[發(fā)明專利]一種用于港口運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)引系統(tǒng)的標(biāo)簽位置定位子系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010154679.5
• 申請日: 2020-03-08
• 公開（公告）號: CN111367281A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭華;趙淑平;王用鑫;童瑞君;付淵;尹洪劍;張碧勇;彭興蘋;何航
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶電子工程職業(yè)學(xué)院
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G01S13/82;G06K17/00
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明公開了一種用于港口運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)引系統(tǒng)的標(biāo)簽位置定位子系統(tǒng)，它包括：電子標(biāo)簽、RFID天線單元和天線控制單元；電子標(biāo)簽設(shè)置于自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車預(yù)規(guī)劃行駛路徑上；RFID天線單元包括發(fā)射天線和接收天線；調(diào)制解調(diào)單元通過天線控制單元向發(fā)射天線發(fā)送射頻信號；接收天線與調(diào)制解調(diào)單元電連接，調(diào)制解調(diào)單元與信息處理中心相通信。本發(fā)明具有能夠提供一種定位穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性較高的用于自動(dòng)導(dǎo)引系統(tǒng)的標(biāo)簽位置定位子系統(tǒng)的有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及射頻識別領(lǐng)域，具體地說，特別涉及到一種用于港口運(yùn)輸車的自動(dòng)導(dǎo)引系統(tǒng)的標(biāo)簽位置定位子系統(tǒng)。

背景技術(shù)

港口物流也正朝著大規(guī)模、大流量、高速度的方向發(fā)展，超大型集裝箱船、大噸位集裝箱、相應(yīng)配套的大型岸橋等裝卸運(yùn)輸設(shè)備也應(yīng)運(yùn)而生，物流運(yùn)營子系統(tǒng)對港口物流發(fā)展差異的貢獻(xiàn)率正在不斷增大。

在物流運(yùn)營子系統(tǒng)中集裝箱碼頭水平搬運(yùn)設(shè)備的調(diào)度是一個(gè)隨機(jī)、復(fù)雜的系統(tǒng)，水平運(yùn)輸設(shè)備在集裝箱碼頭裝卸作業(yè)過程中的主要作用是將集裝箱從岸邊運(yùn)輸?shù)蕉褕龌驅(qū)⒓b箱從堆場運(yùn)輸?shù)桨哆?，因此它一直貫穿于整個(gè)碼頭前沿和堆場之間，承擔(dān)著集裝箱運(yùn)載的作用。

目前得到廣泛采用的水平運(yùn)輸設(shè)備之一AGV自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車(Automated GuidedVehicle，簡稱AGV)具有自動(dòng)導(dǎo)航、準(zhǔn)確定位、無人操作、路徑優(yōu)化以及安全避碰等智能化特征，在自動(dòng)化集裝箱碼頭中逐漸代替集裝箱卡車成為碼頭集裝箱水平運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ摺?/p>

AGV之所以能夠?qū)崿F(xiàn)無人駕駛，導(dǎo)航和導(dǎo)引對其起到了至關(guān)重要的作用，隨著技術(shù)的發(fā)展，目前能夠用于AGV的導(dǎo)航/導(dǎo)引技術(shù)主要分為直接坐標(biāo)、電磁導(dǎo)引、磁帶導(dǎo)引、光學(xué)導(dǎo)引、激光導(dǎo)航及慣性導(dǎo)航等方法。

每種方法都有一定局限性，尤其對于較為復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場。直接坐標(biāo)地面測量安裝復(fù)雜，工作量大，導(dǎo)引精度和定位精度較低，且無法滿足復(fù)雜路徑的要求。電磁導(dǎo)引路徑難以更改擴(kuò)展，對復(fù)雜路徑的局限性大。磁帶導(dǎo)引易受環(huán)路周圍金屬物質(zhì)的干擾，磁帶易受機(jī)械損傷，因此導(dǎo)引的可靠性受外界影響較大。光學(xué)導(dǎo)引對色帶的污染和機(jī)械磨損十分敏感，對環(huán)境要求過高，導(dǎo)引可靠性較差，精度較低。激光導(dǎo)引制造成本高，對環(huán)境要求較相對苛刻(外界光線，地面要求，能見度要求等)，不適合室外(尤其是易受雨、雪、霧的影響)。

使用RFID技術(shù)進(jìn)行定位導(dǎo)引的AGV(Automated Guided Vehicle自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車)作為一種無人自動(dòng)搬運(yùn)設(shè)備，可為大型港口的集裝箱的自動(dòng)化搬運(yùn)、作業(yè)效率的提高起到很好的促進(jìn)作用，是未來港口物流發(fā)展的趨勢。

目前使用RFID技術(shù)進(jìn)行定位已經(jīng)進(jìn)入了商業(yè)化應(yīng)用階段，各種RFID技術(shù)都有自身優(yōu)勢和劣勢。低頻RFID技術(shù)具有較強(qiáng)的穿透力，輻射范圍比較恒定，但是通信速率較低；高頻RFID技術(shù)通信速率較高，輻射范圍比較恒定，但是穿透力稍差，不太適合地埋式應(yīng)用；超高頻RFID技術(shù)通信距離較遠(yuǎn)，但是輻射范圍比較難以控制，定位的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性較差，很難應(yīng)用于近距離精確定位的場合。另外，目前市場上基于低頻RFID方案的定位設(shè)備的精度無法做到厘米級。一些文獻(xiàn)雖然公開了基于低頻RFID技術(shù)采用矩陣式天線陣列，結(jié)合陣列天線切換技術(shù)、標(biāo)簽信號強(qiáng)度采集及電子標(biāo)簽位置信息融合算法，實(shí)現(xiàn)了厘米級的定位精度，但是也僅僅是一種可行性方案，在實(shí)測中往往受硬件器件性能等因素的影響，定位效果不理想。并且顯而易見的是：通常低頻和高頻RFID系統(tǒng)讀取距離近(一般小于10cm)、傳輸速率慢，因此必須在導(dǎo)引運(yùn)輸車工作現(xiàn)場密集置電子標(biāo)簽，正因?yàn)槿绱舜祟愊到y(tǒng)工作往往追求定位識別的精確度，而在自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車導(dǎo)引系統(tǒng)這一實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域中運(yùn)輸車往往不又需要過高的精確度，例如申請?zhí)枮?01410321651.0的中國發(fā)明專利公開的一種高精度低頻率定位裝置及其方法的說明書有益效果部分記載了“本發(fā)明綜合采用數(shù)字信號處理、射頻信號功率放大、調(diào)制解調(diào)及天線設(shè)計(jì)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離條件下精確定位，定位精度可以達(dá)到±1cm?！?/p>