一种面向园区的自动驾驶图书配送系统的制作方法

本发明涉及机器人、图书管理以及物流配送技术领域，具体地，涉及一种面向园区的自动驾驶图书配送系统。

背景技术

随着教育、生活水平的提高，阅读成为人们生活重要的一部分，图书馆里丰富的资源是人们获得知识的重要桥梁。从而图书馆内藏书数量和人们进入图书馆的次数也在大幅增加。

然而，园区内图书馆的数量是有限的，这令离图书馆居住较远、时间紧迫的用户很难享受较好的图书服务。并且由于还书需要进入图书馆进行归还，导致大多数图书只有到达借阅期限时才被归还，从而也影响了知识的传播效率。当校园拥有多个图书馆并涉及到频繁馆间书籍运送时，又增加了工作人员的工作压力。

目前市场上图书馆主要采用的运营方式如下所示：

1、用户自行前往图书馆进行借书和还书。该方式是传统的图书馆运营方式，由于图书馆数量有限，常常离住宿区较远，用户在借阅和归还图书时需要奔波，从而很难让每个用户享受到较好的图书服务。并且由于归还图书不够方便，导致图书及时回收率较低，图书流通不够及时，从而不利于图书馆的高效工作，并影响了知识传播的效率。

2、在线图书借阅系统。即通过“互联网+”的方式，用户可以在手机、电脑等互联网平台进行图书借阅预约，并及时收到归还图书提醒。该方式虽然大大提高了图书馆的工作效率，也大大缩短了用户在图书馆查询图书的时间，但是仍要前往图书馆取书和还书，没有解决前往图书馆途中的不方便问题。

为了有效解决这些缺点，越来越多的企业和高校开始研发馆外图书馆设备，希望通过站点式小型图书柜来方便用户的借阅和归还。

经过检索发现：

授权公告号为：cn102479411b的中国发明专利公开了：一种图书馆自助服务系统，提供了一种使用自助借还书机实现智能化、现代化图书借阅与归还的方法。但是该发明的图书柜缺乏自主性，不能自主移动，只限于在固定地点向周边的用户提供服务。

申请号为：201710415280.6的中国发明专利公开了：园区无人驾驶快递车配送系统及其自动配送方法，用无人驾驶的技术解决了快递配送的最后一公里问题。但是该发明主要描述了运用无人驾驶对快递进行配送的系统与方法，其缺少对图书的配送与调度等任务的功能，只限于在园区内对快递进行配送。

图书馆在人们的生活中扮演的角色越来越重要，但目前用户前往图书馆借阅、归还图书的方式以及馆外图书馆等方法都存在着较多的缺点，因此，开发一种面向园区的自动驾驶图书配送系统，是十分必要且具有商业价值的。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的是提供一种面向园区的自动驾驶图书配送系统。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种面向园区的自动驾驶图书配送系统，包括：信息管理系统、无人配送车系统以及图书馆借阅柜系统；其中：

所述信息管理系统接收图书借阅柜系统的图书借书和/或还书状态信息以及用户在线借书和/或还书请求信息，并根据此在数据库进行检索并生成图书配送任务发送给所述无人配送车系统；

所述无人车配送系统接收信息管理系统发出的图书配送任务，并根据此规划所述无人配送车系统的无人配送车的任务，同时将无人配送车的车辆状态信息发送给图书借阅柜系统；

所述图书馆借阅柜系统接收无人配送车系统发布的车辆状态信息，图书馆借阅柜系统设有用于存放图书的借阅柜，并根据此控制借阅柜做出开启或关闭的相应响应；在完成借书和/或还书任务后，图书馆借阅柜系统将借阅柜内图书借书和/或还书状态反馈给信息管理系统。

优选地，所述信息管理系统包括：借阅柜状态接收模块、图书馆图书信息管理模块以及用户在线借还书模块；其中：

所述借阅柜状态接收模块接收图书馆借阅柜系统的图借书和/或还书状态，并发送给图书馆图书信息管理模块；

所述用户在线借还书模块通过在线平台获得用户在线借书和/或还书请求，并发送给图书馆图书信息管理模块；

所述图书馆图书信息管理模块通过检索数据库，核对图书信息，最终规划并生成图书配送任务，发送给无人配送车系统。

具体地，所述图书馆图书信息管理模块接收图书馆借阅柜系统的图书存储状态信息以及从用户在线借还书模块获得的用户在线借书和/或还书请求信息，并检索数据库，核对图书信息，最终规划并生成图书配送任务，并将各个区域的图书配送任务发送给无人配送车系统。

优选地，所述无人配送车系统包括：借还书任务接收模、路径规划模块以及自动驾驶模块；其中：

所述借还书任务接收模块接收所述信息管理系统发送的图书配送任务，并将图书配送任务发送给路径规划模块；

所述路径规划模块根据图书配送任务的任务需求规划出所述无人配送车的行驶路径并发送给自动驾驶模块；

所述自动驾驶模块根据规划好的行驶路径控制所述无人配送车沿路径行驶，并将无人配送车的车辆状态信息发送给图书馆借阅柜系统。

优选地，所述路径规划模块根据任务需求中无人配送车的目的地和车辆状态，结合地图信息，使用路径规划算法计算出行驶路程、派送时间最优的任务规划。

优选地，所述路径规划算法包括但不限于：基于遗传算法、a*图搜索算法。

优选地，所述自动驾驶模块通过控制无人配送车的油门、刹车以及方向盘转角，并根据地图信息以及传感器感知到的周边环境信息，实现无人配送车安全、稳定的自动驾驶。

优选地，所述传感器包括但不限于：激光雷达、摄像头、毫米波雷达。

优选地，所述图书馆借阅柜系统包括：借阅柜管理模块、用户借还书交互模块以及借阅柜状态反馈模块；其中：

所述借阅柜管理模块接收无人配送车系统发出的车辆状态信息中的位置信息，判断无人配送车系统中的无人配送车是否到达指定的借书和/或还书任务点；当车辆到达指定任务点后，借阅柜管理模块控制借阅柜开启；

所述用户借还书交互模块实现用户与借阅柜之间的任务交互，完成借书与还书的任务；

所述借阅柜状态反馈模块将借阅柜内图书的存取状态发送给所述信息管理系统。

优选地，所述借阅柜设置于无人配送车系统的无人配送车上。

优选地，所述数据库包括如下任意一项或任意多项数据信息：

-图书借阅状态信息：在库状态、在借状态和/或在无人配送车上状态；

-用户账号信息：用户在借书数量、有无超出借阅时间和/或有无继续借书权限；

-无人配送车信息：无人配送车数量和/或无人配送车最大运输量。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的一种面向园区的自动驾驶图书配送系统，具有高度的自主性。该系统通过自动驾驶技术，实现了图书的快速、高效的配送，并可以达到以下效果：

1、采用本发明提供的系统，取货点设置更加灵活，提高用户取件体验；通过采用自动驾驶的技术，将传统的图书馆转变为可移动的图书柜，从而可以让用户更加方便的借阅和归还图书，让用户不会因为距离的因素而无法享受便捷的图书服务。

2、采用本发明提供的系统，减少地租成本和运送图书的人力成本，移动式图书柜不仅能够取代不能自主移动的馆外图书馆，而且能够更加灵活地根据用户的地址选择停靠的地点，地租成本更低，而且免去了馆外图书馆需要专门人员运送图书的人力成本。

3、本发明基于自动驾驶技术，大大减轻了工作人员的压力，并且能够不受时间限制，减少了雇佣驾驶员带来的人力成本。

4、本发明基于自动驾驶技术，让图书馆借阅柜具有任务规划、自主移动的能力，改善用户体验；同时本发明结合无人配送车系统完成了图书配送、回收以及馆间调度任务。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例的面向园区的自动驾驶图书配送系统结构示意框图；

图2为本发明一实施例的面向园区的自动驾驶图书配送系统工作原理图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

本发明提出的面向园区的自动驾驶图书配送系统以自动驾驶的方式，通过让载有图书的移动式行驶到指定地点，完成图书的配送；在用户完成借书、还书后，自动驾驶车辆将返回将归还的图书运送回图书馆；同时设计了一套信息管理系统，在线接收用户的借书和/或还书需求以及移动图书借阅柜的图书存储情况，对各个无人运输车分配派送和回收的任务。

参照图1-2所示，一种自动驾驶图书配送系统的实施例示意图，其中包括信息管理系统1、无人配送车系统2以及图书馆借阅柜系统3；

信息管理系统1用于接收图书借阅柜系统3的图书借书和/或还书状态以及接收用户在线借书和/或还书的请求，根据此在数据库进行检索并将结果(生成借书和/或还书任务，即图书配送任务)发送给所述的无人配送车系统2；无人车配送系统2用于接收信息管理系统1发出的借书和/或还书任务，根据此规划所述无人配送车的任务与路径，通过自动驾驶模块控制无人配送车(运输车辆)行驶到指定位置，并将车辆的位置等车辆状态信息发送给图书借阅柜系统3；图书借阅柜系统3用于接收无人配送车系统2发布的车辆状态信息，根据此控制借阅柜管理模块31做出相应的响应。在用户通过用户借还书交互模块32完成借还书后，借阅柜将柜内图书状态反馈给信息管理系统1。

在本发明的实施例中，数据库为图书馆数据库，其中包括如下任意一项或任意多项数据信息：

-图书借阅状态信息：在库(在哪个图书馆)状态、在借(在哪个用户手上)状态、在无人配送车上(在哪一辆车上)状态；

-用户账号信息：用户在借书数量(借了几本书)、有无超出借阅时间、有无继续借书权限；

-无人配送车信息:无人配送车数量、无人配送车最大运输量；

等。

信息管理系统1包括：借阅柜状态接收模块11、图书馆图书信息管理模块12以及用户在线借还书模块13；

借阅柜状态接收模块11用于接收图书借阅柜系统3的图书存储状态，并发送给图书馆图书信息管理模块12；用户在线借还书模块13通过在线平台获得用户借书和/或还书需求(请求)，并发送给图书馆图书信息管理模块12；图书馆图书信息管理模块12通过检索数据库，核对图书信息，最终规划并生成图书配送任务，发送给无人配送车系统2。

图书馆图书信息管理模块12用于接收图书借阅柜的图书存储状态以及从用户在线借还书模块13获得的用户的借书和/或还书需求，并通过图书馆图书信息管理模块12检索数据库，核对图书信息，最终规划并生成图书配送任务，并将各个区域的配送任务发送给相应的无人配送车。

无人配送车系统2包括：借还书任务接收模21、路径规划模块22、自动驾驶模块23以及无人配送车；

借还书任务接收模块21用于接收所述信息管理系统1发送的借书和/或还书任务，并将任务发送给路径规划模块22；路径规划模块22用于根据借书和/或还书任务的任务需求规划出所述的无人配送车的行驶路径然后发送给自动驾驶模块23；自动驾驶模块23用于根据规划好的路径控制所述的无人配送车沿路径行驶，并将车辆状态信息发送给图书借阅柜系统3。

路径规划模块22根据自动驾驶书柜车的目的地和状态，结合地图信息，使用路径规划算法(包括但不限于：基于遗传算法、a*图搜索算法等)计算出行驶路程、派送时间最优的任务规划。

自动驾驶模块23通过控制无人配送车的油门、刹车以及方向盘转角，并根据高精细地图和包括但不限于激光雷达、摄像头、毫米波雷达等传感器感知到的周边环境实现安全、稳定的自动驾驶。

图书借阅柜系统3包括：借阅柜管理模块31、用户借还书交互模块32、借阅柜状态反馈33模块；

借阅柜管理模块31接收无人配送车系统2发出的车辆位置信息，判断车辆是否到达指定的借书和/或还书任务点。当车辆到达指定任务点后，借阅柜管理模块控制借阅柜开启用户借还书交互模块32；用户借还书交互模块32用于与用户完成交互，完成借书与还书的任务；借阅柜状态反馈模块33用于将自身的图书存取状态发送给所述的信息管理系统1。

本发明上述实施例提供的面向园区的自动驾驶图书配送系统，信息管理系统接收图书借阅柜系统的图书借还状态信息以及用户在线借还书请求信息，并生成图书配送任务，发送给所述无人配送车系统；无人车配送系统接收图书配送任务，并规划所述无人配送车系统的任务规划，同时将车辆状态信息发送给图书借阅柜系统；图书馆借阅柜系统接收车辆状态信息，并在用户完成借书和/或还书任务后，反馈图书借书和/或还书状态给信息管理系统。本发明上述实施例提供的面向园区的自动驾驶图书配送系统，基于自动驾驶技术，让图书馆借阅柜具有任务规划、自主移动的能力，改善用户体验；同时结合无人配送车系统完成了图书配送、回收以及馆间调度任务。

下面结合附图，对本发明上述实施例提供的技术方案进一步详细描述。

如图1所示，上述实施例提供的系统，包括信息管理系统1、无人配送车系统2以及图书馆借阅柜系统3.其主要部分的细节如下：

1.信息管理系统1接收到图书存储状态以及用户通过在线平台提出的借还书需求后，通过图书馆图书信息管理模块检索、核对图书信息，最终规划并生成图书配送任务，并将其发送给无人车配送系统2。

2.无人车配送系统2在接收到图书馆图书信息管理系统发出的借还书任务后，根据此规划所述无人配送车的任务与路径，并将其发给自动驾驶模块23；自动驾驶模块23通过控制车辆的油门、刹车以及方向盘转角，并根据高精细地图和包括但不限于激光雷达、摄像头、毫米波雷达等传感器感知到的周边环境实现安全、稳定的自动驾驶。

3.图书借阅柜系统3接收自动驾驶模块23发出的位置等信息，控制借阅柜管理模块31做出相应的响应例如控制借阅柜是否进入交互状态；在用户通过系统的交互模块32完成借还书后，借阅柜将柜内图书状态反馈给信息管理系统。

4.较佳实施例中，无人配送车系统还包括：全局任务规划模块，其用于根据自动驾驶书柜车的目的地和图书存取状态，结合高精度地图信息，使用路径规划程序(如：基于遗传算法、a*图搜索算法等)计算出行驶路程、派送时间最优的任务。

基于上述面向园区的自动驾驶图书配送系统的快件配送方法，具体如图2所示；自动驾驶图书配送系统的配送方法可以分为两个任务：用户图书配送任务以及馆间调度任务。

用户图书配送任务流程如下：

在图书装柜后，无人配送车按照规划好的路线出发，到达指定配送点，等待用户取还书完毕后，判断配送任务是否完成，如果没有完成则进入任务循环，继续开始配送；如果任务完成，无人配送车按照指定路线返回，并将归还图书入库；

馆间调度任务流程如下：

在图书装柜后，无人配送车接收馆间调度任务并按照指定的路线到达目的地，等待图书馆完成存取书后，判断配送任务是否完成，如果没有完成则进入任务循环，继续进行调度；如果任务完成，无人配送车按照指定路线返回，并将归还图书入库；

本发明上述实施例中的面向园区的自动驾驶图书配送系统，利用自动化技术对图书的借还环节进行了改进。该系统具有高度自主性与可适应性，它根据需求让用户更加方便的借阅和归还图书，让用户不会因为距离的因素而无法享受便捷的图书服务；它能够替代不能自主移动的馆外图书馆，能够更加灵活地根据用户的地址选择停靠的地点，地租成本更低，而且免去了馆外图书馆需要专门人员运送图书的人力成本。同时，通过采用自动驾驶的技术，大大减轻了工作人员的压力，并且能够不受时间限制，减少了雇佣驾驶员带来的人力成本。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。