位置信息，保证在配送过程中，无人配送车能顺利完成其配送任务并返程，无人配送车通过自身携带的传感器将自身的剩余电量、
位置信息发送给数字孪生管理平台，实现对无人配送车的监控；监管系统通过无人配送车的毫米波雷达、激光雷达、摄像头获取道路信息，实现对道路信息的监控。
[0008]进一步的，所述调度系统通过汇集实时的订单信息，对配送货物进行体积估计，并计算总的配送路程，通过监管系统反馈的无人配送车的剩余电量，选择合适的无人配送车进行多点配送；在配送过程中，可通过调度系统对无人配送车的速度等进行调控，对无人配送车发出超车、加速、减速、制动的指令，以保证其安全性；调度系统可对无人配送车的路径进行干预，在遇到突发状况，调度系统通过路径规划系统重新规划路径，或者直接干预，及时、高效、低成本的将货物配送成功；当订单所需货物为加急货物时，调度系统发送指令，使用无人配送车单独配送。
[0009]进一步的，所述信息采集与防护系统采集的信息包括订单信息、客户信息以及监管系统监控得到的信息；订单信息包括货物的订单量、属性、体积；客户信息包括客户对物品的需求程度、客户的基本信息；通过监管系统得到的信息，可以实时掌握无人配送车的电量信息，确定其是否可完成配送，可以掌握道路信息，包括道路拥堵情况，可以对货物、车辆运行状况、路径选择、配送时间进行监控与管理，可以掌握历史寄件数量、道路历史拥堵率、无人配送车历史能量消耗量；所述信息采集与防护系统对采集的数据进行存储并采取加密处理，防止外界对数据的窃取以及控制。
[0010]进一步的，所述路径规划系统通过对无人配送车位置的监控，结合实时的道路信息，在安全速度下，实时规划出最高效的路径；在配送前，路径规划系统可根据信息采集与防护系统存储的历史寄件数量、道路历史拥堵率、无人配送车历史能量消耗量，对所选道路进行数据概率估计，选择最优路径，从而更高效地对配送过程进行优化管理。
[0011]进一步的，所述应急系统通过监管系统发现规定路径有突发状况时，该系统将进行位置实时标注、信息高速上传并选择新的路径进行虚拟配送，判断其配送任务能否正常进行，若能正常配送，则将指令发送至无人配送车，进行正常配送；若不能正常配送，则发送指令，使无人配送车返程或停靠安全位置。
[0012]进一步的，所述紧急制动系统在无人配送车正常行驶遇到突发状况，需要进行紧急的减速、停止时，可发送指令，对无人配送车一键制动，并使其发出声音提醒周围车辆，使无人配送车在安全可控范围内紧急停止，等待平台下一步工作指令。
[0013]一种基于数字孪生的智能无人车配送方法，基于所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统，包括以下步骤：
[0014]S1、客户通过数据网络向数字孪生管理平台发送信息，数字孪生管理平台接收客户的订单信息、客户需求信息，并将订单信息中的货物信息发送给该货物所属商户或仓库；
[0015]S2、数字孪生管理平台通过商户或仓库的反馈得知该货物是否为现有货物；若不是现有货物，商户或仓库根据现有资源生产或者调取货物，并将等待时间反馈给数字孪生管理平台，数字孪生管理平台将等待时间反馈给客户；若是现有所属货物，数字孪生管理平台根据客户需求确定该物品是否为加急配送货物；若不是加急配送货物，则可在规定的接单时间窗口内持续接单，待该接单时间窗口关闭后进行统一配送；若是加急配送货物，则立刻配送；
[0016]S3、数字孪生管理平台获取对应货物运送路径经过的高精地图，生成数字孪生场景；根据货物的属性、体积、配送距离调度合适的无人配送车，同时将货物的位置信息、客户
取货信息发送给对应的无人配送车，同时，数字孪生管理平台生成该无人配送车的虚拟模型，通过对无人配送车虚拟模型进行虚拟调度实现对实际的无人配送车的调度；
[0017]S4、无人配送车根据调度信息到达对应的取货地点，开始实际装车；无人配送车装车完毕，根据数字孪生管理平台规划的路径开始配送并利用无人配送车实时获取道路信息，将道路信息、无人配送车的状态实时反馈给数字孪生管理平台，以更新数字孪生场景，实现物理场景与数字孪生场景的同步，并使数字孪生管理平台上虚拟的无人配送车与实际的无人配送车状态保持一致；
[0018]S5、在运送过程中，可以根据数字孪生场景的情况通过数字孪生管理平台对无人配送车发送指令；若有突发状况，数字孪生管理平台根据数字孪生场景提供的信息进行路径的重新规划或是远程介入直接操控；若无突发状况，按时到达本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的智能无人车配送系统，其特征在于：包括数字孪生管理平台、多辆无人配送车，数字孪生管理平台通过数据网络与多辆无人配送车通信；数据孪生管理平台具有存储信息的功能，其上运行多个系统，包括孪生场景搭建系统、监管系统、调度系统、信息采集与防护系统、路径规划系统、紧急制动系统、应急系统；无人配送车搭载多功能储物柜以及传感器、雷达、摄像头，多功能储物柜可多区域智能温度控制，无人配送车搭载多种类型的传感器，还设置毫米波雷达、激光雷达、摄像头，用于实时采集无人配送车自身的信息以及道路信息；数字孪生管理平台通过数据网络对智能无人车实现远程操控。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统，其特征在于：所述孪生场景搭建系统包括3D场景搭建工具，用于自动对相应地图的场景进行1∶1场景复现搭建，并将各包含有实际物体数据信息的数字孪生体汇入搭建的数字孪生场景中；数字孪生体包括静态孪生、动态孪生，静态孪生对应的实际物体包括实际运输中所搭载的货物、无人配送车；动态孪生对应的实际物体动态包括货物的状态、车辆的运输状态；孪生场景搭建系统通过监管系统采集的道路实时信息实时修改数字孪生场景，以保证物理场景与数字孪生场景在配送时的同步；孪生场景搭建系统通过无人配送车自身的传感器将无人配送车的状态信息以及货物的状态信息实时更新数字孪生场景中的数字孪生体。3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统，其特征在于：所述监管系统包括对无人配送车的监控以及道路信息的监控，通过对无人配送车的监控，获取无人配送车的剩余电量、位置信息，保证在配送过程中，无人配送车能顺利完成其配送任务并返程，无人配送车通过自身携带的传感器将自身的剩余电量、位置信息发送给数字孪生管理平台，实现对无人配送车的监控；监管系统通过无人配送车的毫米波雷达、激光雷达、摄像头获取道路信息，实现对道路信息的监控。4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统，其特征在于：所述调度系统通过汇集实时的订单信息，对配送货物进行体积估计，并计算总的配送路程，通过监管系统反馈的无人配送车的剩余电量，选择合适的无人配送车进行多点配送；在配送过程中，可通过调度系统对无人配送车的速度等进行调控，对无人配送车发出超车、加速、减速、制动的指令，以保证其安全性；调度系统可对无人配送车的路径进行干预，在遇到突发状况，调度系统通过路径规划系统重新规划路径，或者直接干预，及时、高效、低成本的将货物配送成功；当订单所需货物为加急货物时，调度系统发送指令，使用无人配送车单独配送。5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统，其特征在于：所述信息采集与防护系统采集的信息包括订单信息、客户信息以及监管系统监控得到的信息；订单信息包括货物的订单量、属性、体积；客户信息包括客户对物品的需求程度、客户的基本信息；通过监管系统得到的信息，可以实时掌握无人配送车的电量信息，确定其是否可完成配送，可以掌握道路信息，包括道路拥堵情况，可以对货物、车辆运行状况、路径选择、配送时间进行监控与管理，可以掌握历史寄件数量、道路历史拥堵率、无人配送车历史能量消耗量；所述信息采集与防护系统对采集的数据进行存储并采取加密处理，防止外界对数据的窃取以及控制。6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统，其特征在于：所述路径规划系统通过对无人配送车位置的监控，结合实时的道路信息，在安全速度下，实时规
划出最高效的路...

【专利技术属性】
技术研发人员：马心坦，贺明佳，王天佑，潘海洋，王顺，彭玺，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：