[發(fā)明專利]一種港口無人運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)航方法及系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010934758.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-08
• 公開（公告）號(hào): CN111966110A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張明齊;柯水平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津海運(yùn)職業(yè)學(xué)院
• 主分類號(hào): G05D1/02
• 分類號(hào): G05D1/02;G01C21/28;G01C21/34
• 代理公司: 天津合正知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12229
• 代理人: 李成運(yùn);張艷梅

1.一種港口無人運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)航方法，其特征在于，包括：

S1、在港區(qū)道路的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)以及堆場(chǎng)道路的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)設(shè)置RFID標(biāo)識(shí)；

S2、使用示教的無人運(yùn)輸車巡檢路域的所有道路，獲取其拍攝視頻，使用slam算法生成三維地圖，并基于三維地圖和RFID標(biāo)識(shí)，標(biāo)記RFID標(biāo)識(shí)所在處的靜態(tài)特征點(diǎn)；

S3、隨時(shí)采集更新堆場(chǎng)集裝箱擺放信息；

S4、根據(jù)集裝箱擺放信息以及無人運(yùn)輸車的位置信息，采用遺傳算法設(shè)計(jì)出規(guī)劃無人運(yùn)輸車調(diào)度及路徑的第一規(guī)劃方案；

S5、將第一規(guī)劃方案與其路徑中涉及的RFID標(biāo)識(shí)所在處的靜態(tài)特征點(diǎn)相結(jié)合，形成第二規(guī)劃方案；

S6、按照第二規(guī)劃方案對(duì)無人運(yùn)輸車進(jìn)行導(dǎo)航，導(dǎo)航過程中無人運(yùn)輸車拍攝視頻，通過比對(duì)靜態(tài)特征點(diǎn)進(jìn)行道路的定位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種港口無人運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)航方法，其特征在于，步驟S1所述關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)包括港區(qū)道路的交叉點(diǎn)和拐點(diǎn)，以及堆場(chǎng)道路的交叉點(diǎn)、拐點(diǎn)，集裝箱位置的標(biāo)識(shí)點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種港口無人運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)航方法，其特征在于，步驟S2所述生成三維地圖的方法是：去除示教的無人運(yùn)輸車所拍攝視頻中的動(dòng)態(tài)因子，保留靜態(tài)環(huán)境因子，并根據(jù)靜態(tài)環(huán)境因子提取靜態(tài)特征點(diǎn)，基于靜態(tài)特征點(diǎn)以及拍攝視頻的攝像機(jī)的位姿，使用slam算法生成三維地圖。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種港口無人運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)航方法，其特征在于，步驟S3所述的采集更新堆場(chǎng)集裝箱擺放信息的方法包括：通過預(yù)設(shè)接口連接港口物流管理系統(tǒng)，從港口物流管理系統(tǒng)中獲取最新的堆場(chǎng)集裝箱擺放信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種港口無人運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)航方法，其特征在于，步驟S6中，比對(duì)靜態(tài)特征點(diǎn)前，需要進(jìn)行重定位，所述重定位的方法是：當(dāng)前的無人運(yùn)輸車采集經(jīng)過的第一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的RFID標(biāo)識(shí)所在處的圖像幀，將示教的無人運(yùn)輸車的視頻中最接近的一幀的相機(jī)位姿作為當(dāng)前幀的相機(jī)位姿，實(shí)現(xiàn)重定位。

6.一種港口無人運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，包括：

示教模塊，用于使用示教的無人運(yùn)輸車巡檢路域的所有道路，獲取其拍攝視頻，使用slam算法生成三維地圖，并基于三維地圖和RFID標(biāo)識(shí)，標(biāo)記RFID標(biāo)識(shí)所在處的靜態(tài)特征點(diǎn)；所述RFID標(biāo)識(shí)設(shè)置在港區(qū)道路的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)以及堆場(chǎng)道路的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

更新模塊，用于隨時(shí)采集更新堆場(chǎng)集裝箱擺放信息；

第一規(guī)劃模塊，用于根據(jù)集裝箱擺放信息以及無人運(yùn)輸車的位置信息，采用遺傳算法設(shè)計(jì)出規(guī)劃無人運(yùn)輸車調(diào)度及路徑的第一規(guī)劃方案；

第二規(guī)劃模塊，用于將第一規(guī)劃方案與其路徑中涉及的RFID標(biāo)識(shí)所在處的靜態(tài)特征點(diǎn)相結(jié)合，形成第二規(guī)劃方案；

導(dǎo)航模塊，用于按照第二規(guī)劃方案對(duì)無人運(yùn)輸車進(jìn)行導(dǎo)航，導(dǎo)航過程中無人運(yùn)輸車拍攝視頻，通過比對(duì)靜態(tài)特征點(diǎn)進(jìn)行道路的定位。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種港口無人運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述示教模塊包括關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)記錄單元，記錄的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)包括港區(qū)道路的交叉點(diǎn)和拐點(diǎn)，以及堆場(chǎng)道路的交叉點(diǎn)、拐點(diǎn)，集裝箱位置的標(biāo)識(shí)點(diǎn)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種港口無人運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述示教模塊還包括三維地圖生成單元，用于去除示教的無人運(yùn)輸車所拍攝視頻中的動(dòng)態(tài)因子，保留靜態(tài)環(huán)境因子，并根據(jù)靜態(tài)環(huán)境因子提取靜態(tài)特征點(diǎn)，基于靜態(tài)特征點(diǎn)以及拍攝視頻的攝像機(jī)的位姿，使用slam算法生成三維地圖。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種港口無人運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述更新模塊設(shè)有預(yù)設(shè)接口，通過預(yù)設(shè)接口連接港口物流管理系統(tǒng)，從港口物流管理系統(tǒng)中獲取最新的堆場(chǎng)集裝箱擺放信息。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種港口無人運(yùn)輸車自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)航模塊還包括重定位單元，用于比對(duì)靜態(tài)特征點(diǎn)前進(jìn)行重定位，所述重定位的方法是：當(dāng)前的無人運(yùn)輸車采集經(jīng)過的第一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的RFID標(biāo)識(shí)所在處的圖像幀，將示教的無人運(yùn)輸車的視頻中最接近的一幀的相機(jī)位姿作為當(dāng)前幀的相機(jī)位姿，實(shí)現(xiàn)重定位。