[發(fā)明專利]無人駕駛集裝箱卡車相對自動化場橋高精度定位停車方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910136139.1
• 申請日: 2019-02-25
• 公開（公告）號: CN109828577B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設計）人: 王曉東;張?zhí)炖?/a>;何貝;劉鶴云;鄭思儀
• 申請（專利權）人: 北京主線科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 楊紅

本發(fā)明涉及一種無人駕駛集裝箱卡車相對自動化場橋高精度定位停車方法，其特征是：采用激光雷達和視覺傳感器將無人駕駛集裝箱卡車與自動化場橋之間的相對定位區(qū)間調整至10米以內；通過自動化場橋拖掛定位檢測信息，修正無人駕駛集裝箱卡車與自動化場橋之間的相互位置，根據(jù)相對定位信息，利用定位有限狀態(tài)機和步進停車控制器，實現(xiàn)無人駕駛集裝箱卡車場橋作業(yè)的高精度定位。有益效果：本發(fā)明解決了無人駕駛集裝箱卡車在堆場作業(yè)時GPS/北斗定位誤差的問題，可以實現(xiàn)無人駕駛集裝箱卡車和自動化場橋的相對精確定位，同時減少無人駕駛集裝箱卡車位置姿態(tài)調整的次數(shù)，實現(xiàn)精確停車，提高自動化場橋與集裝箱卡車之間完成裝箱、卸箱的效率。

技術領域

本發(fā)明屬于無人駕駛汽車技術領域，尤其涉及一種無人駕駛集裝箱卡車相對自動化場橋高精度定位停車方法。

背景技術

港口平面運輸效率主要取決于岸橋和場橋與集裝箱卡車之間完成裝箱、卸箱的效率。目前岸橋、場橋與集裝箱卡車之間進行裝箱、卸箱操作時，對橋吊與集裝箱卡車之間的相對位置和姿態(tài)要求比較高，誤差范圍比較小，往往需要駕駛員多次調整相對位置與姿態(tài)，對駕駛技術要求較高，同時也會影響裝卸效率。

港口自動化改造主要涉及港口作業(yè)調度系統(tǒng)改造、場橋自動化改造和無人駕駛集裝箱卡車等。港口作業(yè)調度系統(tǒng)發(fā)出作業(yè)指令，場橋和集裝箱卡車分別要移動到指定的作業(yè)貝位，因此，在自動化改造過程中，場橋一般通過磁釘實現(xiàn)精確定位，集裝箱卡車一般通過GPS/北斗定位系統(tǒng)增加定位能力，但是限于GPS/北斗的定位精度，還需要通過增加激光雷達和視覺傳感器提高定位精度。在實際使用過程中，場橋和集裝箱卡車到達作業(yè)貝位，開始進行裝卸箱操作之前，需要場橋和集裝箱卡車互相配合，分別或者同時移動場橋和集裝箱卡車，逐步優(yōu)化場橋和集裝箱卡車各自的停車位置以及相互位置和姿態(tài)關系，最終保證場橋到達正確的貝位位置，集裝箱卡車到達該場橋能夠正確裝卸箱的位置，并保持正確的停車姿態(tài)。無人駕駛集裝箱卡車在港口平面運輸中發(fā)揮作業(yè)，需要具備相對自動化場橋精確定位停車裝卸箱的能力。

實現(xiàn)上述方案的難點主要包括：無人駕駛集裝箱卡車在堆場作業(yè)時，由于自動化場橋或者集裝箱遮擋，會造成GPS/北斗定位誤差增大；自動化場橋和無人駕駛集裝箱卡車同時運動時，如何協(xié)調兩者之間的相互運動，提供優(yōu)化控制策略，減少無人駕駛集裝箱卡車位置姿態(tài)調整的次數(shù)和距離；由于無人駕駛集裝箱卡車拖掛尺寸變化，會導致利用激光雷達或者視覺傳感器實現(xiàn)的卡車與場橋之間的定位位置與實際裝卸箱位置存在一定的偏移，無法正確完成裝卸箱操作。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服上述技術的不足，而提供一種無人駕駛集裝箱卡車相對自動化場橋高精度定位停車方法，利用激光雷達和視覺傳感器，通過無人駕駛集裝箱卡車共享自動場橋拖掛定位檢測信息，可以控制無人駕駛集裝箱卡車厘米級精確定位停車。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術方案：一種無人駕駛集裝箱卡車相對自動化場橋高精度定位停車方法，其特征是：采用激光雷達和視覺傳感器將無人駕駛集裝箱卡車與自動化場橋之間的相對定位區(qū)間調整至10米以內；通過自動化場橋拖掛定位檢測信息，修正無人駕駛集裝箱卡車與自動化場橋之間的相互位置，增加無人駕駛集裝箱卡車和自動化場橋之間的定位信息交互，根據(jù)相對定位信息，利用定位有限狀態(tài)機和步進停車控制器，實現(xiàn)無人駕駛集裝箱卡車場橋作業(yè)的高精度定位，具體步驟如下：

步驟一、自動化場橋接收調度系統(tǒng)指令，開始向指定貝位運動；自動化場橋到達指定貝位，停止運動，等待無人駕駛集裝箱卡車；

步驟二、無人駕駛集裝箱卡車利用定位有限狀態(tài)機調整自車運動，實現(xiàn)與自動化場橋的互定位以及精確停車，有限狀態(tài)機的狀態(tài)以及狀態(tài)轉移關系如下：

1)準備：無人駕駛集裝箱卡車接收調度系統(tǒng)指令，查詢指定貝位定位信息，規(guī)劃行駛軌跡，發(fā)送開始運行指令；

2)運行：無人駕駛集裝箱卡車接收指令，開始向指定貝位運動；此時無人駕駛集裝箱卡車并沒有進入能夠與自動化場橋相互定位檢測的距離，無人駕駛集裝箱卡車根據(jù)指定貝位及GPS/北斗定位位置的規(guī)劃軌跡運動；