检测导引车在港口充电区域是否运载集装箱的系统、方法与流程

本发明涉及港口交通运输自动化检测，具体涉及检测导引车在港口充电区域是否运载集装箱的系统、方法。

背景技术：

1、在国外，自从荷兰鹿特丹ect公司1993年在其一码头开始采用水平自动运输系统以来，德国、英国、意大利、美国、日本、新加坡等国家港口也相继开始使用，采用无人驾驶的集装箱自动导引车承担码头前沿到堆场的集装箱水平运输工作，推动了码头集装箱运输的自动化技术水平。在我国，授权公告号为cn201410995y的中国实用新型专利公开了一种集装箱自动导引车。但随着集装箱自动导引车的广泛应用，如何实现自动导引车的快速智能充电，是提高自动导引车的使用率和可靠性等不可或缺的因素。与此同时，基于动力锂电池活跃的电化学特性，在快速充电是会导致电池内部电流过高，过热等情况出现，此时如果电池管理系统bms处理不及时容易引发充电起火等问题，还需要考虑集装箱自动导引车自动充电的安全性，目的是为了避免集装箱自动导引车在充电过程中出现火情，避免造成不必要的损失。

2、另外，现有的集装箱自动导引车的带箱检测技术需要在设备制造时就要考虑安装集装箱检测装置，安装时需要在每台集装箱自动导引车上安装两个固定支架，并安装两个超声波传感器501(如说明书附图4及附图5所示)，当集装箱自动导引车上装载集装箱时检测板翘起，超声波传感器501感应，集装箱自动导引车的导航控制系统获得集装箱自动导引车载箱的信号，当集装箱自动导引车进入充电区时，由于带箱的信号一直保持，集装箱自动导引车将无法进行后续充电流程。由于受到集装箱自动导引车作业工况的限制，部分集装箱自动导引车在进行罐柜装卸的时候需要在集装箱自动导引车上安装tk架(即行业所称的罐柜支架)，而tk架是需要安装在集装箱自动导引车上方的，安装后带箱检测的检测板会翘起感应超声波传感器501(如说明书附图4及附图5所示)，这样只要集装箱自动导引车有tk架无论是否载箱都会认为集装箱自动导引车是载箱状态。这样就会导致安装有tk架的集装箱自动导引车每次进入充电区充电均需要人工处理后方能继续充电流程，而且这种缺陷无法根除。并且这种带箱检测方案需要定期维护的超声波传感器501(如说明书附图4及附图5所示)数量很多，且工程量很大，制造的集装箱自动导引车改造工作量大，成本较高，改造期间影响设备正常出勤，并且日常维护设备的工作较多。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的缺陷和不足，本发明提出一种检测导引车在港口充电区域是否运载集装箱的系统、方法，以克服上述背景技术中的缺点，从而解决如何提高用于运载集装箱的电动导引车在港口的作业效率并保证其运行安全性的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：

3、本发明提出一种检测导引车在港口充电区域是否运载集装箱的系统，应用于检测站和导引车上，该系统包括设置于检测站的检测车辆子系统和设置于导引车的控制车辆子系统，检测车辆子系统包括激光扫描传感器、发射天线和无线报警发射装置，控制车辆子系统包括接收天线、无线报警接收装置、自动驾驶控制装置、导航定位装置和车辆制动装置；激光扫描传感器与无线报警发射装置进行物理通信连接；发射天线与无线报警发射装置进行物理通信连接；发射天线与接收天线进行空间通信连接；接收天线与无线报警接收装置进行物理通信连接；自动驾驶控制装置分别与无线报警接收装置、导航定位装置、车辆制动装置进行物理通信连接；

4、激光扫描传感器用于检测位于港口充电区域的导引车是否运载集装箱；

5、无线报警发射装置用于接收激光扫描传感器的检测信号并根据检测结果生成报警信号；

6、发射天线用于将无线报警发射装置生成的报警信号无线发送至接收天线；

7、接收天线用于无线接收发射天线的报警信号；

8、无线报警接收装置用于接收接收天线的报警信号，并将报警信号传输至自动驾驶控制装置；

9、导航定位装置用于获得导引车的卫星定位信息，并将卫星定位信息传输至自动驾驶控制装置；

10、自动驾驶控制装置用于控制导引车自动驾驶，接收报警信号以及卫星定位信息，以及控制车辆制动装置；

11、车辆制动装置用于对导引车实现制动。

12、进一步地，当导引车进入充电区的限制范围后，如果无线报警接收装置接收到导引车载箱信号后，自动驾驶控制装置解除导引车进入充电区的防撞旁路，从而使导引车减速以及在充电前及时停止。

13、进一步地，所述激光扫描传感器的安装及检测高度高于导引车空载时的车身高度；当导引车运载有集装箱时的车身加集装箱的总高度高于激光扫描传感器的安装及检测高度。

14、进一步地，所述自动驾驶控制装置内设有一软件系统，该软件系统设于至少两份外部文件，其中包括线号地图文件和行驶限制区域地图文件；

15、线号地图文件用于配合自动驾驶控制装置进行初次判断：导引车的实时位置与导航位置是否一致；

16、行驶限制区域地图文件用于在自动驾驶控制装置接收到报警信号后，配合自动驾驶控制装置进行二次判断：导引车是否进入充电区的限制位置。

17、进一步地，所述激光扫描传感器的检测平面与地面平行。

18、本发明又提出一种检测导引车在港口充电区域是否运载集装箱的方法，通过如上任一项的检测导引车在港口充电区域是否运载集装箱的系统实施，该方法包括：

19、s1，激光扫描传感器检测位于港口充电区域的导引车是否运载集装箱，若判断为是，则执行s2，若判断为否则激光扫描传感器继续执行s1的检测；

20、s2，激光扫描传感器将于s1获得的检测信号传输给无线报警发射装置，然后无线报警发射装置生成报警信号，然后执行s3；

21、s3，无线报警发射装置通过检测站的发射天线和导引车的接收天线、无线报警接收装置将报警信号传输给自动驾驶控制装置，然后执行s4；

22、s4，自动驾驶控制装置根据接收到的报警信号以及从导航定位装置接收到的卫星定位信息进行检测判断：运载集装箱的导引车是否进入港口充电区域，是则启动车辆制动装置，否则继续进行s4的检测判断。

23、进一步地，于s4中，自动驾驶控制装置根据接收到的报警信号以及从导航定位装置接收到的卫星定位信息还需进行另外的并行的检测判断：运载集装箱的导引车是否进入禁止导引车运载集装箱的限定区域，若判断为是则启动车辆制动装置然后等待人工介入处理，否则继续进行s4所述的检测判断。

24、进一步地，于s4中，自动驾驶控制装置检测卫星定位信息的过程包括以下步骤：

25、s41，将充电区的限制地图信息录入自动驾驶控制装置的配置文件中，修改自动驾驶控制装置的控制工况信息；

26、s42，当导引车进入到港口充电区域时，自动驾驶控制装置触发导引车的进场充电逻辑。

27、本发明又提出另一种检测导引车在港口充电区域是否运载集装箱的方法，该方法包括：

28、s100，通过激光扫描的方式获得导引车是否运载集装箱的检测信息，通过卫星定位的方式获得导引车在港口充电区域内的位置信息；

29、s200，根据于s100获得检测信息与位置信息，在同时满足两个执行条件的前提下，则执行对导引车的制动；所述的两个执行条件为：导引车运载有集装箱、导引车在港口充电区域内。

30、进一步地，所述导引车于港口作业区域内行驶，港口作业区域设有全站仪；所述导引车安装有四个卫星天线、卫导板和组合解算板；于s100中，获取卫星定位信息的步骤包括：

31、s1001，构建地图；即在港口内设定原点坐标，在港口作业区域内选取坐标点，通过全站仪测量选取坐标点的坐标，形成坐标点图；

32、s1002，通过mercator投影变换的方式将测量的坐标转换成经纬坐标；

33、s1003，安装导引车上的四个卫星天线接收bd、gps和glonass的卫星信号，传输给导引车上的卫导板卡，结合高精度差分信息完成rtk解算，并将定位和定向结果发给导引车上的组合解算板；组合解算板通过串口接收车载的里程计信息，并与卫导解算结果和惯导解算结果进行融合解算，输出经纬度坐标结果，通过坐标转换后，最终获得港口坐标系的位置和航向信息；

34、s1004，根据港口坐标系的位置和航向信息生成导引车的作业要求规划行驶路线；

35、s1005，根据导引车的作业要求规划行驶路线获取导引车的实时位置信息，与规划路径的坐标信息进行匹配。

36、本发明的有益效果为：

37、本发明在港口充电区域进行实时检测导引车带箱并通过无线报警发射装置以及导航定位装置识别运载集装箱的导引车的身份，并进行控制干预等功能，只需要在检测站安装有激光扫描传感器(激光扫描传感器具体安装在固定支架上)，通过无线报警发射装置，将导引车带箱检测信号传递给导引车，导引车上安装无线报警接收装置，并将自动驾驶控制装置的导引车自动驾驶系统进行相应的调整即可；本发明通过激光扫描传感器配合无线报警发射装置实现导引车上的“零”改动，即不需要对导引车的结构进行任何改动，方案实施起来简单，解决了导引车数量多改造安装工序繁琐等问题；本发明通过在导引车限制地图中增加判断条件，解决了导引车身份识别的问题，日常维护成本较低，且维护简单；本发明不受tk架影响，不论导引车是否安装有tk架，均能够正常检测，不受导引车运行工况和环境限制。

38、本发明能降低导引车充电过程中出现火情从而造成不必要的损失的风险，具有安装简单、日常维护成本低的优点，实现了禁止导引车载集装箱进行充电，并克服了几个技术难题：1、需要能够准确的检测到导引车是否有载集装箱进入充电区；2、需要控制载箱的导引车及时停止，并报警；3、不能影响其他导引车正常运行；4、适应了低成本管理多台导引车作业的要求。

39、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。