BR112020017031A2 - sistemas para operação de um trator de terminal de veículo autônomo, para controlar o carregamento de um caminhão elétrico em uma instalaçã, para manobrar um reboque com relação a um caminhão, para controlar acesso por um usuário a um caminhão autônomo, para permitir movimento de um reboque, para identificar e orientar com relação a poços de contêiner em vagões ferroviários, para transportar um reboque de longa distância, para abrir roboticamente portas oscilantes traseiras de um reboque, para operar um caminhão, para reter portas oscilantes abertas em um reboque, para assistir em operações de ré em um reboque engatado em um caminhão autônomo, para aplicar automaticamente um suporte de elevação estacionário a um reboque, para apoio automático de um reboque, método para operação de um trator de terminal de veículo autônomo, e, sistema de ponte-rolante. - Google Patents

sistemas para operação de um trator de terminal de veículo autônomo, para controlar o carregamento de um caminhão elétrico em uma instalaçã, para manobrar um reboque com relação a um caminhão, para controlar acesso por um usuário a um caminhão autônomo, para permitir movimento de um reboque, para identificar e orientar com relação a poços de contêiner em vagões ferroviários, para transportar um reboque de longa distância, para abrir roboticamente portas oscilantes traseiras de um reboque, para operar um caminhão, para reter portas oscilantes abertas em um reboque, para assistir em operações de ré em um reboque engatado em um caminhão autônomo, para aplicar automaticamente um suporte de elevação estacionário a um reboque, para apoio automático de um reboque, método para operação de um trator de terminal de veículo autônomo, e, sistema de ponte-rolante. Download PDF

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truck
fact
autonomous
processor
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BR112020017031-3A
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Andrew F. Smith
Gary Seminara
Jeremy M. Nett
Lawrence S. Klein
Stephen A. Langenderfer
Martin E. Sotola
Vikas Bahl
Mark H. Rosenblum
Peter James
Dale Rowley
Matthew S. Johannes
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Outrider Technologies, Inc.
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Abstract

Um sistema e método para operação de um trator de terminal de veículo autônomo (AV) é provido. Um processador facilita o movimento autônomo do trator de terminal AV, e a conexão e desconexão de reboques. Uma pluralidade de sensores é interconectada com o processador que sensoreia terreno/objetos e assiste em automaticamente conectar/desconectar reboques. Um servidor interconectado de forma sem fio com o processador, que rastreia o movimento do caminhão em torno e determina localizações para conexão e desconexão do reboque. Uma estação de porta destranca/abre portas traseiras do reboque quando adjacentes ao mesmo, fixando-os em uma posição aberta por meio de braçadeiras, etc. O sistema computa uma altura do reboque, e/ou se a estrutura de suporte do reboque no chão está no chão e interopera com a quinta roda para mudar a altura, e se a docagem for segura, permitindo que um usuário assuma controle manual, e tempo(s) de carga ideal(is). Sensores de ré/segurança, apoio automático, e organização de recipiente intermodal são também providos.

Description

1 / 186 “SISTEMAS PARA OPERAÇÃO DE UM TRATOR DE TERMINAL DE VEÍCULO AUTÔNOMO, PARA CONTROLAR O CARREGAMENTO DE UM CAMINHÃO ELÉTRICO EM UMA INSTALAÇÃO, PARA MANOBRAR UM REBOQUE COM RELAÇÃO A UM CAMINHÃO,
PARA CONTROLAR ACESSO POR UM USUÁRIO A UM CAMINHÃO AUTÔNOMO, PARA PERMITIR MOVIMENTO DE UM REBOQUE, PARA IDENTIFICAR E ORIENTAR COM RELAÇÃO A POÇOS DE CONTÊINER EM VAGÕES FERROVIÁRIOS, PARA TRANSPORTAR UM REBOQUE DE LONGA DISTÂNCIA, PARA ABRIR ROBOTICAMENTE PORTAS OSCILANTES TRASEIRAS DE UM REBOQUE, PARA OPERAR UM CAMINHÃO, PARA RETER PORTAS OSCILANTES ABERTAS EM UM REBOQUE, PARA ASSISTIR EM OPERAÇÕES DE RÉ EM UM REBOQUE ENGATADO EM UM CAMINHÃO AUTÔNOMO, PARA APLICAR AUTOMATICAMENTE UM SUPORTE DE ELEVAÇÃO ESTACIONÁRIO A UM REBOQUE, PARA APOIO AUTOMÁTICO DE UM REBOQUE, MÉTODO PARA OPERAÇÃO DE UM TRATOR DE TERMINAL DE VEÍCULO AUTÔNOMO, E, SISTEMA DE PONTE-ROLANTE” CAMPO DA INVENÇÃO
[001] Esta invenção se refere a veículos autônomos e, mais particularmente, a caminhões autônomos e reboques para os mesmos, por exemplo, usados para rebocar carga em torno de uma instalação de expedição, uma instalação ou pátio de produção, ou transportar carga para dentro e para fora de uma instalação de expedição, uma instalação ou pátio de produção.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[002] Caminhões são uma parte essencial do comércio moderno. Esses caminhões transportam materiais e mercadorias acabadas através do continente em seus grandes espaços interiores. Tais mercadorias são carregadas e descarregadas em várias instalações que podem incluir
2 / 186 fabricantes, portos, distribuidores, varejistas e usuários finais. Grandes caminhões de longas distâncias (OTR) tipicamente consistem em uma unidade de trator ou cabina e um reboque desafixável separado que é interconectado de forma removível à cabina por meio de um sistema de engate que consiste em uma assim chamada quinta roda e um pino mestre. Mais particularmente, o reboque contém um pino mestre ao longo de sua frente inferior e a cabina contém uma quinta roda, que consiste em um coxim e uma fenda de recebimento para o pino mestre. Quando conectados, o pino mestre monta na fenda da quinta roda de uma maneira que permite pivotagem axial do reboque com relação à cabina à medida que ele faz curvas na estrada. A cabina provê potência (através de (por exemplo) um gerador, fonte de pressão pneumática, etc.) usada para operar tanto a si própria quanto o reboque anexo. Dessa forma, uma pluralidade de conexões removíveis é feita entre a cabina e o reboque para entregar tanto potência elétrica quanto pressão pneumática. A pressão é usada para operar freios de emergência e de serviço, tipicamente em combinação com o sistema de freio da própria cabina (respectiva). A potência elétrica é usada para potencializar (por exemplo) iluminação interior, sinal exterior e luzes de rodagem, motores de porta traseira elevatória, motores da estrutura de suporte no chão (se equipado), etc.
[003] Na era de transporte rodoviário moderno, a conexão de tais linhas elétricas e pneumáticas, a elevação e abaixamento da estrutura de suporte no chão, a operação das portas basculantes traseiras associadas com reboques, e inspeções de veículo têm sido tarefas que tipicamente têm sido realizadas manualmente por um motorista. Por exemplo, durante conexão de um reboque com a cabina, após ter manobrado de ré no reboque de maneira a acoplar a quinta roda do caminhão ao pino mestre do reboque, essas operações todas exigem que um motorista então saia de sua cabina. Mais particularmente, um motorista tem que operar a estrutura de suporte no chão para soltar o pino mestre em engate total com a quinta roda, subir na parte de
3 / 186 trás do chassi da cabina para segurar manualmente um conjunto de mangueiras e cabos extensíveis (que transportam ar e potência elétrica) da traseira da cabina, e afixá-los a um conjunto correspondente nas conexões relacionadas na frente do corpo do reboque. Esse processo é invertido durante desacoplamento do reboque da cabina. Ou seja, o operador tem que subir e desconectar as mangueiras/cabos, colocando-as em uma localização adequada, e então operar para baixo a estrutura de suporte no chão para levantar o pino mestre para fora de engate com a quinta roda. Considerando que o reboque deve ser descarregado (por exemplo após entrar de ré com ele em uma doca de carregamento), o motorista também caminha para a traseira do reboque para destravar as portas basculantes do reboque, rodá-las de volta 270 graus, e (tipicamente) afixar cada porta na lateral do reboque. Com algumas variações de reboque, portas traseiras são enroladas para cima (em vez de osciladas), e/ou outra ação é adotada para permitir acesso à carga. Outras instalações, tais como sistemas de alerta de doca de carregamento, calços que impedem que reboques movimentem imprevisivelmente e mecanismos de trava de reboque na doca se baseiam na ativação e monitoramento humano para assegurar o funcionamento adequado e segurança. Preocupações de segurança similares existem quando caminhões e reboques estão manobrando de ré, já que eles apresentam um ponto cego substancial por causa de seu grande comprimento e grande largura e altura.
[004] Desafios adicionais em transporte rodoviário se referem a operações intermodais, onde tratores de terminais são usados para transportar contêineres entre várias modalidades de transporte. Mais particularmente, contêineres têm que ser movimentados entre vagões ferroviários e reboques em um pátio ferroviário em uma ordem e orientação particular (voltados de frente para trás, com portas na traseira). Similarmente, a ordem e orientação são uma preocupação em operações de estaleiro onde contêineres são removidos de um navio.
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[005] Uma ampla gama de soluções foi proposta durante ao longo dos anos para automatizar um ou mais dos processos citados, por meio disso reduzindo a mão-de-obra necessária pelo motorista. Entretanto, independentemente de até que ponto tais soluções tenham surgido na teoria, a indústria de transporte rodoviário ainda se baseia na(s) abordagem(ns) manual(s) supradescrita(s) para conectar e desconectar um reboque em/de um trator/cabina de caminhão.
[006] Com o advento de veículos autônomos, é desejável prover automação adicional de uma variedade de funções que eram providas manualmente por tradição ou conveniência razoável.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[007] Esta invenção supera desvantagens da técnica anterior provendo sistemas e métodos para conectar e desconectar reboques de cabinas de caminhão (tratores) que intensificam a automação geral do processo e reduzem a necessidade de intervenção humana no mesmo. Esses sistemas e métodos são particularmente desejáveis para uso em um ambiente de transporte rodoviário autônomo, tais como um pátio de expedição, porto, centro de fabricação, centro de distribuição e/ou complexo de armazenamento geral, onde o alcance operacional e rotas adotadas por veículos de transporte são limitadas e uma alta densidade é movimentada para dentro, para fora e em torno da instalação. Tais reboques tipicamente se originam e são despachados para localizações usando cabinas ou caminhões de longa distância (que podem ser potencializados por diesel, gasolina, gás comprimido de outros combustíveis baseados em combustão interna, e/ou eletricidade em um arranjo híbrido de carga a vela e/ou combustível/eletricidade). Cabinas ou caminhões na instalação (denominados “tratores de terminais”) podem ser potencializados por eletricidade ou uma outra fonte de combustível desejável (por exemplo, combustão interna) - que pode ser, mas sem se limitar a, combustível de queima limpa, em várias implementações.
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[008] A fim de facilitar operação substancialmente autônoma de tratores de terminais (aqui referidos como “veículo autônomo”, ou tratores de terminais “AV”), bem como outros caminhões AV e veículos de transporte, vários sistemas são automatizados. Os sistemas e métodos aqui abordam tal automação. A título de exemplo não limitante, a operação de engate, incluindo a conexão de serviço de freio/elétrico a um reboque pelo caminhão é automatizada. Adicionalmente, o destravamento e abertura das portas de reboque (por exemplo, articulação) são automáticos. A identificação de reboques em um pátio e navegação com relação a tais reboques é automatizada, e mecanismos e operações de segurança durante entrada e saída de um reboque na doca são automatizadas. O acesso ao caminhão por um usuário pode ser controlado, e testes de segurança podem ser feitos de uma maneira automatizada - incluindo, mas não se limitando a um teste de puxe que garante um engate seguro. Similarmente, a elevação da quinta roda e verificação que a estrutura de suporte do reboque no chão desengatou do chão é automática.
[009] Em uma modalidade, a conexão de pelo menos as linhas pneumáticas de freio de emergência é facilitada por uma estrutura de conexão interencaixante que consiste em uma estrutura de guia cônica ou afilada montada na cabina localizada na extremidade distal de um manipulador ou extensão e um conector de base localizado na face dianteira/parede do corpo do reboque tendo um receptáculo correspondente modelado e arranjado para centralizar e ficar em registro com a estrutura de guia da cabina de forma que, quando totalmente engatada, a conexão de ar entre a cabina e o reboque seja concluída e (pelo menos) os freios de emergência podem ser acionados por meio da pressão entregue pela cabina. Em uma modalidade adicional, a estrutura de guia montada na cabina pode ser adaptada para incluir um ou mais conectores elétricos que engatam para fechar o circuito de potência entre a cabina e o reboque. O arranjo de conexão pode também ser adaptado para
6 / 186 interconectar as linhas de freio de serviço entre a cabina e o reboque. A conexão no reboque pode ser provida usando uma placa de montagem que é afixada de forma removível (ou permanentemente) na frente do reboque quando ele entra na instalação usando (por exemplo) braçadeiras que engatam as fendas na base do reboque. Alternativamente, um tecido de interengate (por exemplo, gancho e laço, 3M Dual-Lock™, prendedores, folha ou botões magnéticos, etc., podem ser empregadas para prender de forma removível a chapa de conexão. A chapa inclui o conector de base e uma mangueira com um encaixe (por exemplo, um acoplamento de mangueira de ar) adaptado para engatar um encaixe de mangueira padrão no reboque.
[0010] Em uma outra modalidade, um braço pneumaticamente ou hidraulicamente extensível (telescópico) é afixado detrás da cabina do trator de terminal em um acionador linear que permite movimento lateral. Além do mais, um segundo pistão pneumático/hidráulico menor é afixado à base e o fundo do braço maior, permitindo que o braço levante e abaixe. Na extremidade do braço é um pivô vertical ou pulso (para alinhamento vertical) com um dispositivo de pega eletricamente acionado ou mão, que pode reter (e recuperar) um dispositivo de acoplamento que é desdobrado no reboque em um receptáculo de recebimento de formato correspondente. O dispositivo de acoplamento também tem uma (ou mais) mangueira(s) de ar montada(s) lateralmente que entregam a pressão de ar do trator de terminal para conexão ao reboque. Uma linha de potência integrada (e de comunicações) é pareada com a mangueira de ar, que permite acionamento de um colar (trava) em um encaixe de mangueira padrão ao par do dispositivo de acoplamento ao receptáculo de recebimento. Além do mais, a potência elétrica que é entregue por meio do dispositivo de acoplamento poderia também prover potência aos sistemas de reboque (como aqui descrito). A fim de assistir o alcance e alinhamento autônomo do braço, uma câmera e dispositivo de medição de distância laser são também montados no mecanismo de pega ou mão. Uma
7 / 186 vez que a mão entrega o dispositivo de acoplamento (com mangueira de ar e conexão elétrica associadas) ao receptáculo de recebimento e uma conexão de ar positiva é detectada, a liberação da pega é acionada e o acoplamento permanece com o receptáculo de recebimento, à medida que o braço é retraído para a cabina para efeitos de liberação do reboque. O receptáculo de recebimento no reboque pode ser montado em uma localização disponível preferida na face dianteira do reboque pelo uso de uma fita ou folha de tecido de interengate - tal como material de gancho e laço grau industrial e/ou prendedores refecháveis Dual-Lock™, ou similar (por exemplo, folhas magnéticas), tal como um dispositivo afixado de forma removível quando no lugar (ou permanentemente afixado). O receptáculo de recebimento é também marcado com um padrão de borda de identificação que o software de determinação de distância/localização associado pode usar para orientar o braço e alinhar o dispositivo de acoplamento.
[0011] Em uma outra modalidade, no lugar do braço extensível e pistão secundário, dois acionadores lineares adicionais são montados, em uma formação em cruz no acionador linear de base, que agora fica disposto na orientação ao longo do comprimento da armação do caminhão. Isso resulta na capacidade de os três acionadores lineares moverem, em comum acordo, nas dimensões dos eixos geométricos X, Y e Z ortogonais. O acionador linear que é montado em cruz no acionador linear vertical ainda retém o dispositivo de pega ou mão eletricamente acionado, como aqui descrito.
[0012] Um sistema e método para operação de um trator de terminal de veículo autônomo (AV) em um ambiente de pátio são providos. Um processador facilita o movimento autônomo do trator de terminal AV, substancialmente sem entradas de controle de usuário humano nos controles internos do caminhão, e conexão e desconexão de reboques no pátio. Uma pluralidade de sensores é interconectada com o processador que sensoreia o terreno e objetos no pátio e assiste a conectar e desconectar automaticamente
8 / 186 os reboques. Um servidor (e/ou sistema de gerenciamento de pátio (YMS)) é interconectado, de forma sem fio com o processador, e rastreia o movimento do trator de terminal AV em torno do pátio. Ele determina localizações para conexão e desconexão dos reboques. Ilustrativamente, um mecanismo de conexão conecta uma linha de serviço entre um dos reboques e o trator de terminal AV quando o trator de terminal AV e reboque são engatados (conectados) e desconecta a linha de serviço quando o trator de terminal AV e reboque não estão engatados (desconectados). A linha de serviço pode compreender pelo menos um dentre uma linha elétrica, uma linha pneumática de freio de emergência e uma linha pneumática de freio de serviço. O mecanismo de conexão pode incluir um manipulador robótico que une um conector no trator de terminal AV a um conector de recebimento no reboque. Também, o conector de recebimento pode compreender um receptáculo que é afixado de forma removível ao reboque com um conjunto de aperto ou um receptáculo que é afixado de forma removível ao reboque com um prendedor tipo tecido de interencaixe (ou outros tipos de mecanismos de fixação).
[0013] Ilustrativamente, o processador e o servidor comunicam com uma estação de porta para destrancar e abrir as portas traseiras do reboque quando adjacentes ao mesmo. A estação de porta pode incluir um mecanismo de aperto que mantém de forma removível as portas traseiras em uma posição aberta quando sai da estação de porta.
[0014] Em uma modalidade, o processador e o servidor podem comunicar com um sistema de segurança montado na doca que indica quando movimento do reboque para fora da doca é habilitado. O processador e o servidor por meio disso instruem o caminhão a mover quando indicado pelo sistema de segurança. O sistema de segurança pode compreender um semáforo multicores operacionalmente conectado com o servidor e o processador, e/ou o caminhão pode incluir um sensor que lê um estado do semáforo multicores. O sistema de segurança pode também (ou
9 / 186 alternativamente) compreender um mecanismo de trava que seletivamente engata uma porção do reboque quando movimento para fora da doca não é habilitado. O processador e o servidor podem comunicar com um processo de monitoramento de carga que determina intervalos ideais nos quais se carregam as baterias do caminhão, com base em pelo menos um dentre, para cada caminhão em um grupo monitorado, (a) o estado de carga atual do caminhão, (b) localização do caminhão, e (c) disponibilidade do caminhão para ser carregado, o processo de monitoramento de carga sendo arranjado para direcionar o servidor e o processador para retornar o caminhão para uma estação de carregamento para ser carregado. A estação de carregamento pode ser adaptada para permitir carregamento manual ou automático do caminhão, e o processo de monitoramento é adaptado para permitir que o retorno do caminhão seja instruído manualmente por um usuário, ou automaticamente, com base no estado de carga atual. O processo de monitoramento de carga pode comunicar com um usuário por meio de uma interface gráfica de usuário. Ilustrativamente, o processador pode comunicar com um processo de teste de puxe que, quando o caminhão é engatado no reboque, determina automaticamente se o reboque está engatado, mais particularmente aplicando potência motriz no caminhão e determinando a carga no caminhão por meio disso.
[0015] Em uma modalidade, o processador comunica com um conjunto de sensor que é direcionado para trás e é adaptado para sensorear um recurso em uma porção visível do reboque quando adjacente, ou engatado, no caminhão. O conjunto de sensor é interconectado com um processo de determinação de altura que computa pelo menos um dentre (a) uma altura do reboque, e (b) se a estrutura de suporte do reboque no chão está engatada ou desengatada do chão. O recurso pode compreender pelo menos um dentre um fiducial na face dianteira do reboque e uma borda em um corpo do reboque. Ilustrativamente, o fiducial compreende um código ID com informação
10 / 186 codificada no mesmo. Mais particularmente, o código ID pode compreender uma ARTag. O processo de determinação de altura pode ser operacionalmente conectado com uma quinta roda controlador de altura que levanta e abaixa a quinta roda em resposta a uma computação de pelo menos um dentre (a) e (b). Adicionalmente, a computação pode incluir uma determinação de um altura de reboque exigida para prover folga para uma localização predeterminada.
[0016] Em uma modalidade, um processo de autenticação pode comunicar com o servidor e o processador, que recebem dados de identificação de entrada de um usuário, e podem verificar, com base em informação armazenada, uma identidade e autorização do usuário para assumir o controle manual do caminhão a partir de um modo de direção autônoma. Uma interface pode ser provida no caminhão, na qual um usuário entra com pelo menos um dentre senhas, nomes de usuário, e informação biométrica. Se o processo de autenticação determinar que o usuário não está autorizado a assumir o controle manual, ele pode realizar pelo menos um dentre (a) alertar o servidor, (b) parar o caminhão e (c) retornar o caminhão para uma localização segura.
[0017] Em uma modalidade, um arranjo dole de roda é provido, que engata as rodas do reboque, e isola as rodas do chão, por meio disso permitindo rebocagem e movimento do reboque com relação ao caminhão. O arranjo dole de roda pode incluir freios de roda automáticos que respondem a sinais de frenagem do caminhão.
[0018] Em uma modalidade, um sistema e método para conectar automaticamente pelo menos uma linha de serviço em um caminhão a um reboque são providos. Um receptor no reboque é permanentemente ou temporariamente afixado ao mesmo. O receptor é interconectado com pelo menos um dentre uma linha pneumática e uma linha elétrica. Um acoplamento é manipulado por um efetor de extremidade de um manipulador
11 / 186 robótico para encontrar e engatar o receptor quando o reboque é posto em proximidade ou engatado com o caminhão. Um processador, em resposta a uma posição do receptor, move o manipulador para alinhar e engatar o acoplamento com o receptor de maneira a completar um circuito entre o caminhão e o reboque. O efetor de extremidade pode ser montado em pelo menos um dentre (a) uma armação estrutural que move ao longo de pelo menos dois eixos geométricos ortogonais e tendo um braço que se estende para trás, (b) um braço de robô de múltiplos graus de liberdade, e (c) um braço acionado por acionador linear com juntas pivôs para permitir extensão para trás e ajuste de altura simultâneos. O braço acionado por acionador linear pode ser montado em uma base lateralmente móvel no chassi do caminhão. Uma junta pivô afixada ao efetor de extremidade pode incluir um acionador rotatório para manter um ângulo predeterminado no acoplamento. O acoplamento pode incluir um encaixe tipo desconexão rápida acionado adaptado para seletivamente e de forma vedada prender a um conector no receptáculo. O encaixe tipo desconexão rápida acionado pode compreender um conjunto de solenoide magnético que seletivamente de forma deslizante abre e permite o fechamento do encaixe tipo desconexão rápida em resposta à aplicação de corrente elétrica ao mesmo. Um cabo tensionado pode ser afixado ao acoplamento e uma linha pneumática pode ser afixada ao sistema de freio do caminhão. O sistema de freio pode compreender pelo menos um dentre um freio de serviço e um freio de emergência. Uma conexão elétrica pode ser provida no acoplamento afixada ao sistema elétrico do caminhão. Ilustrativamente, o receptáculo é afixado de forma removível a uma face dianteira do reboque por pelo menos um dentre um material de tecido de interencaixe, prendedores, braçadeiras e ímãs.
[0019] Em uma modalidade, um kit de modernização para o reboque é provido, que inclui um conjunto de conector Y para pelo menos um dentre uma linha pneumática do reboque e uma linha elétrica do reboque, o conjunto
12 / 186 de conector Y conecta tanto a um conector de serviço convencional quanto ao receptor. O conjunto de conector Y pode ser operacionalmente conectado a um mecanismo de ventilação que seletivamente permite que um dentre o acoplamento e o conector de serviço convencional ventile. O conector de serviço convencional pode compreender um acoplamento de mangueira de ar.
[0020] Em uma modalidade, um sistema e método para abrir roboticamente portas basculantes traseiras de um reboque são providos. Uma armação estrutural é adaptada para receber, adjacente à mesma, uma traseira de reboque. Um membro na armação estrutural pode mover em uma pluralidade de graus de liberdade em relação à armação estrutural e reboque, e o membro pode incluir estruturas que são arranjadas para manipular um conjunto de fixação de porta no reboque. Um conjunto de abertura de porta engata e oscila as portas subsequentemente ao destravamento, e uma interface guia a armação estrutural e o conjunto de abertura de porta remotamente. Um conjunto de fixação de porta pode reter cada porta em uma orientação aberta após o reboque mover remotamente a partir da armação estrutural. Ilustrativamente, o conjunto de abertura de porta compreende pelo menos um dentre um conjunto de braço robótico e um conjunto de pilar que move de forma aproximadamente vertical a favor e contra engate com cada uma das portas, e move ao longo de um trajeto de uma posição fechada e a orientação aberta. Os pilares podem ser montados de forma móvel com relação a um piso fendilhado que permite que cada um dos pilares trilhe uma respectiva fenda, definindo o trajeto. Em uma modalidade, o conjunto de fixação de porta pode compreender um efetor de extremidade, operacionalmente conectado com a armação estrutural, que seletivamente aplica um grampo ou dispositivo tipo braçadeira sobre a porta e um lado do reboque por meio de uma borda traseira do mesmo na orientação aberta. A interface pode compreender um conjunto de sensor que vê a traseira do reboque e um processador que faz com que a armação estrutural mova em resposta a comandos de controle.
13 / 186 Ilustrativamente, o processador inclui pelo menos um dentre (a) um controle de interface homem-máquina (HMI) que permite um usuário mova a armação estrutural com base em realimentação recebida do conjunto de sensor, e (b) um processo de movimento autônomo que automaticamente move a armação estrutural com base em um padrão treinado em resposta ao conjunto de sensor. O conjunto de sensor pode também compreender um conjunto de câmera e o processo de movimento autônomo inclui um sistema de visão.
[0021] Em uma modalidade, um sistema e método para operar um caminhão em um pátio é provido. Um caminhão autônomo e reboque engatado responsivo a um processador interno e um servidor remoto é provido. Um sistema de segurança montado na doca indica quando movimento do reboque para fora da doca é habilitado. O processador e o servidor instruem o caminhão a mover quando indicado pelo sistema de segurança. O sistema de segurança compreende um semáforo multicores operacionalmente conectado com o servidor e o processador. O caminhão pode incluir um sensor que lê um estado do semáforo multicores. O sistema de segurança pode também compreender um mecanismo de trava que seletivamente engata uma porção do reboque quando movimento para fora da doca não é habilitado.
[0022] Em uma modalidade, um sistema e método para controlar o carregamento de um caminhão elétrico em uma instalação, em um grupo de caminhões, em que o(s) caminhão(ões) tem(êm) um processador interno, são providos. Um servidor remoto pode ser provido, em que tanto ambos (ou um de) do processador e do servidor comunicam com um processo de monitoramento de carga que determina intervalos ideais nos quais se carregam as baterias do caminhão com base em pelo menos um dentre, para cada caminhão em um grupo monitorado, (a) o estado de carga atual do caminhão, (b) localização do caminhão, e (c) disponibilidade do caminhão para ser carregado. O processo de monitoramento de carga é arranjado para
14 / 186 direcionar o servidor e o processador para retornar o caminhão para uma estação de carregamento para ser carregado. A estação de carregamento é adaptada para permitir carregamento manual ou automático do caminhão e o processo de monitoramento é adaptado para permitir que o retorno do caminhão seja instruído manualmente por um usuário ou automaticamente, com base no estado de carga atual. Ilustrativamente, o processo de monitoramento de carga comunica com um usuário por meio de uma interface gráfica de usuário.
[0023] Em uma modalidade, um sistema e método para operar um caminhão autônomo com relação a um reboque são providos. Um processador baseado em veículo comunica com um processo de teste de puxe que, quando o caminhão é engatado no reboque, determina automaticamente se o reboque está engatado aplicando potência motriz no caminhão e determinando a carga no caminhão por meio disso.
[0024] Em uma modalidade, um sistema e método para manobrar um reboque com relação a um caminhão são providos. Um processador comunica com um conjunto de sensor que é direcionado para trás no caminhão, e é adaptado para sensorear um recurso em uma porção visível do reboque quando adjacente, ou engatado, no caminhão. O conjunto de sensor é interconectado com um processo de determinação de altura que computa pelo menos um dentre (a) uma altura do reboque, e (b) se a estrutura de suporte do reboque no chão está engatada ou desengatada do chão. O recurso pode compreender pelo menos um dentre um fiducial na face dianteira do reboque e uma borda em um corpo do reboque. Mais particularmente, o fiducial pode compreender um código ID com informação codificada no mesmo e/ou uma ARTag. Ilustrativamente, o processo de determinação de altura pode ser operacionalmente conectado com um controlador de altura da quinta roda que levanta e abaixa a quinta roda em resposta a uma computação de pelo menos um dentre os itens (a) e (b) acima. A computação pode incluir uma
15 / 186 determinação de um altura de reboque exigida para prover folga para uma localização predeterminada.
[0025] Em uma modalidade, um sistema e método para controlar acesso por um usuário a um caminhão autônomo em uma instalação tendo um servidor são providos. Um processo de autenticação comunica com o servidor e um processador interno do caminhão, recebe dados de identificação de entrada de um usuário e verifica, com base em informação armazenada, uma identidade e autorização do usuário para assumir o controle manual do caminhão a partir de um modo de direção autônoma. Uma interface pode ser provida no caminhão, na qual um usuário entra com pelo menos um dentre senhas, nomes de usuário, e informação biométrica. Ilustrativamente, o processo de autenticação, se determinar que o usuário não está autorizado a assumir o controle manual, pode realizar pelo menos um dentre (a) alertar o servidor, (b) parar o caminhão e (c) retornar o caminhão para uma localização segura.
[0026] Em uma modalidade, um sistema e método para permitir movimento de um reboque em torno de uma instalação de uma maneira que é sem interconexão de conexões de serviço entre um caminhão e o reboque são providos. Um arranjo dole de roda engata e isola as rodas do reboque do chão, e permite o engate e movimento do reboque com relação ao caminhão. O arranjo dole de roda pode incluir freios de roda automáticos que respondem a sinais de frenagem do caminhão. Um suprimento de pressão de ar ou outra fonte de potência comutável (controlada por RF ou outros sinais do caminhão) é usado para operar freios e/ou luzes na roda dole.
[0027] Em uma modalidade, um sistema e método para reter portas basculantes abertas em um reboque inclui um dispositivo de braçadeira tipo grampo construído e arranjado para flexionar e aperta por atrito cada porta oscilante aberta contra um lado do reboque. O dispositivo de braçadeira reside sobre uma borda traseira da porta oscilante e o lado quando em uma
16 / 186 orientação fixa. O dispositivo de braçadeira pode definir um par de dentes, com uma lacuna entre os mesmos, unidos por uma base de conexão. O dispositivo de braçadeira pode ser adaptado para deslizar roboticamente ou manualmente sobre a borda traseira, e/ou a base de conexão pode incluir uma estrutura que é seletivamente engatada por um efetor de extremidade de um robô. Ilustrativamente, o dispositivo de braçadeira compreende um material flexível e define uma construção unitária entre os dentes e a base de conexão. A geometria dos dentes pode variar (por exemplo, definir uma curva, polígono ou outro formato) para facilitar a flexão, folga sobre as estruturas no lado da porta/reboque, e/ou intensificar a pega.
[0028] Em uma modalidade, um sistema e método para manobrar um reboque com um caminhão de uma maneira que é livre de conexões de serviço entre um sistema de freio pneumático do caminhão e um sistema de freio do reboque são providos. Um tubo de ar pressurizado é preso de forma removível ao reboque, e conectado ao sistema de freio do mesmo. O arranjo inclui uma válvula, em linha com o tubo, que é acionado com base em um sinal do caminhão para liberar o sistema de freio. Ilustrativamente, o caminhão é um caminhão autônomo, e o sinal é transmitido de forma sem fio por um controlador do caminhão. Mais particularmente, o caminhão pode ser um trator de terminal AV, e o tubo pode ser adaptado para ser afixado ao reboque mediante entrega do reboque a um pátio, por (por exemplo) um caminhão OTR.
[0029] Em uma modalidade, um sistema e método para identificar e orientar com relação a poços de contêiner em vagões ferroviários em um pátio compreende um escâner que escaneia vagões ferroviários, com base em movimento relativo entre os vagões ferroviários e o escâner, e compara as etiquetas com informação armazenada com relação aos vagões ferroviários. O escâner pode ser um escâner fixo e os vagões ferroviários passam em relação ao mesmo. As etiquetas podem ser etiquetas RFID, localizadas em pelo
17 / 186 menos um dentre uma frente ou traseira de cada um dos vagões ferroviários. Alternativamente, ou adicionalmente, o escâner pode ser parte de um sistema de percepção móvel com sensores que escaneiam os vagões ferroviários. Um processador pode ser arranjado para receber informação a respeito dos vagões ferroviários do sistema de percepção, e organizar localizações de estacionamento para reboques que transportam contêineres adjacentes aos vagões ferroviários, com base em localização e orientação dos poços. Ilustrativamente os reboques são movimentados por tratores de terminais de veículo autônomo (AV) sob controle de pelo menos um servidor de sistema. Em modalidades, um processador recebe informação a respeito dos vagões ferroviários do escâner e organiza localizações de estacionamento para reboques que transportam contêiner adjacentes aos vagões ferroviários com base em localização e orientação dos poços. Os reboques podem ser movimentados por tratores de terminais AV sob controle de pelo menos um servidor de sistema.
[0030] Em uma modalidade, um sistema e método para localizar um conector de acoplamento de mangueira de ar em uma face dianteira de um reboque compreende um sistema de sensoreamento grosseiro que adquire pelo menos um dentre uma imagem 2D e uma 3D da face dianteira, e busca recursos de imagem relacionados ao acoplamento de mangueira de ar. O sistema de sensoreamento grosseiro localiza recursos tendo uma textura ou cor diferente dos recursos de imagem circundantes após identificar bordas da face dianteira do reboque na imagem. O sistema de sensoreamento grosseiro pode incluir um sensor localizado em uma cabina ou chassi de um trator de terminal AV. Um sistema de sensoreamento fino, localizado em um efetor de extremidade de um manipulador fino, pode ser movimentado em uma operação de movimento grosseiro para uma localização adjacente a uma localização na face dianteira contendo recursos candidatos de acoplamento de mangueira de ar. O sistema de sensoreamento fino pode incluir uma
18 / 186 pluralidade de sensores de formação de imagem 2D e/ou 3D. O manipulador fino pode compreender um braço robótico de múltiplos eixos geométricos montado em um mecanismo de movimento grosseiro de múltiplos eixos geométricos. O mecanismo de movimento grosseiro pode compreender uma pluralidade de acionadores lineares montados no trator de terminal AV que movem o manipulador fino de uma localização neutra para a localização adjacente aos recursos candidatos de acoplamento de mangueira de ar. Ilustrativamente, o mecanismo de movimento grosseiro compreende uma plataforma articulada acionada por pistão montada no trator de terminal AV que move o manipulador fino de uma localização neutra para a localização adjacente aos recursos candidatos de acoplamento de mangueira de ar. O manipulador fino pode ser auxiliado com base em realimentação recebida do sistema de sensoreamento fino em relação ao acoplamento de mangueira de ar imageado por meio disso. Ilustrativamente, o sistema de sensoreamento fino localiza um recurso treinado no acoplamento de mangueira de ar para determinar a pose do mesmo. O recurso pode ser pelo menos um dentre a vedação do acoplamento de mangueira de ar anular, uma borda de contorno de um flange para prender o acoplamento de mangueira de ar, e uma etiqueta afixada ao acoplamento de mangueira de ar. A etiqueta pode incluir uma matriz fiducial que assiste na determinação da pose. A etiqueta pode ser localizada em um grampo afixado a um elemento saliente no acoplamento de mangueira de ar. O recurso pode incluir uma pluralidade de regiões de identificação em uma vedação de gaxeta do acoplamento de mangueira de ar.
[0031] Em uma modalidade, um sistema e método para afixar um conector de linha pneumática baseado em caminhão a um acoplamento de mangueira de ar em um reboque usando um manipulador com um efetor de extremidade que seletivamente engata e libera o conector incluem um conjunto de aperto que seletivamente sobrepõe uma vedação anular do acoplamento de mangueira de ar, e que aperta de forma vedada o conector na
19 / 186 vedação anular. O conjunto de aperto pode ser pelo menos um dentre uma braçadeira acionada e uma reivindicação carregada por mola. Ilustrativamente, a braçadeira carregada por mola fica normalmente fechada e é aberta por uma ação de pega do efetor de extremidade. A braçadeira acionada inclui um dentre (a) um par pivô de membros de aperto e (b) um membro de aperto deslizante.
[0032] Em uma modalidade, um sistema e método para afixar um conector de linha pneumática baseado em caminhão a um acoplamento de mangueira de ar em um reboque, usando um manipulador com um efetor de extremidade que seletivamente engata e libera o conector, inclui um membro de sonda contendo uma porta de pressão, que insere, e fica alojado em uma vedação anular do acoplamento de mangueira de ar com base em um movimento de colocação do efetor de extremidade. O membro de sonda pode compreender um dentre (a) um plugue frustocônico que é encaixado por pressão de forma liberável na vedação anular, e (b) um plugue inflável que seletivamente engata uma cavidade no acoplamento de mangueira de ar por baixo da vedação anular e é inflado para ficar preso na mesma. O plugue frustocônico inclui uma farpa circunferencial para auxiliar na retenção contra a vedação anular.
[0033] Em uma modalidade, um sistema e método para afixar um conector de linha pneumática baseado em caminhão a um acoplamento de mangueira de ar de reboque em um reboque, usando um manipulador com um efetor de extremidade que seletivamente engata e libera o conector, compreende um outro acoplamento de mangueira de ar que é preso ao acoplamento de mangueira de ar de reboque de uma maneira substancialmente convencional. O outro acoplamento de mangueira de ar inclui um encaixe de desconexão rápida (universal) que recebe seletivamente o conector do efetor de extremidade. Um encaixe de gênero oposto correspondente é carregado pelo efetor de extremidade para seletivamente
20 / 186 conectar e desconectar o encaixe universal.
[0034] Em uma modalidade, um sistema e método para assistir operações de ré em um reboque engatado em um caminhão autônomo compreende um veículo não tripulado que é desdobrado com relação a uma traseira do reboque e que forma imagens um espaço detrás do reboque antes e/ou durante um manobra de ré. O veículo não tripulado pode compreender pelo menos um dentre um veículo aéreo não tripulado (UAV), e um veículo terrestre não tripulado (UGV) que pode ser um veículo robótico tendo uma pluralidade de tipos de sensor no mesmo e que rastreia um perímetro do reboque para localizar uma traseira do mesmo. Ilustrativamente, os tipos de sensor podem incluir sensores que olham para frente e sensores que olham para cima. O UGV pode também ser adaptado para deslocar ao longo de um topo do teto do reboque. Um mecanismo de desdobramento no caminhão pode levantar o UGV de uma localização no caminhão, e colocar o UGV no teto. O UGV pode ser arranjado para deslocar com relação a um linha de centro do teto. O UGV inclui pelo menos um dentre esteiras e rodas que engata por atrito o teto.
[0035] Em uma modalidade, um sistema e método para assistir em operações de ré em um reboque, engatado em um caminhão autônomo, compreendem um conjunto de sensor de movimento montado em um trilho- guia linear. O trilho-guia é montado lateralmente em uma estrutura adjacente a uma área de estacionamento para os reboques serem recebidos. O conjunto de sensor provê/transmite dados de sensor relacionados a um espaço detrás do reboque, que é empregado por pelo menos um dentre um servidor de controle da instalação para o caminhão autônomo e um controlador interno do caminhão autônomo. O conjunto de sensor pode incluir pelo menos um dentre uma câmera de sistema de visão, LIDAR e radar, dentre outros tipos de sensor visual e espacial conhecidos. Ilustrativamente, o trilho-guia é montado com relação a uma doca de carregamento e/ou pode compreender pelo menos um
21 / 186 dentre um trilho, fio e trilho. O conjunto de sensor pode mover para uma localização na estrutura na qual o caminhão autônomo está operando, e o conjunto de sensor é construído e arranjado para prover os dados de sensor a uma pluralidade de caminhões autônomos quando andando de ré, respectivamente, nessa localização na estrutura.
[0036] Em uma modalidade, um sistema e método para transportar um reboque de longa distância (OTR) com um trator de terminal AV compreende um reboque dole dividido tendo uma frente, e um par de trilhos separados que se estendem para trás da frente. A frente inclui um engate de quinta roda para engatar o caminhão, e uma pluralidade de rodas traseiras localizadas em cada um dos trilhos adjacentes a uma traseira do reboque dole dividido. O reboque dole dividido, e suas rodas associadas, são interconectados com linhas elétricas e pneumáticas do trator de terminal AV para prover frenagem às rodas traseiras do dole e iluminação à traseira do dole. Um mecanismo de elevação é localizado com relação às rodas de forma que, quando o dole dividido é apoiado e engata o reboque OTR, os trilhos são levantados para remover as rodas do reboque OTR do chão. Consequentemente, o reboque OTR pode ser totalmente suportado e movimentado pelo dole dividido, que é semipermanentemente engatado no trator de terminal AV. Ilustrativamente, os trilhos são arranjados para mudar de comprimento para acomodar um comprimento predeterminado do reboque OTR.
[0037] Em uma outra modalidade, um sistema e método para transportar um reboque de longa distância (OTR) com um trator de terminal AV compreende um par de doles móveis autônomos cada um adaptado para engatar conjuntos de rodas em cada um dos respectivos lados opostos do reboque OTR. Os doles são adaptados cada um para levantar os conjuntos de rodas do reboque OTR para fora de contato com o chão, e prover frenagem e iluminação em resposta a sinais providos pelo trator de terminal AV.
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[0038] Em uma modalidade, um sistema e método para automaticamente aplicar um suporte de elevação estacionário a um reboque compreende uma base montada em uma superfície do chão e um mecanismo de rotação que roda um conjunto de suporte de elevação estacionário de uma orientação substancialmente nivelada com a superfície do chão para uma orientação vertical com sapatas de macaco confrontando uma base do reboque. Um par de membros de suporte de elevação estacionário telescópico move, na orientação vertical, de uma localização retraída por baixo do fundo do reboque para uma localização desdobrada que engata o fundo do reboque, e por meio disso suplementa e/ou substitui a estrutura de suporte no chão padrão do reboque.
[0039] Em uma modalidade, um sistema e método para calço automático de um reboque compreende um par de sapatas tendo um comprimento predeterminado que é maior que um comprimento de um conjunto de roda do reboque. As sapatas são presas ao chão e arranjadas/adaptadas para os conjuntos de rodas do reboque acionarem as mesmas. Um material inflável seletivamente infla para definir uma pluralidade de superfícies onduladas que encaixam as rodas dos conjuntos de rodas para resistir ao rolamento das rodas. O material inflável, ao contrário, permite livre rolamento das rodas quando esvaziadas. Ilustrativamente, o material inflável pode definir uma seção transversal serrilhada quando inflado, com uma série de dentes substancialmente triangulares.
[0040] Em uma modalidade, um sistema e método para calço automático de um reboque compreende um par de alojamentos de coletor tendo um comprimento predeterminado que é maior que um comprimento de um conjunto de rodas do reboque. Os alojamentos são adaptados para os conjuntos de rodas acionarem entre os mesmos com os alojamentos de coletor residindo ao longo de cada um dos respectivos lados opostos. Uma pluralidade de tubos infláveis lado a lado se estendem para dentro até um
23 / 186 adjacente dos conjuntos de rodas. Os tubos totalmente estendidos se projetam através das rodas dos conjuntos de rodas para resistir ao rolamento das mesmas.
[0041] Em uma modalidade, um sistema e método para calçar automaticamente um reboque compreende um trilho que reside por baixo do reboque; e um corrediço que move ao longo do trilho. Um conjunto de barra move seletivamente a favor e contra uma interferência com um conjunto de rodas do reboque quando o corrediço move o conjunto de barra ao longo do trilho em proximidade com o conjunto de rodas. O conjunto de barra pode incluir um par de extensões de barra que se estendem opostamente que seletivamente alongam o conjunto de barra de uma largura menor que uma largura interna entre os conjuntos de rodas e uma largura que é maior que a largura interna. Alternativamente, pelo menos um dentre o conjunto de barra e o corrediço inclui um mecanismo de rotação que roda a barra entre uma orientação alongada substancialmente paralela à trilho e uma orientação transversal que se estende através de um trajeto de deslocamento dos conjuntos de rodas.
[0042] Em uma modalidade, um sistema e método para transportar um reboque de longa distância (OTR) com um trator de terminal autônomo são providos. O sistema e método compreendem um sistema de ponte-rolante tendo uma armação estrutural com rodas em uma frente e traseira da mesma e tendo um mecanismo de elevação que é adaptado para ser apoiado no reboque com o mecanismo de elevação confrontando um lado de baixo do reboque. O mecanismo de elevação é construído e arranjado para levantar o lado de baixo de forma que o reboque fique desengatado do contato com uma superfície do chão. Um controle de acionamento direciona as rodas para mover e esterçar para alinhamento e engate com o reboque, e um sistema de freio e/ou iluminação opera com base em comandos de um controlador de sistema. Ilustrativamente, o controlador de sistema é parte de pelo menos um dentre
24 / 186 um trator de terminal automático que engata com relação a pelo menos um dentre a armação estrutural e o reboque quando levantado pelo mecanismo de elevação. O mecanismo de elevação pode se estender por todo o comprimento do reboque.
[0043] Em uma outra modalidade, um sistema e método para transportar um reboque de longa distância (OTR) com um caminhão autônomo compreende um dole móvel que é dimensionado e arranjado para ser desdobrado, e deslocar por baixo, um lado de baixo do reboque OTR, e residir entre conjuntos de rodas opostos adjacentes a uma traseira do reboque OTR. Elementos de aperto no dole engatam cada um dos conjuntos de rodas opostos e são adaptados para levantar os conjuntos de rodas para fora de contato com o chão, e prover frenagem e iluminação em resposta a sinais providos remotamente. Ilustrativamente, os sinais são providos por pelo menos um dentre um servidor de sistema e o caminhão autônomo. Uma amarra pode também ser provida, que seletivamente se estende de uma localização de anexação no caminhão autônomo até o dole. A amarra pode transportar pelo menos um dentre pressão pneumática e potência elétrica. Adicionalmente, o caminhão autônomo pode ser arranjado para prender o dole com relação a um chassi do mesmo quando o dole está em um estado não desdobrado.
[0044] Em uma outra modalidade, um sistema e método para transportar um reboque de longa distância (OTR) com um caminhão autônomo compreende um par de doles móveis autônomos, que são cada um adaptados para engatar conjuntos de rodas em cada um dos respectivos lados opostos do reboque OTR. Os doles são também adaptados cada um para levantar os conjuntos de rodas para fora de contato com o chão, e prover frenagem e iluminação em resposta a sinais providos pelo caminhão autônomo. Ilustrativamente, cada um dos doles inclui um processador interno e/ou fonte de alimentação para operação autônoma, e é desdobrado a partir de
25 / 186 uma localização remota. A localização remota pode ser pelo menos um dentre uma área de espera da instalação, uma localização em um chassi do caminhão autônomo e uma estação de carregamento. Os doles podem incluir sensores que permitem o movimento e alinhamento com relação ao reboque OTR e conjuntos de rodas, e podem prover sinais a um controlador. O controlador pode ser provido com relação a pelo menos um dentre o caminhão autônomo e um servidor de sistema. Uma amarra se estende seletivamente de uma localização de anexação no caminhão autônomo até pelo menos um dos doles. A amarra pode transportar pelo menos um dentre pressão pneumática e potência elétrica. O caminhão autônomo pode ser arranjado para prender o dole com relação a um chassi do mesmo quando o dole está em um estado não desdobrado.
[0045] Em uma outra modalidade, um sistema para transportar um reboque de longa distância (OTR) em um pátio compreende um tug robótico, que é adaptado para passar sob o reboque OTR quando ele é suportado na estrutura de suporte no chão do mesmo e engatar um pino mestre do reboque OTR. O tug inclui sensores que identificam e localizam o pino mestre e a estrutura de suporte no chão, e que provê sinais a um controlador associado com um servidor de sistema. O tug provê adicionalmente potência para movimento e um suporte verticalmente móvel que seletivamente levanta o pino mestre quando engatado ao mesmo. Ilustrativamente, o sistema e método compreendem adicionalmente pelo menos um dentre (a) um conjunto dole que engata conjuntos de rodas em cada um dos respectivos lados opostos do reboque OTR, em que o conjunto dole é adaptado para levantar os conjuntos de rodas para fora de contato com o chão e prover frenagem e iluminação em resposta a sinais que são coordenados com o movimento do tug robótico, e (b) um manipulador robótico montado com relação ao tug robótico que engata de forma removível pelo menos um dentre uma conexão de pressão de freio e uma conexão elétrica no reboque OTR, para dessa forma prover potência e
26 / 186 pressão pneumática de uma fonte associada com o tug robótico.
[0046] Em uma outra modalidade, um sistema e método para determinar um ângulo relativo de um reboque com relação a um caminhão em um relacionamento confrontante, em que o caminhão está tentando mover de ré para engatar o reboque são providos. Um dispositivo de sensoreamento espacial é localizado para ficar voltado para trás no caminhão, o dispositivo de sensoreamento orientado para sensorear o espaço por baixo do lado de baixo do reboque. Um processador identifica e analisa pontos de dados gerados pelo dispositivo de sensoreamento com relação a pelo menos um dentre pernas da estrutura de suporte do reboque no chão e conjuntos de rodas do reboque, e por meio disso determina o ângulo relativo. O dispositivo de sensoreamento pode compreender um dispositivo LIDAR de alta resolução que gera pontos, e grupos associados de pontos (por exemplo, nuvens de pontos 3D), usando anéis projetados de luz estruturada. O processador identifica grupos/nuvens de pontos, e compara os grupos de pontos com formatos e localizações previstos das pernas da estrutura de suporte no chão. Se uma das pernas da estrutura de suporte no chão estiver oculta, então o processador é adaptado para estimar uma localização da perna da estrutura de suporte no chão oculta para determinar o ângulo relativo. O processador é também adaptado para localizar e analisar um formato e posição dos conjuntos de rodas para pelo menos um dentre, (a) confirmar uma determinação do ângulo relativo com base nas pernas da estrutura de suporte no chão e (b) determinar o ângulo relativo independentemente onde a análise das pernas da estrutura de suporte no chão é indisponível ou inconclusiva. O processador pode ser arranjado para determinar uma localização de um pino mestre do reboque.
[0047] Em uma modalidade, um sistema e método para determinar uma localização relativa de um pino mestre de um reboque com relação a um caminhão em um relacionamento confrontante, em que o caminhão está
27 / 186 tentando mover de ré para engatar o reboque, são providos. Um dispositivo de sensoreamento espacial é localizado para ficar voltado para trás no caminhão. O dispositivo de sensoreamento é orientado para sensorear o espaço por baixo do lado de baixo do reboque. Um processador identifica e analisa pontos de dados (por exemplo, nuvens de pontos 3D) gerados pelo dispositivo de sensoreamento com relação a pelo menos dentre o pino mestre, pernas da estrutura de suporte do reboque no chão e conjuntos de rodas do reboque de maneira a, por meio disso, determinar a localização relativa do pino mestre. Ilustrativamente, o dispositivo de sensoreamento é um dispositivo LIDAR de alta resolução que gera os pontos/nuvens de ponto usando anéis projetados de luz estruturada. O processador identifica grupos/nuvens de pontos e compara os grupos/nuvens de pontos com formatos e localizações previstos do pino mestre e pernas da estrutura de suporte no chão. O processador pode ser arranjado para iterativamente formar imagens com o dispositivo LIDAR e localizar grupos de pontos que representam as localizações previstas. O processador por meio disso fornece localização relativa do pino mestre em resposta a um valor de confiança acima de um limiar predeterminado.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0048] A descrição da invenção a seguir se refere aos desenhos anexos, dos quais: a Fig. 1 é um diagrama mostrando uma vista aérea de uma instalação de expedição exemplificativa com localizações para armazenar, carregar e descarregar reboques usados em combinação com os arranjos de trator de terminal AV providos de acordo com um sistema e método para manobrar reboques em um pátio; a Fig. 2 é uma vista em perspectiva de um trator de terminal AV acionado por combustível para uso em associação com o sistema e método aqui; a Fig. 3 é uma vista em perspectiva traseira de um trator de
28 / 186 terminal AV acionado eletricamente para uso em associação com o sistema e método aqui, mostrando conexões de serviço (por exemplo, frenagem pneumática e elétrico) do mesmo; a Fig. 4 é uma vista em perspectiva traseira de um outro trator de terminal AV acionado eletricamente, mostrando uma quinta roda do chassi do caminhão levantada do mesmo; a Fig. 5 é uma vista em perspectiva lateral parcial de um trator de terminal AV e reboque engatados mostrando uma conexão pneumática que consiste em uma sonda montada no caminhão e um receptáculo montado no reboque de acordo com uma modalidade; a Fig. 6 é uma vista de topo parcial do trator de terminal AV e do reboque engatados da Fig. 5 mostrando o reboque virado em um ângulo com relação ao caminhão de forma que o receptáculo e a sonda ficam localizados remotos um do outro; a Fig. 7 é uma vista em perspectiva mais detalhada do arranjo de sonda e receptáculo da Fig. 5, mostrando a sonda guiada para dentro do receptáculo durante um processo de conexão; a Fig. 8 é uma vista lateral exposta do arranjo de sonda e receptáculo da Fig. 5 mostrando conexões pneumáticas exemplificativas para, por exemplo, o circuito de freio de emergência entre o trator de terminal AV e o reboque; a Fig. 8A é uma vista lateral exposta de um arranjo de sonda e receptáculo exemplificativo similar ao arranjo da Fig. 5, incluindo uma pluralidade de contatos elétricos para interconectar serviço elétrico entre o trator de terminal AV e o receptáculo quando o serviço pneumático é conectado; a Fig. 8B é uma vista em perspectiva explodida de um mecanismo de conexão de ar com colar de ativação para travar o conector fêmea (lado do caminhão/acoplamento) no conector macho (lado do
29 / 186 reboque/recebimento), de acordo com uma outra modalidade; as Figs. 8C-8E são seções transversais laterais do mecanismo da Fig. 8B mostrando um processo de conexão para a conexão e travamento do conector fêmea no conector macho, respectivamente, em um estado desconectado, conectado e travado; a Fig. 9 é uma vista lateral de um trator de terminal AV e reboque exemplificativo tendo uma sonda montada no caminhão e receptáculo montado no reboque para conectar (por exemplo) serviço de freio de emergência pneumático, no qual a sonda é montada em um conjunto de cabo tensionado e molinete para permitir o reboque curvar com relação ao caminhão, de acordo com uma modalidade; a Fig. 10 é uma seção transversal lateral mais detalhada do arranjo de sonda e receptáculo, incluindo conjunto de cabo e molinete da Fig. 9; a Fig. 11 é uma vista em perspectiva traseira de um trator de terminal AV e reboque em uma configuração engatada mostrando uma sonda montada no caminhão e o receptáculo montado no reboque para conectar (por exemplo) o serviço de freio de emergência pneumático, no qual a sonda é montada relativa a um conjunto de cabo tensionado e molinete adjacente para permitir o reboque curvar com relação ao caminhão, de acordo com uma modalidade; a Fig. 12 é uma seção transversal lateral mais detalhada do arranjo de sonda e receptáculo, incluindo conjunto de cabo e molinete da Fig. 11; a Fig. 13 é uma vista em perspectiva traseira parcial de um reboque tendo um receptor frustocônico para uma conexão pneumática para uso com um trator de terminal AV de acordo com uma modalidade; a Fig. 14 é uma vista em perspectiva mais detalhada do receptor cônico da Fig. 13 mostrando um conjunto de suporte interconectado
30 / 186 que permite fixação e desafixação seletiva do receptor do corpo do reboque; a Fig. 14A é uma vista em perspectiva de um receptáculo de recebimento ilustrativo com uma linha pneumática/mangueira de ar interconectada que conecta ao acoplamento de mangueira de ar existente da linha pneumática do reboque; a Fig. 15 é uma vista em perspectiva mostrando uma braçadeira móvel para permitir afixação e desafixação seletiva do suporte; a Fig. 16 é uma vista em perspectiva de base parcial do reboque da Fig. 13 mostrando a inserção do gancho ou pilar de extremidade de suporte em uma fenda no fundo do reboque; a Fig. 17 é uma vista em perspectiva de um sistema de conexão pneumática para um caminhão AV e reboque, mostrando receptor frustocônico ou receptáculo afixado a um reboque e um conjunto de sonda com um anel inflável para prender a sonda e receptáculo um no outro com uma vedação hermética a pressão; a Fig. 18 é uma vista frontal de uma chapa removível para montar um ou mais receptáculos para conexão de serviço pneumático e/ou elétrico em um reboque, incluindo um par de suportes tipo barra-braçadeira que engata uma fenda no fundo/lado de baixo do reboque, de acordo com uma modalidade; a Fig. 19 é uma vista lateral do conjunto de chapa e suporte da Fig. 18; a Fig. 20 é uma vista explodida do conjunto de chapa e suporte da Fig. 18; a Fig. 21 é uma vista em perspectiva de base de um reboque mostrando vários componentes operacionais do mesmo, incluindo um conjunto de chapa e suporte anexo com receptáculo, de acordo com a Fig. 18; a Fig. 22 é uma vista em perspectiva fragmentada mais detalhada do conjunto de chapa e suporte anexo mostrado na Fig. 21;
31 / 186 a Fig. 23 é uma vista em perspectiva traseira de topo de um conector de acoplamento de mangueira de ar modificado para uso na formação de conexões pneumáticas, de acordo com várias modalidades; a Fig. 24 é uma vista em perspectiva de base-frontal do acoplamento de mangueira de ar modificado da Fig. 23; a Fig. 25 é uma vista em perspectiva lateral do acoplamento de mangueira de ar modificado da Fig. 23, mostrado preso a um acoplamento de mangueira de ar convencional (por exemplo, na linha de freio de emergência de reboque) com a braçadeira de aperto móvel do mesmo engatada no topo do corpo do acoplamento de mangueira de ar convencional; a Fig. 26 é uma vista em perspectiva traseira de um trator de terminal AV mostrando um conjunto de braço de robô de múltiplos eixos geométricos para conectar um conector de pressão ou elétrico de caminhão a um receptáculo de reboque de acordo com uma modalidade; a Fig. 26A é uma vista em perspectiva fragmentada da traseira de um trator de terminal AV tendo um acionador linear de três eixos geométricos (triplo) adaptado para entregar um acoplador a um receptor de acordo com uma modalidade; a Fig. 27 é uma vista em perspectiva traseira de um trator de terminal AV mostrando uma armação estrutural robótica e conjunto de braço telescópico e efetor de extremidade para conectar um conector de pressão ou elétrico de caminhão a um receptáculo de reboque de acordo com uma modalidade; a Fig. 28 é uma vista lateral fragmentada de um chassi de caminhão mostrando um conjunto de braço robótico de múltiplos eixos geométricos e efetor de extremidade para conectar um conector de pressão ou elétrico de caminhão a um receptáculo de reboque de acordo com uma modalidade; a Fig. 28A é uma vista em perspectiva renderizada de um
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Manipulador robótico montado em trator de terminal AV, incluindo um mecanismo de entrega de braço/pulso/mão com linha pneumática do reboque interconectada (mangueira de ar) e dispositivo de acoplamento, de acordo com uma modalidade; a Fig. 28B é uma vista lateral fragmentada de um trator de terminal AV e reboque exemplificativo rebocado no mesmo, tendo o mecanismo de entrega de braço/pulso/mão da Fig. 28A, e um receptor correspondente montado no reboque; a Fig. 28C é uma vista lateral do mecanismo de entrega de braço/pulso/mão da Fig. 28A mostrado fazendo uma conexão ao receptor montado no reboque; a Fig. 29 é um diagrama de blocos mostrando procedimentos generalizados e componentes operacionais empregados no engate de um trator de terminal AV a um reboque, incluindo a conexão de uma ou mais linhas de serviço usando um manipulador robô de acordo com uma modalidade; a Fig. 30 é um diagrama de estação de porta para uso em abertura/fechamento de portas de reboque para uso no processo de carregamento/descarregamento no ambiente de pátio; a Fig. 30A é uma vista detalhada do mecanismo de aperto da Fig. 30, de acordo com uma modalidade ilustrativa; a Fig. 31 é uma vista em perspectiva de um robô de múltiplos braços exemplificativo para uso na estação de porta da Fig. 30; a Fig. 32 é uma vista em perspectiva fragmentada de uma traseira de reboque exemplificativa localizada adjacente a uma estação de porta que consiste em base do piso tendo pilares de abertura de porta retráteis e uma armação estrutural na qual o reboque se apoia, tenda porta mecanismos de destravamento e fixação de porta aberta que seletivamente engatam as portas traseiras articuladas do reboque; a Fig. 32A é uma vista em perspectiva explodida da estação de
33 / 186 porta da Fig. 32; a Fig. 32B é uma vista plana de uma braçadeira de fixação de porta exemplificativa que pode ser aplicada a um porta de reboque articulada aberta para mantê-la em tal posição durante trânsito e descarga para uso no mecanismo de fixação da porta aberta da Fig. 32; a Fig. 32C é uma vista em perspectiva da braçadeira de fixação de porta e mecanismo de pega associado do mecanismo de fixação de porta aberta da Fig. 32, mostrado pegando a braçadeira; a Fig. 32D é uma vista em perspectiva da braçadeira de fixação de porta e mecanismo de pega associado da Fig. 32C, mostrado a liberação da braçadeira; a Fig. 32E é uma vista em perspectiva fragmentada da traseira de reboque exemplificativa e estação de porta da Fig. 32 mostrando o mecanismo de fixação de porta aberta movendo para aplicar braçadeiras nas bordas das portas basculantes abertas, à medida que os pilares de abertura de porta são estendidos da base do piso para manter as portas na posição aberta articulada; a Fig. 32F é uma vista em perspectiva fragmentada da traseira de reboque exemplificativa e estação de porta da Fig. 32 mostrando o mecanismo de fixação de porta aberta aplicando braçadeiras nas bordas da porta basculante aberta, à medida que os pilares de abertura de porta retraem para a base do piso; a Fig. 32G é uma vista em perspectiva fragmentada da traseira de reboque exemplificativa e estação de porta da Fig. 32 mostrando o mecanismo de fixação de porta aberta movendo para fora das bordas das portas basculantes abertas, com as braçadeiras liberadas dos pegadores e prendendo as portas na posição aberta articulada; a Fig. 33 é uma vista em perspectiva traseira de um trator de terminal AV e reboque exemplificativo rebocado no mesmo, representando
34 / 186 uma combinação de câmera/sensor de distância montada na traseira do trator de terminal e usada para identificar e rastrear um recurso exclusivo no painel frontal do reboque; a Fig. 33A é um diagrama mostrando estágios de processamento de imagem usados para extrair recursos de rastreamento em quadros de imagem subsequentes durante a manobra de ré de um trator de terminal exemplificativo; a Fig. 33B é um diagrama mostrando imagens da traseira de um reboque indicando o deslocamento do recurso rastreado vertical na formação de imagem usada para estimar um diferencial de altura do reboque e, dessa forma, a altura da estrutura de suporte no chão da quinta roda em relação ao chão; a Fig. 34 é um diagrama mostrando uma pluralidade de frentes de reboque OTR lado a lado, e uma pluralidade associada de respectivas localizações para aplicação de números de identificação de reboque nas mesmas; a Fig. 34A é um diagrama mostrando uma pluralidade de AREtags exemplificativas discretas que podem ser colocadas no painel frontal de um reboque para simplificar a tarefa de reconhecer visualmente o reboque específico usando um sistema de visão de computador automático; a Fig. 34B é uma vista em perspectiva traseira de um trator de terminal AV mostrando cobertura de sensor montado para auxiliar na identificação de reboques na esquerda e direita do trator de terminal; a Fig. 34C é um fluxograma representado por uma sequência de quadros de imagem que representam um procedimento para processamento de sensor de maneira a extrair um número de identificação de reboque da frente de um reboque; a Fig. 35 é um representação esquemática de um sistema de sinal de doca de carregamento e unidade de sinal correspondente de acordo
35 / 186 com uma implementação da técnica anterior, caracterizando uma luz vermelha e uma luz verde para indicar se um reboque está seguro para descarregar e/ou ser rebocado, ou se a doca está aberta ou fechada; a Fig. 36 é uma representação esquemática de um sistema de sinal de doca de carregamento com sistema eletrônico de comunicação de doca adicionado por meio de chicote de fiação para permitir o uso em um ambiente de caminhão autônomo, de acordo com uma modalidade; a Fig. 37 é uma representação esquemática de um sistema de sinal de doca com uma unidades de sinal de doca customizado/propósito incorporado tendo capacidades adicionais para interoperar com sistemas de autonomia de um ambiente de caminhão autônomo, de acordo com uma modalidade; a Fig. 38 é um diagrama mostrando um sistema e método usando uma câmera montada em pátio-trator AV ou sensor equivalente para detectar e reportar o estado de uma unidade de sinal como descrito (por exemplo) na Fig. 35, de acordo com uma modalidade; a Fig. 39 é um diagrama de blocos mostrando um sistema de computador exemplificativo para uso em um ambiente de trator de terminal AV elétrico tendo um processo/processador de gerenciamento e programação de carregamento e uma interface de usuário associada para entrar com de períodos de tempo de carregamento desejados; a Fig. 40 é um fluxograma de um procedimento de teste de puxe exemplificativo para uso com um caminhão autônomo para verificar as conexões eletrônicas adequadas ao mesmo; a Fig. 40A é um fluxograma de um procedimento de teste de puxe simples exemplificativo para uso como parte de um procedimento de teste de puxe múltiplo para verificar as conexões eletrônicas adequadas de um reboque; a Fig. 40B é um fluxograma de um procedimento de teste de
36 / 186 puxe múltiplo exemplificativo incorporando o uso repetido do procedimento de teste de puxe simples da Fig. 40A para verificar as conexões eletrônicas adequadas de um reboque; a Fig. 41 é um fluxograma de um procedimento de mudança de modo exemplificativo para ter acesso a sistemas operação do motorista pelo modo autônomo; a Fig. 42 é uma vista de topo esquemática de um vagão ferroviário exemplificativo tendo marcadores RFID para uso na determinação de localizações de poço em um ambiente de trator de terminal autônomo de acordo com uma modalidade; a Fig. 43 é uma vista de topo esquemática mostrando um trem tendo uma pluralidade de vagões ferroviários com marcadores RFID para uso com um sistema de varredura ou percepção móvel baseado em pátio que localiza posições de poço e por meio disso ordenando; a Fig. 44 é uma vista de topo esquemática de um trem estacionado e uma pluralidade de localizações de reboque associadas de estacionamento identificado e organizado pelo sistema de sensoreamento e/ou percepção da Fig. 43; a Fig. 44A é um fluxograma de um procedimento para usar o sistema de sensoreamento da Fig. 43 para determinar ordem de poço de vagão ferroviário e localizações de estacionamento de reboque de acordo com uma modalidade; a Fig. 44B é um fluxograma de um procedimento para usar o sistema de percepção da Fig. 43 para determinar ordem de poço de vagão ferroviário e localizações de estacionamento de reboque de acordo com uma modalidade; a Fig. 45 é um diagrama mostrando a face dianteira de um reboque mostrando a localização provável de conexões de acoplamento de mangueira de ar de freio pneumático e um painel associado para uso em
37 / 186 determinação de localização grosseira por um conjunto de sensoreamento grosseiro provido em um caminhão autônomo de acordo com uma modalidade; a Fig. 46 é um diagrama mostrando um conjunto de sensoreamento de localização grosseira montado em caminhão autônomo detectando as características da face dianteira de um reboque adjacente de maneira a tentar localizar o painel de acoplamento de mangueira de ar do mesmo; a Fig. 47 é um diagrama mostrando a(s) imagem(ns) adquirida(s) gerada(s) pelo conjunto de sensoreamento da Fig. 46 e as regiões no mesmo usadas para localizar o painel de acoplamento de mangueira de ar; a Fig. 48 é um diagrama de um reboque engatado em um chassi de caminhão autônomo, mostrando um efetor de extremidade de posição fina montado no chassi de um caminhão autônomo no geral de acordo com a Fig. 46, tendo um conjunto de sensoreamento fino localizado com relação ao efetor de extremidade para guiá-lo para o acoplamento de mangueira de ar do reboque; a Fig, 49 é um conjunto de posicionamento grosseiro de múltiplos eixos geométricos (por exemplo, três eixos geométricos) montado em um chassi de caminhão autônomo para movimentar um manipulador de braço robótico e efetor de extremidade associado de maneira a localizar o efetor de extremidade e um conector de acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão carregado adjacente a um painel de acoplamento de mangueira de ar de reboque localizado pelo sistema de detecção grosseiro; a Fig. 50 é um diagrama de uma imagem de um acoplamento de mangueira de ar de reboque usado pelo sistema de sensoreamento fino para determinar pose para uso para servir um efetor de extremidade de manipulador robótico e conector de acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão associado para engate com o acoplamento de mangueira de ar
38 / 186 de reboque; a Fig. 50A é uma vista em perspectiva de uma gaxeta de acoplamento de mangueira de ar exemplificativa com recursos para intensificar identificação, localização e pose autônoma da gaxeta de acoplamento de mangueira de ar; a Fig. 51 é um diagrama de um acoplamento de mangueira de ar de reboque convencional representando a borda exclusiva de um flange usado para identificar a pose do acoplamento de mangueira de ar pelo conjunto de sensoreamento de manipulador de caminhão autônomo; a Fig. 52 é um diagrama de um acoplamento de mangueira de ar convencional provido com uma etiqueta exclusiva usada para identificar a pose do acoplamento de mangueira de ar pelo conjunto de sensoreamento de manipulador de caminhão autônomo; a Fig. 53 é um diagrama de um identificador baseado em fiducial exclusivo que pode ser aplicado à superfície da etiqueta da Fig. 52; a Fig. 54 é um diagrama de um reboque engatado em um chassi de caminhão autônomo, mostrando um sistema de manipulação grosseira de múltiplos eixos geométricos que carrega o braço robótico de manipulador fino de acordo com uma modalidade; a Fig. 55 é uma vista de topo do reboque e o caminhão autônomo da Fig. 54, mostrando o reboque em um ângulo pivô em seu engate, no qual o sistema de manipulação grosseira está localizando o manipulador fino de maneira que seu efetor de extremidade possa atingir o painel de acoplamento de mangueira de ar de reboque; a Fig. 56 é uma vista de topo do reboque e o caminhão autônomo da Fig. 54, mostrando o reboque em um outro ângulo pivô oposto em relação à Fig. 55, no qual o sistema de manipulação grosseira está localizando o manipulador fino de maneira que seu efetor de extremidade possa atingir o painel de acoplamento de mangueira de ar de reboque;
39 / 186 a Fig. 57 é uma vista lateral de um reboque engatado em um chassi de caminhão autônomo, mostrando um sistema de manipulação grosseira de múltiplos eixos geométricos que carrega o braço robótico de manipulador fino, em que o sistema de manipulador é montado em uma plataforma articulada acionada por pistão em uma orientação acondicionada no chassi do caminhão, de acordo com uma outra modalidade; a Fig. 58 é uma vista lateral do reboque e o caminhão autônomo da Fig. 57, mostrando a plataforma articulada acionada por pistão em uma orientação desdobrada no chassi do caminhão; a Fig. 59 é uma vista em perspectiva de um conjunto de braço robótico de manipulação fina de múltiplos eixos geométricos (por exemplo, 6 eixos geométricos) e efetor de extremidade associado para uso na manipulação de um conector de acoplamento de mangueira de ar de reboque baseado em caminhão de acordo com várias modalidades aqui; a Fig. 60 é uma vista lateral fragmentada de uma conexão de acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão empregando uma ação de aperto em resposta a um acionador associado, mostrado em uma orientação aberta com relação a um acoplamento de mangueira de ar de reboque; a Fig. 60A é uma vista lateral fragmentada da conexão de acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão da Fig. 60, mostrado em uma orientação fechada/engatada com relação ao acoplamento de mangueira de ar de reboque; a Fig. 61 é uma vista lateral fragmentada de uma conexão de acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão empregando uma ação tipo grampo carregada por mola em resposta ao movimento do efetor de extremidade do manipulador, mostrado em uma orientação aberta com relação a um acoplamento de mangueira de ar de reboque; a Fig. 61A é uma vista lateral fragmentada da conexão de acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão da Fig. 61, mostrado
40 / 186 em uma orientação fechada/engatada com relação ao acoplamento de mangueira de ar de reboque; a Fig. 62 é uma vista em perspectiva fragmentada de uma conexão de acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão empregando uma ação de conexão de encaixe de pressão, mostrada em uma orientação engatada/conectada com relação a um acoplamento de mangueira de ar de reboque; a Fig. 62A é uma seção transversal feita ao longo da linha 62A-62A da Fig. 62; a Fig. 63 é uma vista em perspectiva seccional transversal de uma conexão de acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão empregando uma conexão tipo plugue inflável, mostrada em uma orientação engatada/conectada com relação a um acoplamento de mangueira de ar de reboque, por meio do que o manipulador acessa o interconector por meio de uma conexão baseada em caminhão apropriada e efetor de extremidade; a Fig. 64 é uma vista em perspectiva de uma conexão de acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão empregando um conector intercambiável industrial no mesmo para fixação semipermanente do acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão (usando técnicas de fixação rotacional convencional) a um acoplamento de mangueira de ar de reboque; a Fig. 65 é uma vista lateral fragmentada de uma conexão de acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão empregando uma ação de aperto com um acionador linear integrado com o conector de caminhão, mostrado em uma orientação aberta com relação a um acoplamento de mangueira de ar de reboque; a Fig. 66 é uma vista lateral fragmentada da conexão de acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão da Fig. 65, mostrada em uma orientação fechada/engatada com relação ao acoplamento de
41 / 186 mangueira de ar de reboque; as Figs. 67 e 67A mostram um fluxograma de um procedimento para realizar uma conexão de acoplamento de mangueira de ar (ou similar) entre um caminhão autônomo e um reboque usando um sistema de sensoreamento e manipulação grosseira e fino de acordo com as várias modalidades aqui; a Fig. 68 é uma vista em perspectiva fragmentada da traseira de um reboque mostrando um veículo aéreo não tripulado (UAV) e veículo terrestre não tripulado (UGV) sob controle de um servidor de sistema de caminhão autônomo e/ou instalação, varrendo e formando imagem de uma área traseira do veículo para uso (por exemplo) em operações de marcha a ré, de acordo com uma modalidade; a Fig. 69 é uma vista em perspectiva fragmentada de um caminhão autônomo e reboque engatado no mesmo mostrando um mecanismo de desdobramento e UGV associado engatando a extremidade dianteira do teto do reboque, de acordo com uma modalidade; a Fig. 70 é uma vista em perspectiva fragmentada do reboque e UGV da Fig. 69 mostrando o UGV adquirindo dados de sensor da traseira do teto do reboque; a Fig. 71 é uma vista em perspectiva de um reboque dole dividido rebocado a um caminhão autônomo para uso em recebendo e transportando um reboque OTR de uma maneira que pode ser livre de conexões elétricas ou pneumáticas entre o reboque OTR e o caminhão, já que tais funções são providas pelo reboque dole dividido, além do sensoreamento de ré, de acordo com uma modalidade; a Fig. 72 é uma vista em perspectiva do reboque dole dividido e reboque OTR da Fig. 71, mostrados em uma orientação engatada para transporte pelo caminhão autônomo; a Fig. 73 é uma vista em perspectiva fragmentada de um dole
42 / 186 autônomo, que é um de um par, para uso no engate dos conjuntos de rodas em cada lado de um reboque OTR para permitir que ele seja transportado livre de contato com o chão por um caminhão autônomo, os doles provendo frenagem, iluminação e sensoreamento traseiro, preparando para engatar e levantar o conjunto de rodas de acordo com uma modalidade; a Fig. 74 é uma vista em perspectiva fragmentada do dole autônomo e reboque OTR da Fig. 73, mostrados em uma orientação engatada com o conjunto de rodas levantado; a Fig 74A é uma vista lateral de um único dole robótico amarrado para levantar os conjuntos de rodas traseiras de um reboque exemplificativo em combinação com um trator de terminal autônomo, de maneira a evitar a exigência de conectar as linhas pneumáticas de freio e/ou conexões elétricas do trator de terminal, mostrado preparando para engatar o reboque, de acordo com uma modalidade; a Fig 74B é uma vista de topo do dole e uma vista de topo exposta do reboque adjacente da Fig. 74A, mostrando localizações de rodas e eixos de rodas das mesmas; a Fig. 74C é uma vista de topo exposta do reboque das Figs. 74A e 74B, mostrando o dole engatado com as rodas do reboque de maneira a levantá-las do chão; a Fig. 74D é uma vista em perspectiva de um dole de um par de doles, mostrado o engate de um conjunto de rodas em um respectivo lado do reboque exemplificativo, de acordo com uma modalidade; a Fig. 74E é uma vista lateral de um sistema robótico de ponte- rolante para levantar todo o lado de baixo de um reboque exemplificativo em combinação com um trator de terminal autônomo (não mostrado), ou como uma unidade de transporte autônoma independente, de maneira a evitar a exigência de conectar as linhas pneumáticas de freio e/ou conexões elétricas do trator de terminal, mostrado preparando para engatar o reboque, de acordo
43 / 186 com uma modalidade; a Fig. 74F é uma vista lateral do sistema robótico de ponte- rolante e reboque exemplificativo da Fig. 74E, mostrado engatado e antes da elevação; a Fig. 74G é uma vista lateral do sistema robótico de ponte- rolante e reboque exemplificativo da Fig. 74E, mostrado engatado e levantando o reboque do chão para transporte; a Fig. 74H é uma vista lateral de um veículo de tug robótico para levantar o pino mestre dianteiro de um reboque exemplificativo, e um braço robótico no veículo tug que provê conexões entre as linhas pneumáticas de freio e/ou conexões elétricas de veículo tug e reboque, mostrado preparando para engatar o reboque, de acordo com uma modalidade; a Fig. 74I é uma vista lateral do veículo tug e reboque da Fig. 74H em alinhamento, preparando para engatar e levantar o pino mestre; a Fig. 74J é uma vista lateral do veículo tug e do reboque das Figs. 74H e 74I, em que um pilar vertical engatou e levantou o pino mestre, e o braço robótico engatou uma conexão de acoplamento de mangueira de ar no reboque para prover potência pneumática de freio e/ou eletricidade; a Fig 74K é uma vista lateral de um veículo de tug robótico para levantar o pino mestre dianteiro de um reboque exemplificativo, e um conjunto dole separado que levanta as rodas traseiras para evitar uma exigência de conexões entre as linhas pneumáticas de freio e/ou conexões elétricas de veículo tug e reboque, mostrado preparando para engatar o reboque, de acordo com uma modalidade; a Fig. 74L é uma vista lateral do veículo tug e reboque da Fig. 74K em alinhamento, preparando para engatar e levantar o pino mestre; a Fig. 74M é uma vista lateral do veículo tug e do reboque das Figs. 74K e 74L, em que um pilar vertical engatou e levantou o pino mestre, e o conjunto dole permite livre movimento da traseira do reboque com
44 / 186 frenagem e iluminação associadas providas pelo conjunto dole; a Fig. 74N é uma vista em perspectiva de um reboque dole dividido com um tug integrado; a Fig. 75 é uma vista em perspectiva fragmentada de um sistema de sensoreamento móvel montado na instalação para prover imagens da traseira de um reboque, tipicamente rebocado por um caminhão autônomo, de acordo com uma modalidade; a Fig. 76 é uma vista em perspectiva fragmentada de um reboque e estrutura de suporte no chão associada localizada adjacente a um suporte de elevação estacionário de desdobramento automático, mostrado em uma posição retraída, nivelada com o chão, de acordo com uma modalidade; a Fig. 77 é uma vista em perspectiva fragmentada do reboque e estrutura de suporte no chão associada localizada adjacente ao suporte de elevação estacionário de desdobramento automático da Fig. 76, mostrado em um posição desdobrada com sapatas confrontando a base do reboque; a Fig. 78 é uma vista em perspectiva fragmentada do reboque e estrutura de suporte no chão associada localizada adjacente ao suporte de elevação estacionário de desdobramento automático da Fig. 76, mostrado em um posição engatada com sapatas se apoiando, e suportando a base do reboque; a Fig. 79 é uma vista em perspectiva fragmentada de um reboque e conjunto de rodas associado estacionado em um coxim de apoio automático serrilhado inflável, mostrado em uma condição não desdobrada esvaziada, de acordo com uma modalidade; a Fig. 80 é uma vista em perspectiva fragmentada do reboque e conjunto de rodas associado da Fig. 79 em que o coxim de apoio automático está em uma condição desdobrada inflada com dentes de serra engatando e restringindo o movimento dos conjuntos de rodas; a Fig. 81 é uma vista em perspectiva fragmentada de um
45 / 186 reboque e conjunto de rodas associado estacionado adjacente a um coletor que desdobra uma pluralidade de tubos infláveis que se estendem para dentro para prover um conjunto de calço automático, mostrado em uma condição não desdobrada esvaziada, de acordo com uma modalidade; a Fig. 82 é uma vista em perspectiva fragmentada do reboque e conjunto de rodas associado da Fig. 81 em que o conjunto de calço automático está em uma condição desdobrada inflada com tubos engatando e restringindo os conjuntos de rodas contra movimento; a Fig. 83 é uma vista em perspectiva fragmentada de um reboque e conjunto de rodas associado estacionado em um conjunto de calço automático que usa um trilho de linha de centro com um tubo/barra transversal deslizante tendo extensões de tubo/barra retráteis opostos retráteis, mostrados em uma condição não desdobrada, de acordo com uma modalidade; a Fig. 84 é uma vista em perspectiva fragmentada do reboque e conjunto de rodas associado, com as extensões de tubo/barra opostas do conjunto de calço automático da Fig. 83 em uma condição desdobrada estendida, preparado para engatar os conjuntos de rodas; a Fig. 85 é uma vista em perspectiva fragmentada do reboque e conjunto de rodas associado, com as extensões de tubo/barra desdobradas do conjunto de calço automático da Fig. 83 deslizadas para engate com o conjunto de rodas para impedir o seu movimento; a Fig. 86 é uma vista em perspectiva fragmentada de um reboque e conjunto de rodas associado estacionado no conjunto de calço automático que usa um trilho de linha de centro com um tubo/barra transversal deslizante tendo um mecanismo pivô no corrediço para rodar a barra entre uma orientação não desdobrada, paralela à trilho, e uma orientação desdobrada transversal à trilho, mostrado na orientação não desdobrada, de acordo com uma modalidade;
46 / 186 a Fig. 87 é uma vista em perspectiva fragmentada do reboque e conjunto de rodas associado, com o tubo/barra do conjunto de calço automático da Fig. 86 em uma orientação desdobrada rotacionada, preparado para engatar os conjuntos de rodas; a Fig. 88 é uma vista em perspectiva fragmentada do reboque e conjunto de rodas associado, com o tubo/barra desdobrado do conjunto de calço automático da Fig. 87 deslizado para engate com o conjunto de rodas para impedir o seu movimento; a Fig. 89 é uma vista lateral de um caminhão autônomo e reboque (por exemplo pátio), arranjados para permitir engate dos mesmos usando um dispositivo LIDAR de alta resolução montado na traseira do caminhão e processo/processador associado que localiza e determina o ângulo relativo do reboque (linha de centro) com relação ao caminhão; a Fig. 90 é uma vista de topo do arranjo de caminhão e reboque da Fig. 89 mostrando localizações de estrutura de suporte do reboque no chão e conjuntos de rodas com relação ao padrão de feixe do dispositivo LIDAR montado na traseira; a Fig. 91 é uma vista de topo da área do reboque varrida pelo dispositivo LIDAR das Figs. 89 e 90, mostrando grupos de pontos representativos de pernas da estrutura de suporte no chão e rodas, usados na determinação ângulo de reboque relativo; a Fig. 92 é uma vista de topo do arranjo de caminhão e reboque das Figs. 89 e 90 sendo escaneado pelos feixes do dispositivo LIDAR onde a linha de centro do reboque é orientada em um ângulo aproximadamente reto com o eixo geométrico central da linha de centro do cone de feixe/caminhão, em que uma perna da estrutura de suporte do reboque no chão está oculta; a Fig. 93 é uma vista lateral de um caminhão autônomo (por exemplo, de pátio) e reboque, arranjados para permitir engate dos mesmos
47 / 186 usando um dispositivo LIDAR de alta resolução montado na traseira do caminhão e processo/processador associado que localiza e determina a posição do pino mestre do reboque usado para engatar na quinta roda do caminhão; a Fig. 94 é uma vista de topo do arranjo de caminhão e reboque da Fig. 93 mostrando localizações de pino mestre do reboque, estrutura de suporte no chão e conjuntos de rodas com relação ao padrão de feixe do dispositivo LIDAR montado na traseira; a Fig. 95 é uma vista de topo da área varrida pelo dispositivo LIDAR do reboque das Figs. 93 e 94, mostrando grupos de pontos representativos do pino mestre e pernas da estrutura de suporte no chão, usados na determinação da posição do pino mestre no espaço coordenado de veículo/navegação; e a Fig. 96 é um fluxograma mostrando um procedimento para identificar e determinar a posição do pino mestre do reboque usando o dispositivo LIDAR de acordo com as Figs. 93-95.
DESCRIÇÃO DETALHADA I. Revisão
[0049] A Fig. 1 mostra uma vista aérea de uma instalação de expedição exemplificativa 100, na qual caminhões de longa distância (OTR) (reboques tratores) entregam mercadorias carregadas em reboques de localizações remotas e recuperam reboques para retorno a tais localizações (ou em algum lugar - tal como um depósito de armazenamento). Em um procedimento operacional padrão, o transportador OTR chega com um reboque em uma guarita de vigilância do destino (ou ponto de verificação de entrada da instalação similar) 110. O guarda/atendente entra com informação do reboque (número do reboque ou informação embutida na varredura do código QR (ID) já no sistema, que tipicamente incluiria: localização de conexão de fabricante/modelo/ano do reboque, etc.) no sistema de software da
48 / 186 instalação, que é parte de um servidor ou outro sistema de computação 120, localizada externamente, ou total ou parcialmente no complexo da construção da instalação 122 e 124. O complexo 122, 124 inclui docas de carregamento do perímetro (localizadas em um ou mais lados da construção), portais e portas de carga associados (tipicamente elevados), e armazenamento de piso, todos arranjados de uma maneira familiar aos versados na técnica de transporte, logística, e similares.
[0050] Por meio de um exemplo operacional simplificado, após a chegada do caminhão OTR, o guarda/atendente então direcionaria o motorista para entregar o reboque em um espaço de estacionamento enumerado específico em uma área de concentração designada 130 - mostrada aqui contendo um grande arranjo de reboques estacionados lado a lado 132, arranjados da maneira apropriada para o esquema geral da instalação. Os dados do reboque e estado estacionado são geralmente atualizados no sistema de gerenciamento de pátio integrado da empresa (YMS), que pode residir no servidor 120 ou em algum lugar.
[0051] Uma vez que o motorista tenha soltado o reboque no espaço de estacionamento designado da área de concentração 130, ele desconecta a linha de serviços e assegura que os conectores estejam em uma posição acessível (isto é, ajustável/vedável). Se o reboque for equipado com portas basculantes, isso pode também prover uma oportunidade para o motorista destrancar e prender as portas do reboque na posição aberta, se direcionado pelo pessoal do pátio para assim proceder.
[0052] Em algum momento depois, o reboque (isto é, carregado) na área de concentração 130 é engatado a um trator de terminal/trator, que, no presente pedido, é arranjado como um veículo autônomo (AV). Dessa forma, quando o reboque é designado para ser descarregado, o trator de terminal AV é despachado para seu espaço de estacionamento demarcado a fim de recuperar o reboque. À medida que o trator de terminal é manobrado de ré no
49 / 186 reboque, ele usa uma ou múltiplas câmeras montadas (por exemplo, baseadas em sensor de imagem de escala cinza 2D ou pixel a cores padrão ou customizado) (e/ou outros sensores associados (tipicamente determinação de alcance/3D), tal(is) como receptor(es) de CPS, radar, LiDAR, visão estéreo, câmeras durante tempo de execução, telêmetros ultrassônicos/a laser, etc.) para auxiliar em: (i) confirmar a identidade do reboque através de leitura do número do reboque ou varredura de um QR, barra, ou outro tipo de identificador codificado; (ii) Alinhar os conectores de caminhão com os receptáculos de reboque correspondentes. Tais conectores incluem, mas sem se limitar, a quinta (5a) roda da cabina no pino mestre do reboque, linhas pneumáticas, e condutores elétricos. Opcionalmente, durante o período de elevação e alinhamento inicial do trator de terminal AV ao reboque, as câmeras montadas no trator de terminal podem também ser usadas para realizar uma inspeção de reboque, tal como verificação de dano, confirmação dos níveis de inflagem do pneu, e verificação de outros critérios de segurança.
[0053] O reboque engatado é rebocado pelo trator de terminal AV para uma área de descarga 140 da instalação 100. Ele é manobrado de ré em uma baia de carregamento nessa área, e a traseira aberta é levada para proximidade íntima com o portal e portas de carga da instalação. Técnicas manuais e automáticas são então empregadas para descarregar a carga do reboque para colocação na instalação 100. Durante descarregamento, o trator de terminal AV pode permanecer engatado no reboque ou pode ser desengatado de forma que o trator de terminal fique disponível para realizar outras tarefas. Após descarregamento, o trator de terminal AV eventualmente remove o reboque da área de descarga 140 e tanto retorna-o para a área de concentração 130 quanto desvia-o para uma área de carregamento 150 na instalação 100. O reboque, com a porta articulada traseira (ou outro(s) tipo(s) de porta(s)) aberta, é manobrado de ré em uma baia de carregamento e carregado com mercadorias da instalação 100 usando técnicas manuais e/ou
50 / 186 automáticas. O trator de terminal AV pode novamente engatar, e puxar, o reboque carregado de volta para a área de concentração 130 da área de carregamento 150 para eventual coleta por um caminhão OTR. Rastreamento e gerenciamento de dados apropriados são realizados em cada etapa no processo usando sensores no trator de terminal AV e/ou outros dispositivos de coleta de dados manuais ou automáticos - por exemplo, drones de câmera terrestre e/ou aérea.
[0054] Tendo descrito uma técnica generalizada para manobrar reboques em uma instalação, é feita agora referência às Figs. 2-4, que mostram tratores de terminais exemplificativos 200 e 300 para uso com as várias modalidades descritas a seguir. O trator de terminal 200 (Fig. 2) é acionado por diesel ou um outro combustível de combustão interna, e a eletricidade do trator de terminal 300, 400 (Figs. 3 e 4), usando conjunto de bateria recarregável apropriada que pode operar de uma maneira conhecida pelos versados na técnica. Para efeitos dessa descrição, o trator de terminal AV é potencializado por baterias recarregáveis, mas é contemplado que qualquer outra fonte de potência motriz (ou uma combinação das mesmas) pode ser usada para prover mobilidade à unidade. Notavelmente, o trator de terminal 200, 300, 400 de cada exemplo respectivamente inclui pelo menos uma seção de cabina do motorista 210, 310, 410 (que pode ser omitida em uma versão completamente autônoma) e roda de direção (junto com controles manuais) 212, 312, 412 e um chassi 220, 320, 420 contendo rodas de direção dianteiras 222, 422, e pelo menos um par de rodas acionadas traseiras 224, 424 (mostradas aqui como um arranjo de roda duplo para maior capacidade de sustentação de carga). O respectivo chassi 220, 320, 420 também inclui uma assim chamada quinta (5a) roda 240, 340, que (com referência particular ao caminhão 300, 400 nas Figs. 3 e 4) é arranjada como um coxim em formato de ferradura 342, 442 com uma fenda voltada para trás 344 (Fig. 3), que é dimensionada e arranjada para receber o engate do pino mestre (mostrado e
51 / 186 descrito adicionalmente a seguir) localizada na base de um reboque padrão (não mostrado). A quinta roda 240, 340, 440 é mostrada inclinada para baixo em uma direção para trás de maneira a facilitar uma ação de rampeamento quando o caminhão é manobrado de ré no reboque na Fig. 2. Na Fig. 4, a quinta roda 440 é mostrada levantada por um conjunto de braço de alavanca 442, que, como descrito a seguir, permite que a estrutura de suporte do reboque no chão (quando afixada) fique livre do chão durante tração pelo caminhão 400. O conjunto de alavanca 442 ou outros mecanismos de elevação de quinta roda podem empregar acionadores/mecanismos de elevação hidráulicos apropriados conhecidos pelos versados na técnica de forma que o reboque engatado seja levantado em sua extremidade dianteira. Nessa orientação levantada, o engate entre o caminhão e reboque é seguro.
[0055] O trator de terminal AV pode incluir uma variedade de sensores como aqui descrito de forma geral, que permitem-no navegar através do pátio e engatar/desengatar de um reboque de uma maneira autônoma que é substancialmente ou completamente livre de intervenção humana. Tal falta de intervenção humana pode ser com a exceção, possivelmente, de emissão de um pedido para recuperar ou descarregar um reboque - embora isso possa também ser provido pelo YMS por meio do servidor 120 usando uma transmissão de dados sem fio 160 (Fig. 1) para e a partir do caminhão (que também inclui um transceptor de rede sem fio apropriado - por exemplo, baseado em WiFi, etc.).
[0056] Notavelmente, o trator de terminal AV 200, 300 e 400 das Figs. 2, 3 e 4, respectivamente, inclui uma mangueira pneumática do freio de emergência 250, 350, 450 (tipicamente vermelha), mangueira pneumática do freio de serviço 252, 352, 452 (tipicamente azul) e uma linha elétrica 254, 354, 454 (frequentemente preta), que se estendem da traseira da cabina 210, 310, 410 e, nesse exemplo, são suspensas pelo lado das mesmas em um arranjo convencional (manualmente conectado). Isso permite acesso pelo
52 / 186 pessoal do pátio durante conexão e desconexão das mangueiras/linhas de um reboque durante as manobras supradescritas. O trator de terminal AV 200, 300, 400 inclui um conjunto de controlador 270, 370 e 470, respectivamente, mostrado como uma caixa tracejada. O controlador 270, 370, 470 pode residir em qualquer localização aceitável no caminhão, ou uma variedade de localizações. O controlador 270, 370, 470 interconecta com um ou mais sensores 274, 374, 474, respectivamente, que sensoreiam e medem o ambiente operacional no pátio, e provê dados 160 à e a partir da instalação (por exemplo, o YMS, servidor 120, etc.) por meio de um transceptor. O controle do caminhão 200, 300, 400 pode ser implementado de uma maneira autocontida, inteiramente no controlador 270, 370, 470, por meio do que o controlador recebe planos de missão e decide a respeito de manobras apropriadas (por exemplo, iniciar, parar, acelerar na curva, frear, mover para frente, ré, etc.). Alternativamente, decisões/funções de controle podem ser distribuídas entre o controlador e um computador de controle remoto - por exemplo, servidor 120, que computa operações de controle para o caminhão e retransmite-as como dados a serem operados pelo sistema de controle local do caminhão. Em geral, o controle da operação do caminhão, com base em um resultado desejado, pode ser distribuído apropriadamente entre o controlador local 270, 370, 470 e o servidor de sistema da instalação 120. II. Conexão de Linha pneumática Entre o Trator de terminal e o Reboque A. Conjuntos de Sonda e Receptáculo
[0057] Um desafio particular na criação de um sistema de trator de terminal AV e reboque, que é substancialmente ou totalmente livre de intervenção humana em suas operações de terra, é automatizar as conexões/desconexões de tais mangueiras e condutores elétricos entre o caminhão e o reboque de uma maneira que seja confiável e precisa. As Figs. 5-8 mostram um arranjo básico 500 que consiste em um trator de terminal AV 502 e reboque 504. O reboque pode ser convencional em arranjo com adições
53 / 186 e/ou modificações como descrito a seguir, que permitem que ele funcione em um ambiente de pátio AV. O caminhão 502 e o reboque 504, mostrados engatados completamente nesse arranjo com pelo menos uma conexão (por exemplo, a linha pneumática de freio de emergência) 510 a ser feita. É comum que tratores de terminais só façam a conexão do freio de emergência quando tracionam reboques em torno de um pátio - entretanto, é expressamente contemplado que conexões adicionais podem ser feitas, por exemplo, para os freios de serviço, bem como os condutores elétricos. O arranjo de conexão 510 para uma única linha pneumática aqui compreende um conjunto de receptáculo 520, montado permanentemente ou temporariamente na frente 522 do reboque 504, e um conjunto de sonda 530 que se estende da face traseira 532 da cabina do caminhão 534. O arranjo de conexão 510 nesta modalidade provê um acoplamento pressurizado vedado positivo entre uma das linhas pneumáticas da fonte (por exemplo, os freios de emergência) do caminhão no reboque. Pressão é gerada no lado do caminhão (por meio de uma bomba, tanque de pressão, etc.), e entregue aos componentes que acionam os freios do reboque quando acionados pelo sistema de controle do caminhão 270, 370.
[0058] O conjunto de receptáculo 520 e o conjunto de sonda 530 consistem em formatos frustocônicos interencaixantes, em que o cabeçote da sonda 540 é montado na extremidade de um membro de mangueira semi- rígido 542 (por exemplo, aproximadamente 1,5-4,5 pés), que pode ser suportado por um ou mais fios condutores montados acima na traseira da cabina do caminhão. O formato de cone é suficiente para permitir uma conexão entre o cabeçote 540 e o receptáculo 520 quando o caminhão é manobrado de ré direto no reboque. Com referência particularmente à Fig. 8, o receptáculo desta modalidade é afixado diretamente à face dianteira 522 do reboque 504, e inclui um furo central 810 que se estende entre uma porta montada no lado (que pode ser rosqueada ou de outra forma adaptada para
54 / 186 interconectar uma linha de pressão de reboque padrão) 820 e um encaixe de desconexão rápida de pressão (por exemplo, macho) 822. A geometria de um encaixe como esse deve ser clara aos versados na técnica.
O cabeçote da sonda 540 também inclui um furo 830 que une a um encaixe proximal 832 que acopla o membro de mangueira semi-rígido 542 ao cabeçote 540. A extremidade proximal do membro de mangueira semi-rígido 542, nesta modalidade, é afixada a uma base 840 afixada à face traseira 532 da cabina do caminhão 534. A localização da base 840 é selecionada para alinhar com o receptáculo 520 quando o reboque e o caminhão estão em um alinhamento de frente para trás reto.
Como descrito a seguir, uma variedade de mecanismos pode ser empregada para alinhar e direcionar o cabeçote 540 para dentro do receptáculo.
A base 840 também inclui uma porta lateral 842 que interconecta com a fonte/circuito de pressão de frenagem de caminhões AV, e é seletivamente pressurizada quando os freios são acionados.
O cabeçote da sonda cônico 540 inclui, em sua extremidade distal, um conector de pressão de desconexão rápida (por exemplo, fêmea) 850 que é adaptado para corresponder de forma vedada com o conector do receptáculo 822. O conector da sonda 850 pode ser arranjado para travar no conector do receptáculo 822 quando acionado axialmente uma distância suficiente sobre o conector do receptáculo.
O conector do receptáculo pode incluir um ou mais detentores circunferenciais e molas, colares e mancais de esfera internos apropriados podem ser usados na construção do conector de sonda para engatar o(s) detentor(es) e por meio disso realizar essa vedação intertravada entre os conectores 822, 850. Alternativamente, ou adicionalmente, mecanismos de trava pneumáticos e/ou eletromecânicos podem ser usados para travar os conectores entre si.
O destravamento dos conectores 822, 850 durante desconexão pode ser feito simplesmente separando o arranjo - por meio disso superando a resistência axial da força de travamento, ativando um mecanismo de destravamento pneumático e/ou eletromecânico ou qualquer outra ação
55 / 186 mecânica que permita que o mecanismo destrave. O diâmetro e ângulo da sonda e cones de receptáculo são variáveis. Em uma modalidade, as portas 812 e 842 do receptáculo 520 e sonda 540 são conectadas às mangueiras que podem ser diretamente atarrachadas nas linhas pneumáticas em cada um dentre o reboque e o caminhão. Alternativamente, as portas 812, 842 podem ser conectadas às mangueiras que incluem cada qual um conector de acoplamento de mangueira de ar convencional ou modificado (descrito a seguir). Esse acoplamento de mangueira de ar interconecta permanentemente ou temporariamente (no caso do reboque) com o acoplamento de mangueira de ar da linha pneumática padrão.
[0059] A sonda 540 e o receptáculo 520 podem ser construídos de uma variedade de materiais, tais como um polímero durável, liga de alumínio, aço ou uma combinação dos mesmos. Os conectores 822 e 850 podem ser construídos de latão, aço, polímero ou uma combinação dos mesmos. Eles tipicamente incluem uma ou mais vedações (por exemplo) de anel-O construídas de poliuretano ou um outro elastômero durável. A mangueira semi-rígida 542 pode ser construída de um polímero (polietileno, polipropileno, etc.), ou uma borracha natural ou sintética com uma bainha de reforço de fibra ou aço.
[0060] Como mostrado resumidamente em uma modalidade na Fig. 8A, o receptáculo 860 e a sonda 870 (que operam similarmente à sonda 540 e ao receptáculo 520 descritos anteriormente) podem ser adaptados para incluir contatos elétricos - por exemplo, uma pluralidade de anéis concêntricos axialmente espaçados 880, 882, 884 na superfície cônica externa da sonda 870 - que fazem contato com anéis ou contatos correspondentes 890, 892, 894 na superfície cônica interna do receptáculo 860 quando os conectores da sonda e do receptáculo (862 e 872, mostrados em linhas tracejadas) são totalmente engatados. Isso pode completar a conexão elétrica entre o componentes elétricos do reboque (luzes, sinais, etc.) e as alimentações de
56 / 186 potência ligadas no caminhão. Plugues e soquetes apropriados podem se estender a partir da sonda e do receptáculo para interconectar condutores elétricos de caminhão e reboque padrões. Note que uma variedade de arranjos de conexão elétrica alternativos pode ser empregada em modalidades alternativas em combinação com, ou separados da sonda e do receptáculo pneumáticos.
[0061] Com referência à modalidade das Figs. 8B-8E, um conjunto de conector/acoplamento 880 capaz de acionamento elétrico para seletivamente comutá-lo entre um estado travado e destravado é mostrado. Esse conjunto 880 pode ser adaptado para interoperar com os Conjuntos de Sonda e Receptáculo supradescritos, ou outros arranjos de acoplamento e receptor, como descrito em modalidades aqui a seguir. O conjunto de acoplamento 880 consiste em um acoplamento macho 881, que pode ser parte de um receptor ou sonda da maneira apropriada. Nesta modalidade, ele compreende um encaixe de desconexão rápida da linha de ar de tubo rosqueado de NPT de 1/2 polegada convencional (por exemplo) com uma ou mais depressões de travamento anulares unitárias 882. A depressão 882 pode definir um formato de seção transversal semicircular. A porção fêmea do conjunto geral 880, adaptada para conectar e travar de forma liberável no encaixe macho 881 é formada como um encaixe de desconexão rápida deslizante igualmente. Nesta modalidade, a luva interna 884 é dimensionada para deslizar sobre o encaixe macho 881 quando acoplados um ao outro. Um conjunto de mancais de esfera (por exemplo) circunferenciais 885 reside em furos 886 formados em torno da circunferência da luva 884. Os mancais de esfera 885 do encaixe fêmea são dimensionados para ficarem totalmente assentados nos furos circunferenciais da luva 886 de forma que o acoplamento macho possa deslizar sobre encaixe fêmea em um estado desengatado. Nessa orientação eles são livres de interferência com o eixo do acoplamento macho. Esses mancais de esfera são adaptados para sair rapidamente de forma radial e parcial de seus respectivos
57 / 186 furos uma vez que o acoplamento macho esteja completamente assentado no encaixe fêmea, por meio disso engatando a depressão 882 e travando o conjunto de acoplamento um ao outro. Dessa forma, isso forma um engate de travamento. Uma mola 887 reside detrás da luva interna 884. Os mancais de esfera 885 são forçados para a posição engatada quando uma luva de ferro ou aço (magnético) sobrejacente 888 é localizada totalmente para frente contra um ressalto dianteiro 889 na luva interna 884 (vide Fig. 8E). Essa predisposição de travamento é provida pela mola, que também se apoia em um encaixe de tubo traseiro 891. Nessa posição, a superfície interna da luva magnética 888 é arranjada para forçar as esferas 885 para dentro contra a depressão dos encaixes machos 882. Dessa forma, uma trava positiva entre os componentes macho e fêmea é formada. Uma vedação de anel-O 890, que é parte do acoplamento fêmea veda esse arranjo travado contra vazamento de ar (e por meio disso permite formar uma conexão pressurizada).
[0062] Notavelmente, uma luva anular (ou outro formato) externa 892 compreende uma bobina eletromagnética (por exemplo) um solenoide. Essa bobina, quando energizada força a luva magnética 888 axialmente para trás (contra a predisposição da mola 887), e coloca os mancais de esfera 885 em alinhamento com uma depressão anular 893 na superfície interna dianteira da luva magnética 888. Essa depressão permite que os mancais de esfera 885 saltem rapidamente radialmente para fora dos furos 886 suficientemente para desengatá-los da depressão de encaixe macho 882, por meio disso permitindo movimento axial do encaixe fêmea em relação ao acoplamento fêmea. Esse estado destravado é mostrado nas Figs. 8C e 8D.
[0063] Em operação, uma corrente elétrica é entregue à luva externa/solenoide 892 por meio de um relé ou outro comutador que recebe um sinal (por exemplo, o controlador do trator de terminal AV). Uma bateria interna (não mostrada) de potência suficiente pode ser incluída no conjunto de acoplamento fêmea. Alternativamente, potência pode ser suprida pelo Sistema
58 / 186 elétrico do trator de terminal AV. A luva magnética, dessa forma, move axialmente para trás como mostrado na Fig. 8C. Essa posição permite que os mancais de esfera 885 movam radialmente para dentro à medida que o encaixe macho é movimentado axialmente para dentro em relação à luva interna 884 (mostrado na Fig. 8D). Durante essa etapa, a luva externa/solenoide 892 permanece energizada pelo comutador e bateria. Uma vez totalmente engatados, o comutador desconecta a bateria e a mola 887 aciona a luva magnética para frente (já que ela está agora livre de predisposição pelo solenoide magnético). Os mancais de esfera 885 dessa forma encontram a parte sem reentrância da superfície interna da luva magnética (884) e são acionados radialmente para fora da depressão do encaixe macho 882, por meio disso formando uma trava vedada como mostrado na Fig. 8E.
[0064] A desconexão do encaixe macho 881 ocorre quando a luva externa/solenoide 892 é novamente energizada pelo comutador/bateria (tipicamente com base em um sinal do controlador). Em várias modalidades, o encaixe macho 881, luva interna 884 e encaixe de base traseira 891 podem ser construídos de um material não magnético, tais como um polímero durável, latão, alumínio, titânio, níquel, etc. Deve também ficar claro aos versados na técnica que uma faixa de variações do conjunto das Figs. 8B-8E pode ser implementada, em que (por exemplo) o solenoide é normalmente travado e a mola causa um estado destravado, o arranjo de componentes pode ser variado, etc. Em uma modalidade, o encaixe macho (que não é energizado) pode ser parte do receptáculo do reboque e o acoplamento fêmea (que é energizado) pode ser parte da linha pneumática do trator de terminal AV. Consequentemente, o acoplamento fêmea é posto em engate com o encaixe macho por uma das várias técnicas descritas aqui (por exemplo, um braço robótico, manipulador, armação estrutural, etc.). B. Molinete-Sonda Conectada
59 / 186
[0065] Referência é feita agora às Figs. 9 e 10 que mostram um arranjo 900 tendo uma conexão pneumática 930 para uso com um trator de terminal AV 910 e reboque 920 de acordo com uma outra modalidade, em que o conjunto de sonda 940 é afixado a um molinete ou carretel 942. Esse arranjo reconhece que a face dianteira do reboque 922 frequentemente move para fora da face traseira da cabina 912 durante curvas (isto é, onde o pino mestre pivota no eixo geométrico da linha tracejada 924 em torno da quinta roda 914). Esta condição é também mostrada na Fig. 6, onde o receptáculo 520 é espaçado uma distância significante da sonda 540. Para abordar a variabilidade do espaçamento entre o receptáculo 950 e a sonda 940 (da presente modalidade das Figs. 9 e 10) durante movimento de curva, e mais geralmente lidar com o deslocamento de posição entre o caminhão e o reboque, a sonda 940 é montada em um tubo semi-rígido 944, que é (nesta modalidade) livre de qualquer conduto de ar. A sonda frustocônica ilustrativa 940 inclui uma porta lateral 1020 (Fig. 10) que roteia ar para o conector de pressão (por exemplo, fêmea) 1030 na extremidade proximal da sonda. A porta lateral da sonda 1020 interconecta à linha de pressão do caminhão de uma maneira similar à anteriormente aqui descrita para a sonda 540. Este conector e os componentes de receptáculo associados (950) são de outra forma similares à modalidade das Figs. 5-8 supradescritas e interconexão é feita de acordo com uma operação similar. Ou seja, o caminhão manobra de ré no reboque com a sonda 940 e o receptáculo 950 em alinhamento relativamente em linha reta. Então, a sonda 940 é guiada para dentro do receptáculo 950 pelo interencaixe entre as respectivas superfícies frustocônicas até que ocorra um travamento positivo entre conectores de pressão associados. Como na modalidade das Figs. 5-8, a rigidez do tubo semi-rígido 944 é suficiente para impedir empeno à medida que os conectores são predispostos um no outro para criar um travamento. Uma vez travados, à medida que a sonda 940 é tensionada pelo movimento do reboque 920 em
60 / 186 relação ao caminhão 910, a tensão é aliviada soltando um cabo do carretel 942 que é afixado à extremidade proximal do tubo 944. O carretel 942 pode ser carregado por mola de forma que ele mantenha uma tensão branda no tubo 944, e cabeçote da sonda associado, a todo momento. A mangueira afixada da fonte pneumática à porta lateral da sonda 1020 pode ser flexível (por exemplo, conter bobinas espirais como mostrado no geral na Fig. 2), ou pode de outra forma absorver alongamento e contração. Note que a extremidade proximal do tubo inclui um membro de extremidade frustocônico (positivo) 1040 que corresponde a um receptor frustocônico (negativo) 1050 no carretel
942. Esse conjunto forma um batente para o tubo 944 quando o cabeçote da sonda é predisposto para dentro do receptáculo 950 e assegura que o cabo do carretel 1032, quando totalmente retraído, puxa o cabo totalmente de volta para o carretel 942, sem nenhuma torção próxima à base do tubo 944. O carretel pode ser construído de uma variedade de maneiras, tal como uma mola tipo mecanismo de relógio envolta/enrolada, e engrenagem apropriada para gerar um torque predeterminado em um número predeterminado de revoluções (que deve ser claro aos versados na técnica). O carretel 942 pode alternativamente ser motorizado, soltando o cabo e puxando-o, com base na tensão prevalecente. Nesta modalidade, o carretel 942 atua tanto como um dispositivo de enrolamento de cabo (1032) quanto uma base para o conjunto de sonda 940 em uma única unidade. Note que o carretel de cabo pode ser um componente comercialmente disponível. Além do mais, os conectores de pressão podem ser componentes comercialmente disponíveis, tais como os usados em aplicações de mangueira pneumática padrão.
[0066] Este arranjo 1100 é adicionalmente detalhado na modalidade das Figs. 11 e 12, em que o reboque 1110 contém um receptáculo (não mostrado) como aqui descrito ou de acordo com uma outra modalidade (descrita a seguir), e o caminhão 1120 contém o conjunto de sonda 1130 que é adaptado para engatar de forma removível o receptáculo como aqui descrito.
61 / 186 O cabeçote 1132 do conjunto de sonda 1130 inclui uma porta montada no lado de pressão e mangueira associada 1140 (por exemplo, uma linha pneumática de freio de emergência da saída convencional do caminhão (1120) 1142 para tal). O cabeçote da sonda 1132 é montado em um tubo semi-rígido 1150, como aqui descrito, com um membro de extremidade frustocônico (positivo) 1220, que é adaptado para assentar em um receptor frustocônico correspondente (negativo) 1230, como também aqui descrito. O receptor é permanentemente, ou temporariamente, afixado à face traseira do caminhão
1120. O membro de extremidade 1220 provê uma âncora para um cabo de tensão 1240, e esse cabo 1240 se estende através do receptor 1230 até um carretel enrolado por mola externo 1250. O carretel exerce uma tensão branda no conjunto de sonda 1130 de uma maneira aqui descrita. O carretel 1250 pode ser construído por qualquer técnica aceitável e pode ser um componente comercialmente disponível. O carretel 1250 é também afixado à face do caminhão em uma localização apropriada. Uma ranhura que permite que o cabo 1240 passe do receptor para o carretel 1250 pode ser provida (por exemplo, uma lacuna 1260). C. Conjuntos de Receptáculo Removíveis/Conexões de Pressão Alternativas
[0067] As Figs. 13, 14 e 14A mostram um arranjo 1300, que consiste em um conjunto de receptáculo removível 1310 que é montado de forma variável na face dianteira 1320 do reboque 1330. Como mostrado, um conjunto de aperto, ou outra forma de suporte de montagem 1350, pode ser temporariamente ou permanentemente fixado ao reboque de uma maneira que localiza o receptáculo (neste exemplo, um formato frustocônico) 1310 em uma posição na face dianteira 1320 do reboque 1330. Em uma modalidade operacional, o conjunto de aperto 1350 pode ser afixado à guarita de vigilância (110 na Fig. 1), na localização desejada, de maneira a prover a conexão pneumática autonomamente operável necessária. Como parte da fixação, uma mangueira pneumática (linha tracejada 1360) pode ser afixada a
62 / 186 uma porta convencional 1370 do reboque 1330. O circuito pneumático pode direcionar para o orifício 1370 a partir de uma mangueira contínua que se estende do receptáculo 1310, ou por meio de uma conexão intermediária (representada como caixa 1380) entre uma mangueira pneumática de reboque e uma mangueira do receptáculo separada (convencional). A conexão intermediária 1380 pode ser obtida usando por exemplo um arranjo de conector de acoplamento de mangueira de ar convencional ou customizado. Um arranjo de acoplamento de mangueira de ar modificado é descrito em detalhe adicional (Figs. 23-25 a seguir).
[0068] Como mostrado adicionalmente na Fig. 14A, um encaixe tipo desconexão rápida macho 1420 (por exemplo, similar ou idêntico ao encaixe 881 na Fig. 8B) é mostrado localizado coaxialmente dentro do poço cilíndrico ou frustocônico 1432 de um alojamento de receptor 1430. O alojamento de receptor 1430 pode ser construído de uma variedade de materiais, tais como liga de alumínio, aço, polímero, ou uma combinação de materiais. O alojamento pode ser adaptado para ser preso diretamente ao corpo do reboque (por exemplo, ao longo da face dianteira como aqui descrito) ou usando um conjunto de placa de montagem, como descrito a seguir (vide, por exemplo, Figs. 18-22). O encaixe 1420 pode ser conectado diretamente, ou por meio de um arranjo de porta dentro do alojamento, a uma linha pneumática do reboque 1440 - por exemplo, uma linha de freio de emergência. Um botão de válvula 1442 ou outro sistema de regulagem de pressão (por exemplo, uma válvula de segurança) pode ser integrado no sistema de porta de alojamento. Uma variedade de fixações, suportes, bases de acessório, comutadores pode ser aplicada ao alojamento de receptor 1430, representados no geral pelo manípulo 1446, que pode residir em um poço rosqueado ou outra estrutura.
[0069] Com referência adicional às Figs. 15 e 16, o conjunto de aperto 1350 pode consistir em uma chapa 1510 que desliza (seta dupla 1522) ao longo de uma barra 1520, e pode ser travado em relação à barra usando
63 / 186 qualquer mecanismo apropriado - por exemplo, uma pinça, braçadeira, parafuso de ajuste, etc. A barra 1520 termina em um pilar vertical ou gancho 1530 localizado em uma extremidade mais traseira da barra 1520. Note que o receptáculo nesta modalidade pode ser similar aos aqui descritos, contendo um conector de pressão interno para uso com um cabeçote da sonda de projeto apropriado. O pilar/gancho 1530 é adaptado para se estender para cima ao interior de uma fenda, degrau ou furo 1610 na base 1390 do reboque
1330. O pilar/gancho engata uma borda dianteira da fenda/degrau/furo 1610 como mostrado (Fig. 16) quando a braçadeira é apertada, com a chapa 1510 engatada na face dianteira 1320 do reboque 1330. Dessa maneira, a chapa 1510 e o receptáculo associado (1310) são firmemente afixados em uma posição desejada na face dianteira do reboque quando localizado no pátio. O arranjo de aperto 1350 pode ser desafixado do reboque 1330 (por exemplo) na guarita de vigilância à medida que o reboque é colocado em armazenamento, sai do pátio, ou é engatado em um caminhão OTR, com conexões convencionais feitas nas linhas pneumáticas e condutores elétricos do reboque pelo caminhão. A chapa 1510 pode incluir um fundo friccional (por exemplo, uma camada/folha de silicone, borracha ou neoprene) para evitar desfigurar a superfície do reboque e resistir ao deslocamento uma vez apertada.
[0070] Como aqui discutido, o receptáculo apertado, ou de outra forma afixado, pode empregar um conector de pressão tipo desengate rápido (vide, por exemplo, Figs. 8B-8E, acima), ou um arranjo alternativo pode ser empregado. Alternativamente, o receptáculo pode ser adaptado para receber uma forma alternativa de conector, tal como a mostrada na Fig. 17. Como mostrado no arranjo 1700 da Fig. 17, o conjunto de sonda 1710 pode definir um cabeçote da sonda frustocônico (positivo) 1720 construído de um material apropriado (por exemplo, metal, polímero, etc.), como aqui descrito de forma geral, que corresponde a um receptáculo frustocônico (negativo) 1730, com uma geometria interna que acomoda um anel de travamento inflável
64 / 186 expansível 1722, localizado na extremidade proximal do cabeçote da sonda
1720. Quando pressão é aplicada (tanto ligando a pressão da linha pneumática quanto uma fonte de pressão separada que é ligada durante conexão), o anel 1722 expande para se apoiar (por exemplo) em um ressalto anular 1740 do receptáculo para travar de forma vedada a sonda e o receptáculo um no outro. Dessa maneira, o arranjo resiste a tração de separação e define uma vedação de pressão hermética a gás. Conectores de pressão internos adicionais podem ser providos neste arranjo com ou sem (livre de) um mecanismo de trava de desconexão rápida.
[0071] Note que a conexão de pressão em qualquer das modalidades aqui pode também ser travada de forma vedada e destravada usando acionadores motorizados e/ou operados por solenoide apropriados.
[0072] Referência é feita às Figs. 18-22, que mostram uma modalidade adicional de um receptáculo desafixável, ou outra forma de conexão removível entre a(s) linha(s) pneumática(s) do caminhão e as linhas pneumáticas do reboque (2100 na Fig. 21) e, opcionalmente, seus condutores elétricos (não mostrados). Note que este arranjo 1800 pode ser usado para carregar uma pluralidade de receptáculos/conectores tanto para pressão pneumática quanto eletricidade. Na presente modalidade, um único receptáculo 2110 é montado na chapa 1810 do arranjo 1800, com uma única porta montada no lado 2210 (representação em grande aproximação 2200 da Fig. 22) para interconectar com uma mangueira de ar do sistema de freio do reboque (por exemplo) por meio de uma porta padrão/convencional e mangueira. A chapa pode ser construída de qualquer material aceitável, tais como um metal (por exemplo, alumínio, aço, etc.), polímero (por exemplo, policarbonato, acrílico, PET, POM, etc.), compósito (por exemplo, fibra de vidro, fibra de carbono, fibra de aramida, etc.), ou uma combinação de materiais. Em uma modalidade exemplificativa, a chapa inclui uma extensão semicircular superior 1820 e uma base retangular inferior 1830. A extensão
65 / 186 superior da chapa 1820 e a base 1830 são modeladas em uma dentre uma variedade de possíveis geometrias. A extensão superior é modelada e dimensionada para acomodar o receptáculo (ou outro conector), que pode ser montado na mesma por adesivos, prendedores, braçadeiras, e/ou outros mecanismos de fixação. A base retangular 1830 é dimensionada na largura WB suficientemente para permitir a colocação dos conjuntos de aperto 1840 em fendas apropriadas 2120 que são tipicamente localizadas próximas à face dianteira 2140 da base do reboque 2130. Em uma modalidade, a largura WB da base 1830 pode ser entre aproximadamente 1 e 2 pés, embora uma dimensão menor ou maior possa ser definida em modalidade alternativa.
[0073] Os conjuntos de aperto 1840 são cada qual montados em uma localização no sentido da largura apropriada na base 1830 da chapa 1810, correndo dentro de fendas horizontais 1850. Os conjuntos de aperto incluem cada qual uma barra 1842 sobre a qual um membro de aperto 1844 desliza. Os membros de aperto 1844 são na forma de braçadeiras de barra convencionais que progridem ao longo de uma direção de aperto (seta 1846), à medida que o usuário repetidamente comprime uma pega 1848. A pressão de aperto é liberada e as braçadeiras podem ser movimentadas opostas às setas 1846 para um estado mais aberto por liberações articuladas 1850. As barras incluem um gancho ou pilar 1852 que engata a fenda 2120 na base do reboque 2130. A porção superior de cada membro de aperto 1844 inclui um flange 1854 que interengata um perno 1858 em uma chapa de ajuste lateral 1860 que se apoia em um lado oposto da chapa 1810 quando o flange 1854 é preso à chapa como mostrado. O perno 1858 da chapa de ajuste lateral 1860 passa através da fenda 1850 na chapa 1810, e é preso ao flange 1854 por uma porca 1864. A porca pode ser (por exemplo) uma porca sextavada padrão, porca borboleta ou alavanca rosqueada (para facilidade de fixação). A chapa de ajuste lateral 1860 também inclui pelo menos quatro pinos 1866, que circundam o perno
1858. Esses pinos são adaptados para assentar em furos 1870 localizados
66 / 186 acima e abaixo de cada fenda 1850 na chapa 1810. Dessa maneira, os membros de aperto 1844, dos conjuntos correspondentes 1840, podem ser ajustados e presos lateralmente (horizontalmente) ao longo da chapa 1810 de forma que cada pilar/gancho 1852 fique localizado apropriadamente para engatar uma fenda 2120 na base do reboque 2130. A parte de trás da chapa 1810 pode incluir um fundo elastomérico (por exemplo, neoprene, borracha, espuma) 1920, que resiste ao atrito dinâmico quando a chapa 1810 é apertada seguramente na face dianteira do reboque 2140 e protege a face 2140 contra desfiguração e risco. O fundo 1920 pode incluir recortes 2030, que permitem que os conjuntos de aperto 1840 sejam ajustados ao longo das respectivas fendas de chapa 1850.
[0074] Em uma modalidade alternativa, a extensão dianteira das hastes é mitigada afixando a chapa diretamente nas extremidades dianteiras de cada haste e provendo um membro de aperto segurável separado que engata a face dianteira do reboque separadamente. Em um arranjo como esse, a chapa flutua para a frente da face do reboque. Outros arranjos em que uma braçadeira engata fendas na base do reboque e por meio disso prende uma chapa vertical contendo um conector são também expressamente contemplados.
[0075] Em uma modalidade alternativa, o receptáculo de recebimento/receptor no reboque pode ser montado em uma localização disponível preferida na face dianteira do reboque pelo uso (por exemplo) se prendedores - tal como um prendedor de folha e/ou fita de tecido interagente, incluindo, mas sem se limitar a, fita/folha tipo gancho e laço grau industrial e/ou Prendedores refecháveis Dual-Lock™ (disponível pela 3M Corporation of Minneapolis, MN), ou mecanismos similares, como um dispositivo afixado de forma removível quando no lugar (ou permanentemente afixado). Em uma modalidade, o receptáculo de recebimento é também marcado com um padrão de borda de identificação que o software de distância/localização associado
67 / 186 pode usar para orientar o braço robótico que carrega de forma removível o conector/sonda/braço de acoplamento do trator de terminal AV, e alinhar esse dispositivo de acoplamento.
[0076] Para efeitos de outras seções desta descrição, a representação do reboque 2100 na Fig. 21 é agora descrita adicionalmente, a título de exemplo não limitante. A traseira do reboque 2150 pode incluir portas basculantes ou de enrolar - dentre outros tipos (não mostrados). Uma estrutura de proteção subjacente 2160 é provida por baixo da traseira do corpo. Um conjunto de rodas 2172 - na forma de um arranjo de truque 2170 é mostrado adjacente à traseira 2150. Um conjunto de estrutura de suporte no chão móvel 2180 é provido ainda mais para frente na base do reboque 2130. O pino mestre 2190 é também representado próximo à face dianteira 2140 ao longo da base 2130. D. Conector de acoplamento de mangueira de ar modificado e Usos
[0077] As Figs. 23-25 representam um conector de acoplamento de mangueira de ar modificado 2300 para uso em várias modalidades do arranjo de conexão pneumática aqui. Em geral, o acoplamento de mangueira de ar é modificado na braçadeira de maneira a permitir conexão automática a reboque esquipado com mercadoria, com um acoplamento de mangueira de ar uniformemente aceito. Isso permite que a grande maioria dos reboques atualmente na estrada, independentemente do modelo/marca, evita a necessidade de uma modernização de caráter especial a fim de integrar com um trator de terminal AV como descrito aqui, e seus sistemas de fixação de reboque automáticos. A braçadeira modificada, compatível com acoplamentos de mangueira de ar convencionais, compreende uma base 2310 com um ilhó de borracha 2320, que pode opcionalmente incluir um cone central vazio (membro em linha tracejada 2322) que se salienta a partir do ilhó de borracha padrão 2320 (para inserir e auxiliar no alinhamento do acoplamento de mangueira de ar, bem como permitir a passagem de ar). O cone pode ser
68 / 186 omitido em modalidades alternativas e uma geometria de ilhós convencional ou uma outra geometria modificada - por exemplo, um perfil pronunciado que comprime mais quando engata um ilhó de acoplamento de mangueira de ar oposto.
[0078] Uma braçadeira de polegar (ou “polegar”) 2330 é provida em uma manilha pivô 2332 (seta dupla 2334) na porta de entrada 2340 do acoplamento de mangueira de ar modificado 2300, para pivotar em direção ao ilhó 2320 quando travada e pivotar para fora do ilhó 2320 quando liberada. Como mostrado particularmente na Fig. 25, o acoplamento de mangueira de ar modificado 2300 é interconectado com um encaixe de acoplamento de mangueira de ar padrão 2500, por exemplo, parte do sistema pneumático do reboque. Como mostrado, o polegar 2330 comprime no topo 2510 do acoplamento de mangueira de ar padrão 2500 enquanto o ressalto de travamento travado por giro convencional 2530 é inutilizado, como tal é omitido no acoplamento de mangueira de ar modificado. Em vez disso, nesta modalidade, a vedação entre ilhós de acoplamento de mangueira de ar opostos é garantida pelo engate pressurizável do polegar 2330. O polegar 2330 é, por sua vez, acionado entre uma posição engatada (como mostrada) e uma posição liberada (não mostrada, mas pivotado para fora de engate com o acoplamento de mangueira de ar padrão) por um mecanismo de acionamento rotacional apropriado - por exemplo, um solenoide e/ou motor de passo rotatório acionado direto ou por engrenagem 2350, que pode incluir travas de posição ou um acionador pneumático rotacional. Alternativamente, um acionador linear, ou outro mecanismo de translação de força, pode ser empregado com ligações, engrenagens apropriadas, etc. O acionador 2350 recebe sinais de um controlador apropriado no sistema de controle geral do veículo quando uma conexão tem que ser feita ou liberada.
[0079] Em uma modalidade adicional, o corpo do acoplamento de mangueira de ar (ou uma porção do mesmo) pode ser magnetizado ou provido
69 / 186 com ímãs (por exemplo, terra rara potente), por meio disso permitindo alinhamento magneticamente assistido e uma vedação de pressão positiva com o acoplamento de mangueira de ar de reboque. Tal conexão magnética pode também ser usada para auxiliar na conexão e alinhamento de outros tipos de conectores, tais como os conjuntos de sonda e conector do receptáculo supradescritos.
[0080] Em várias modalidades, o acoplamento de mangueira de ar modificado pode ser usado para interconectar diretamente o sistema pneumático do trator de terminal AV ao do reboque autonomamente engatado/desengatado. Uma variedade de mecanismos pode ser usada para realizar essa operação. Similarmente, a conexão supradescrita, ou uma outra forma de conexão, pode ser usada com um mecanismo/sistema de guia apropriado que pode ser integrado com vários sensores ou na face traseira do caminhão (por exemplo, câmeras, LiDAR, radar, etc.).
[0081] Em qualquer das modalidades descritas aqui, é contemplado que o receptáculo possa ser arranjado para coexistir com conectores e/ou conectores elétricos convencionais (por exemplo, acoplamento de mangueira de ar). Um conector Y (não mostrado) pode ser arranjado para rotear para o(s) receptáculo(s) e para os conectores de reboque convencionais - por exemplo, acoplamentos de mangueira de ar padrões ou customizados que integram com o sistema de ar convencional (por exemplo) em um caminhão OTR ou trator de terminal convencional. O conector Y pode incluir válvulas e suspiros apropriados de forma que ele vede quando necessário, mas permite escape de ar para despressurizar o sistema da maneira apropriada. Válvulas de ar acionadas por bateria ou conectadas ao sistema elétrico (por exemplo, válvulas acionadas por solenoide lineares ou rotatórias) de projeto convencional podem ser empregadas. Isto permite que o conjunto de receptáculo atue como um verdadeiro kit de modernização, que pode ser montado no reboque e permanecer com o mesmo após ele deixar o pátio, ou
70 / 186 pode ser montado fora do local - por exemplo, para reboques que frequentarão a instalação automática da presente modalidades. E. Condução Automática de Reboque Pneumático e Conectores Elétricos
[0082] Referência é feita à Fig. 26, que mostra um trator de terminal AV 2600 tendo uma base de chassi convencional 2610 com uma quinta roda 2612, e uma cabina 2620 na frente da base de chassi 2610. A área 2630 na frente da quinta roda 2612 tem espaço suficiente (entre a face traseira 2622 da cabina 2620 e a face dianteira de um reboque engatado (não mostrado)) para acomodar uma armação estrutural robótica 2640. Nessa modalidade exemplificativa, a armação estrutural 2640 consiste em um pilar vertical 2642 que é preso à base de chassi 2610 em uma localização apropriada (por exemplo, deslocada para o lado esquerdo como mostrado). O pilar 2642 pode ser preso de uma variedade de maneiras que garantem a estabilidade da armação estrutural robótica 2640 - por exemplo, um flange aparafusado 2644 como mostrado. O pilar vertical 2642 provê um trilho para uma barra horizontal 2646 mover verticalmente (seta dupla 2648) ao longo da mesma. O movimento pode ser provido por parafusos de acionamento, sistemas de cremalheira e pinhão, motores lineares, ou qualquer mecanismo elétrico e/ou pneumático apropriado que permite o deslocamento por uma distância predeterminada (por exemplo, aproximadamente 1-2 pés em cada direção). A barra horizontal 2646 poderia também suportar um braço telescópico direcionado para trás 2650 de forma que ela posa mover (seta dupla 2652) horizontalmente/lateralmente da esquerda para direita (com relação ao caminhão 2600). O braço pode mover (seta dupla 2654) horizontalmente de frente para trás usando uma variedade de mecanismos que devem ser claros aos versados na técnica, por meio disso colocando um efetor de extremidade 2656 (“dispositivo de acoplamento”) nas coordenadas de eixo geométrico x, y, z precisas (eixo geométrico 2660) em uma faixa predeterminada de movimento. O efetor de extremidade pode carregar um acoplamento de
71 / 186 mangueira de ar modificado ou cabeçote da sonda como aqui descrito para fixação ao acoplamento de mangueira de ar de reboque ou (por exemplo) receptáculo. O dispositivo de acoplamento montado no efetor de extremidade 2658 tem uma mangueira pneumática ligada à porta lateral 2662, ou seja, ela própria, ligada à porta do veículo 2664 na face traseira 2622 da cabina 2620. Ou seja, o efetor de extremidade 2656 é movimentado por meio do controlador 2670, que recebe entradas de sensores 2672 do(s) tipo(s) e função(ões) supradescrito(s) (câmera, telêmetro laser, etc.). Esses sensores determinam a posição no espaço 3D do conector de reboque quando presente (por exemplo, após o engate ser completado).
[0083] Em operação, usando a armação estrutural robótica 2640, o alinhamento do efetor de extremidade telescópico 2656, e conector associado 2658 (por exemplo, a braçadeira do acoplamento de mangueira de ar modificado), é direcionado, em parte, por sensores 2672 na forma de câmeras 2D ou 3D. Entretanto, informação mais detalhada do tipo de reboque e localização precisa do receptáculo podem também ser lidas no reboque (por exemplo) usando um QR/Bar ou outro código ID, RFID escaneável apropriado ou outro sistema de apresentação de dados. Esse valor embutido pode prover uma localização precisa de coordenadas x,y,z do receptáculo e opcionalmente as rotações, ϴx, ϴy e ϴz, em torno dos respectivos eixos geométricos x, y e z. Em uma modalidade, a localização pode ser computada em relação a um ponto fixo, tais como o próprio adesivo de código, pino mestre, borda e/ou canto do corpo do reboque, etc. Em uma outra modalidade, o conector de recebimento é circundado por um padrão específico de adesivos reflexivos passivos que podem ser usados para residir na localização específica do conector de recebimento.
[0084] Como aqui descrito, um adesivo/transponder RFID passivo ou ativo convencional ou customizado, ou um outro dispositivo de sinalização rastreável pode ser colocado diretamente no conector de reboque (por
72 / 186 exemplo, acoplamento de mangueira de ar), para auxiliar o efetor de extremidade 2656 na entrega do(s) conector(es) 2658 precisamente na posição de alinhamento. O adesivo pode tanto ser colocado no momento da verificação na guarita de vigilância, quanto pelo motorista, à medida que os conectores OTR são desengatados.
[0085] Uma outra modalidade de um manipulador robótico 2670, montado na traseira de um trator de terminal AV 2660, é mostrada na Fig. 26A. Esse manipulador, 2670, também adaptado para manobrar o conector de serviço do trator de terminal AV (por exemplo, conector de linha pneumática de freio de emergência) e define três eixos geométricos ortogonais de movimento. Ele consiste em um acionador ou motor linear de base horizontal 2672, arranjado para carregar uma lançadeira 2674 para frente e para trás uma distância suficiente para atingir o receptor no reboque (não mostrado) em uma orientação para trás e desimpedir o movimento de oscilação do reboque em uma localização à frente (por exemplo, pelo menos aproximadamente 1-4 pés de movimento em uma implementação típica). A lançadeira 2674 suporta um motor linear perpendicular 2676 que move um terceiro motor linear horizontal arranjado ortogonalmente 2678 para cima e para baixo (verticalmente, por exemplo, aproximadamente 1-3 pés). O terceiro motor 2678 inclui uma placa de montagem 2680 que pode reter um pegador ou outro conjunto de mão que pode mover em um ou mais graus de liberdade (por exemplo, 1-3 pés) e seletivamente pegar o conector de serviço para inserção no receptor/acoplamento de reboque. Os motores lineares podem ser realizados por uma variedade de técnicas. Por exemplo, cada um pode incluir um motor de passo ou servo 2682 em uma extremidade, que aciona um parafuso de avanço. Outros mecanismos, tal como um sistema de cremalheira e pinhão, podem ser usados em arranjos alternativos. Como com outros manipuladores aqui, a faixa de movimento para cada eixo geométrico ou grau de liberdade é suficiente para assegurar que, durante trânsito do caminhão, o robô não
73 / 186 interfere na operação normal, incluindo oscilação do reboque durante curva, e também assegurar que a mão ou efetor de extremidade do robô pode atingir e inserir um conector/acoplamento carregado em um receptor/receptáculo apropriado no reboque durante engate e elevação.
[0086] A Fig. 27 representa um trator de terminal AV 2700 com sistema de conexão automática 2710 de acordo com uma outra modalidade. Esse sistema 2710 emprega uma armação em formato de U 2720 com colunas opostas 2722 em cada um dos lados opostos da face traseira da cabina 2730, e uma barra de base 2724 montada no chassi 2732. As colunas 2722 carregam cada qual uma cremalheira dentada que é engatada por um pinhão acionado por motor servo ou de passo em cada um dos lados opostos de uma barra cruzada 2740. A barra cruzada 2740 move para cima e para baixo (verticalmente, como mostrado pela seta dupla 2742) com base em entradas de controle de um controlador 2750 que recebe informação de posição a respeito do conector de reboque com base em câmeras montadas na cabina voltadas para trás 2752, e/ou outro(s) tipo(s) se sensor apropriado(s). Um braço telescópico 2760, com efetor de extremidade apropriado 2764 (e/ou conector/acoplamento de mangueira de ar diretamente afixado ao braço), move lateralmente (horizontalmente, como mostrado pela seta dupla 2762) com base no controlador usando (por exemplo) um acionamento de parafuso de avanço, motor linear ou sistema de cremalheira e pinhão. O efeito telescópico é provido por um outro motor ou sistema de acionamento que deve ser claro aos versados na técnica, por meio disso provendo pelo menos três (3) graus de liberdade de movimento. O efetor de extremidade 2764 pode, opcionalmente, incluir juntas articuladas, articulações e/ou outras estruturas potencializadas/móveis claras aos versados na técnica (tanto nessa modalidade quanto na modalidade da Fig. 26). O sistema de armação estrutural 2710 pode ser construído customizado, ou total/parcialmente com base em um sistema comercialmente disponível existente, tal como uma servo
74 / 186 armação de impressão.
[0087] Com breve referência à Fig. 28, um arranjo de conexão automático 2800 pode compreender um robô de múltiplos eixos geométricos 2810, disponível por um fornecedor comercial, (ou construído customizado), e adaptado para ambientes externos/extremos da maneira apropriada. O projeto e função de um robô como esse devem ser claros aos versados na técnica. Em geral, o robô 2810 é montado no chassi 2820, detrás da cabina do caminhão 2822. Ele comunica com um controlador 2830, que recebe entradas de um ou mais sensor(s) 2832. Como aqui descrito, os sensores 2832 podem ser usados para identificar tanto o conector de reboque quanto sua localização 3D associada e a localização 3D do efetor de extremidade 2840, e o conector associado 2842, que é carregado por esse efetor de extremidade. O conector 2842 é mostrado conectado a uma mangueira 2844, ou seja, similarmente, conectado ao sistema pneumático e/ou elétrico do caminhão. O efetor de extremidade é uma parte distal do braço de robô completamente articulado (por exemplo, 5 ou 6 eixos geométricos) 2850 e a base 2852. Ele é auxiliado (isto é, ele é guiado usando realimentação sensorial) por comandos do controlador 2830. Onde sensores de câmera 2D ou 3D são empregados (em qualquer das modalidades aqui), eles podem ser conectados a um sistema de visão 2860. Uma variedade de sistemas de visão comercialmente disponíveis pode ser empregada - tipicamente operando com base em reconhecimento de padrão, e treinado em dados de modelo (por exemplo) 3D. Tais sistemas são disponíveis por uma variedade de vendedores, tal como Cognex Corporation of Natick, MA. Esses sistemas incluem módulos para controle de robô.
[0088] O uso de um robô de múltiplos eixos geométricos totalmente articulado pode permitir que o conector 2842 seja tanto modificado quanto convencional (por exemplo, acoplamento de mangueira de ar com rotação travada padrão). No caso de um conector convencional, o robô 2810 pode ser treinado para mover o efetor de extremidade contendo o conector ao longo de
75 / 186 seus diversos eixos geométricos, em que o braço de robô 2850 e a base 2852 são treinados para alinhar e rodar (por exemplo) o acoplamento de mangueira de ar para uma posição seguramente travada/vedada durante conexão, e contra-rotacionar/destravar o acoplamento de mangueira de ar durante desconexão.
[0089] As Figs. 28A-28C representam um arranjo de conexão automático 2860 de acordo com uma outra modalidade. O arranjo 2860 consiste em um acionador linear posicionado da esquerda-direita horizontalmente ou base de acionamento de parafuso 2862 (como também descrito de forma geral aqui - vide, por exemplo, Fig. 26A) com uma chapa de base 2863 montada no acionador/acionamento de parafuso 2862, permitindo movimento lateral (seta dupla 2864) através da traseira do caminhão 2865(por exemplo, aproximadamente 1-3 pés). Afixado à chapa de base 2863 é um grande pistão hidráulico ou pneumático 2866, com um efetor de extremidade articulado (também denominado uma “mão”) 2867, mostrado segurando um conjunto de acoplamento liberável 2868 (vide, por exemplo, a porção fêmea do conector 880 nas Figs. 8B-8E acima), que pode permanecer conectado ao receptor de reboque após o efetor de extremidade/mão 2867 ter sido retraído. Também associado com o acoplamento 2868 é uma linha pneumática/mangueira na porta lateral 2869 que conecta de volta ao sistema de ar de trator de terminal AV principal. Roteada com a linha pneumática 2869 é a potência elétrica, usada para operar um dispositivo de acionamento no dispositivo de conexão de ar (por exemplo, luva de solenoide 892 nas Figs. 8b-8E), bem como a opcionalmente conectar potência elétrica ao reboque 2870 (como aqui descrito - vide, por exemplo, Fig. 8A). Além do grande pistão 2866 que é basicamente usado para seletivamente estender (por exemplo, 1-4 pés) o efetor de extremidade 2867 em direção ao reboque 2870 e retrair o efetor de extremidade para fora do reboque 2870 (seta dupla 2871), existe um menor pistão hidráulico ou pneumático 2872 que é afixado a pivô
76 / 186 tanto à chapa de base quanto ao lado do bojo do grande pistão 2866. O movimento (seta dupla 2873, 3-9in) desse menor pistão 2872 é responsável por permitir que todo o arranjo mova para cima/para baixo pela indução de rotação em torno de um pivô de base 2874. Mais particularmente, os movimentos de três atuadores discretos são coordenados para permitir que o efetor de extremidade 2867 e seu conector pego 2868 movam em duas direções ortogonais - verticalmente (seta dupla 2876 e horizontalmente (para frente/para trás - seta dupla 2878). Ou seja, à medida que o pistão grande/principal 2871 realiza o curso para dentro e para fora, e altura apropriada é mantida mudando a posição do pistão menor 2872 (que também tem um menor efeito na posição de frente para trás). Um acionador rotatório 2880 muda o ângulo relativo (seta curva dupla 2881) do efetor de extremidade 2867 de forma que o conector pego 2868 permaneça horizontalmente alinhado (nivelado) com o receptor de reboque 1430 (aqui descrito). Ou seja, à medida que o menor pistão 2872 muda o ângulo do maior pistão 2866 em relação ao caminhão, o acionador rotatório nivela novamente o efetor de extremidade. Sensores de movimento, acelerômetros, giroscópios apropriados e outros sensores de posição/atitude podem ser empregados para manter o nível. Tais sensores podem ser localizados no efetor de extremidade e/ou em algum lugar no arranjo 2860. Alternativamente, ou adicionalmente, usando motores de passo, controladores diferenciais, etc., a orientação angular do efetor de extremidade 2867 pode ser computada com base nas posições relativas dos dois pistões 2866, 2872, e o acionador rotatório 2880 pode ser ajustado para nivelar o efetor de extremidade 2867 (de uma maneira clara aos versados na técnica).
[0090] Em uma modalidade, uma câmera 2882 e dispositivo de determinação de distância 2884 de projeto convencional ou customizado são montados por cima (ou em uma outra localização) do efetor de extremidade. Esses componentes são interconectados de uma maneira física ou sem fio a
77 / 186 um processador (por exemplo, o controlador do trator de terminal AV 2886, ou um módulo do mesmo), que opera um sistema de visão para auxiliar no alinhamento do acoplador/receptor (como aqui descrito). Determinação de distância e alinhamento são também assistidos por qualquer dos componentes opcionais previamente mencionados ou arranjos apresentados (por exemplo, posição de referência à localização conhecida, adesivos padronizados reflexivos, etc.).
[0091] Em operação, o arranjo 2860 das Figs 28A-28C inicia a função após o trator de terminal AV 2865 engatar o reboque 2870 sob operação do controlador 2886. O controlador (ou um outro processador/módulo) 2886 então instrui o efetor de extremidade 2867 que está pegando o acoplador 2868 para mover de uma posição retraída em direção ao receptor 1430 no reboque. A câmera 2884 e o telêmetro 2882 adquirem o receptor 1430 usando uma variedade de técnicas descritas aqui. Outras câmeras na face traseira do caminhão 2888 podem também assistir na localização do receptor da maneira apropriada. O controlador 2886, ou um módulo/processador de movimento localizado no arranjo 2860 ajuda o motor linear 2862 a alinhar lateralmente (lado a lado) o efetor de extremidade 2867 e o acoplador 2868 com o receptor. Subsequentemente, ou simultaneamente, os pistões grande e pequeno 2866 e 2872 realizam o curso (pistão grande para fora e pistão pequeno para dentro) enquanto o acionador rotatório 2880 roda para manter um ângulo de nível, por meio disso levando o acoplador 2868 para engate com o receptor 1430. Após engate, o solenoide de travamento eletrônico no acoplador desenergiza e faz com que o encaixe de desconexão rápida (por exemplo, fêmea) trave resilientemente sobre o encaixe do receptor (por exemplo, macho). O efetor de extremidade 2867 então libera e o arranjo retorna para uma localização retraída na traseira do chassi do caminhão - sem contato de interferência com o reboque. A conexão é feita apenas pela linha pneumática flexível 2869, que pode dobrar e esticar livremente à medida que
78 / 186 o reboque oscila em relação ao caminhão durante movimento de direção normal.
[0092] A desconexão dos conectores acoplados 1430, 2868 é o contrário aproximado da conexão, como aqui descrito. Ou seja, o efetor de extremidade move de volta para engate com o acoplador 2868 e pega o mesmo. O solenoide no acoplador energiza, permitindo destravamento do encaixe no receptor. Os pistões 2866, 2872 e o acionador rotatório 2880 movem de uma maneira coordenada para retirar o acoplador e movê-lo para uma localização neutra (retraída). O acionador linear 2862 pode também mover para uma localização neutra da maneira apropriada. O reboque é então desengatado de uma maneira aqui descrita. III. Operação de Trator de Terminal AV
[0093] Adicionalmente à operação geral de um trator de terminal AV como aqui descrito, uma vez que o reboque designado tenha sido preso/engatado com sucesso ao trator de terminal AV (linha(s) pneumática(s), conexões elétricas opcionais, e pino mestre), a quinta roda é levantada pela operação do controlador, a fim de liberar a estrutura de suporte no chão do chão, e o reboque é então puxado para fora. Referência é feita ao diagrama de blocos da Fig. 29, mostrando um arranjo 2900 de funções e componentes operacionais para uso na realização das etapas aqui descritas -- particularmente relativo ao engate de um reboque no trator de terminal AV. Como mostrado, o processador/controlador 2910 coordena a operação das várias funções e componentes. O trator de terminal AV é instruído para dirigir para, e de volta, uma carreira contendo o reboque. Esse movimento pode ser baseado em recursos de navegação local ou global - sinalizadores de rádio frequência (RF) de GPS baseado em satélite e/ou baseado em pátio 2920. Uma vez no alcance óptico, a(s) câmera(s) e/ou outros sensores (por exemplo, baseado em RF/RFID) 2930 podem transmitir imagens do reboque ao processo(dor) do sistema de visão 2912, localizando o receptáculo do reboque
79 / 186 ou conector similar. À medida que o receptáculo/conector é identificado, o caminhão e/ou manipulador (por exemplo, armação estrutural robótica, braço de robô, etc.) 2940 pode ser auxiliado pelo sistema de visão para tentar alinhar o efetor de extremidade e sonda/conector do caminhão associado com o receptáculo/conector de reboque. Isso pode incluir uma variedade de comandos de movimento (denotados “cmd”), incluindo movimentar a armação estrutural/braço para a esquerda 2942, direita 2944, para cima 2946 e para baixo 2948, e estender/retrair 2950 (por exemplo) o braço/membro telescópico do robô do manipulador para mover a sonda/conector do caminhão para uma localização 3D desejada e conferir um movimento de fixação exigido, isto é, inserção de uma sonda no receptáculo. Conhecimento apropriado (denotado como “pos-meas” de posição de braço atual (por exemplo, contagem de motor de passo/etapas do codificador, provendo servo realimentação e/ou usando rastreamento visual por meio de um conjunto de câmera de orientação) pode ser retornado ao processador 2910 à medida que os componentes do braço movem. O braço pode ser liberado (bloco 2952) nesse momento de forma que a conexão pneumática entre o caminhão e o reboque (e, opcionalmente, elétrica) seja capaz de flexionar à medida que o veículo curva. Uma vez conectado, a pressão pneumática do caminhão é ligada (bloco 2960) pelo controlador. O controlador também então levanta a quinta roda quando usa acionadores de pressão hidráulicos/pneumáticos apropriados (mais geralmente, “fluido” aqui) no caminhão para levantar a estrutura de suporte do reboque no chão para fora de engate com uma superfície do chão e permitir que ela seja puxada para uma outra localização no pátio. IV. Abertura de Porta
[0094] Se o reboque for tanto equipado com uma porta de enrolar, ou portas basculantes já tiverem sido presas na posição aberta pelo motorista de OTR (vide acima), ou outro representativo, então a carga pode ser direcionada
80 / 186 para uma doca de (des)carregamento pré-designada. Entretanto, se o reboque for equipado com portas basculantes presas, na posição fechada, então é desejável prover um mecanismo automático para permitir que as portas sejam abertas de uma maneira automática. Em uma modalidade, como mostrado no geral na Fig. 30, o caminhão e reboque engatados um ao outro 3010 podem ser colocados de ré em qualquer uma baia de carregamento vazia pré- designada, ou uma estação independente (por exemplo uma parede) 3000, que foi modificada para incluir câmera(s) conectada(s) em rede 3020 e um conjunto de braços articulados 3032 que são parte de um conjunto robótico
3030. Pelo uso da(s) câmera(s) 3020, um operador e/ou processador remoto 3040 (que pode incluir sistema de visão e módulos auxiliares de robô) opera os braços 3032, e se capaz de agarrar trincos da porta 3052 (mostrado em linhas tracejadas), destravando as portas 3050, oscilando-as aproximadamente 270 graus, e prendendo-as nos lados 3054 do reboque. Cada braço 3032 pode incluir um efetor de extremidade articulado 3034 que atua como um dispositivo de pega. Ilustrativamente, em vez de prender os ganchos e cavilhas com olhais convencionais encontrados na maioria dos arranjos de porta de reboque, a fixação das portas 3050 no lado 3054 do reboque 3010 pode ser conseguida pelo braço robótico entregando um mecanismo de aperto independente 3060, que pode ser desdobrado para prender temporariamente a porta na base do corpo do reboque como mostrado. Uma vista mais detalhada de um mecanismo de aperto exemplificativo é mostrada na Fig. 30A. As braçadeiras podem ser construídas de um polímero flexível e/ou um metal tendo membros de mola discretos ou integrais que permitem uma ação de aperto removível. Como tal, as braçadeiras podem predispor por atrito as bordas inferiores das portas contra cada lado, livre de deslizamento, mas tal atrito pode ser superado agarrando e removendo a braçadeira. Em geral, o robô e braços devem permitir folga para as portas entre uma condição aberta e fechada (por exemplo, aproximadamente 3-6 pés).
81 / 186
[0095] A título de exemplo não limitante, um conjunto de robô de múltiplos braços, que pode ser comercialmente disponível, pode prover a base para um manipulador usado no manuseio de portas. Um robô comercialmente disponível como esse 3100 é mostrado pelo exemplo não limitante na Fig. 31. Ele consiste em dois conjuntos de braços independentemente móveis 3110 afixados a uma base central 3120. Uma variedade de arranjos alternativos é contemplada, e tais arranjos podem facilitar o movimento em vários graus de liberdade, da forma exigida para realizar as funções de destravamento de trinco, oscilação e fixação da maneira desejada.
[0096] Em operação, após as portas serem abertas pela articulação na estação de porta, o reboque com a porta aberta pode então ser colocado de ré pelo trator de terminal AV em uma baia de descarga ativa. Similarmente, o processo pode ser invertido uma vez que o reboque tenha sido recarregado e esteja pronto para deixar o pátio. Ou seja, o trator de terminal reboca e/ou puxa-o para fora da doca de carregamento e coloca-o de ré na estação de porta. O arranjo de robô (3030) é usado para soltar as portas, oscilá-las para fechar e prender os trincos.
[0097] Em uma outra modalidade, mostrado na Fig. 32, a estação de porta 3200 emprega mecanismos exclusivos para cada tarefa discreta. Cada mecanismo (uma haste básica, conjunto de hastes, ou haste(s) com efetores de extremidade) é responsável por realizar uma tarefa particular. A estação 3200 consiste em uma base do piso 3210 e uma armação estrutural vertical 3212 composta de um par de membros de armação tipo ponte-rolante espaçados (formato de U) 3220 (por exemplo, aproximadamente 8-14 pés separados, 8- 14 pés de comprimento, 6-14 pés de altura) . Com referência adicional à Fig. 32A, a estrutura da armação estrutural 3212, e a estação de porta geral, são também mostradas em vista explodida. A armação estrutural 3212 suporta uma viga transversal ou corrediço verticalmente móvel (seta dupla 3232)
3230. A viga de topo 3222 em cada membro da armação 3220 define um
82 / 186 corrediço, sobre o qual move (em uma direção para frente/para trás - seta dupla 3224) um corrediço linear. O corrediço linear 3226 inclui (por exemplo) barras laterais 3228, que carregam pilares verticais espaçados 3234. Esses pilares 3234 são espaçados pelo menos a largura do reboque 3240. Os pilares carregam, e permitem movimento vertical (seta dupla 3232) de uma viga transversal lateral ou corrediço 3230. Note que movimento linear (verticalmente e horizontalmente, e para cima/para baixo, para frente/para trás, esquerda/direita---vide eixo geométrico 3233) dos vários componentes deslizantes aqui podem ser efetuados por uma variedade de mecanismos, que devem ser claros aos versados na técnica, incluindo sistemas de cremalheira e pinhão, parafusos de avanço acionados, motores lineares, pistões pneumáticos/hidráulicos (fluido).
[0098] A viga transversal/corrediço 3230 inclui diversos mecanismos que podem (opcionalmente) mover horizontalmente ao longo da viga transversal 3230 e se estender da maneira necessária (sob movimento para frente/para trás do corrediço linear 3226) para engatar a traseira 3242 do reboque 3240. Note, resumidamente, a presença de uma barra de proteção subjacente 3241, que pode ser apertada por uma trava de doca ou outro mecanismo de segurança como descrito adicionalmente a seguir. Esses mecanismos montados em viga transversal incluem uma mecanismo de destrancamento de porta 3250 e um mecanismo de travamento/fixação de porta aberta 3260 (em cada um dos lados opostos da viga transversal 3230). O mecanismo de destrancamento de porta 3250 emprega um par de ganchos revirados estendidos para frente, ou outro efetor de extremidade adequado (por exemplo, uma garra de pegador, eletroímã, etc.), 3254 que entra abaixo de cada trinco pelo movimento coordenado do corrediço linear móvel para frente/para trás 3226 e o movimento para cima/para baixo da viga transversal
3230. Uma vez enganchado, cada trinco é levantado e os ganchos 3254 são movimentados para trás para rodar os trincos levantados e por meio disso
83 / 186 rodar e destravar (tipicamente, hastes de porta de reboque convencionais).
[0099] Uma vez destrancada, as portas são abertas por oscilação usando o mecanismo de abertura 3270 que reside na base do piso 3210. Notavelmente, o Mecanismo de Abertura de Porta 3270 desta modalidade define um par de pilares ou hastes 3272 que elevam cada qual de forma exclusiva (setas duplas 3276) para fora de cada uma das duas fendas curvas em formato de lua crescente (esquerda e direita) 3274 na base do piso 3210, e, uma vez engatada com o interior de cada respectiva porta oscilante (agora destrancada) 3244, executa movimento em um arco ao longo de seu trajeto para posicionar cada porta rente, ou quase rente, ao longo do lado 3282 do reboque 3240. Note que os pilares 3272, enquanto traçam um trajeto semicircular (definido pelas fendas 3274) para abrir por oscilação as portas pode seguir um trajeto parcial-poligonal, elíptico, curvo irregularmente e/ou em linha reta para mover as portas para os lados do reboque. Além disso, embora tensão/retração dos pilares esteja mostrada, uma outra estrutura, tal como uma roda de came com um pilar saliente, ou arranjo similar pode ser usada em modalidades alternativas. Também, embora não mostrado, os pilares 3272 podem ser acionados por baixo do piso por um chapa de acionamento rotativa, braço oscilante, cremalheira e pinhão curvos, ou uma variedade de outros sistemas mecânicos que devem ficar claro aos versados na técnica.
[00100] Uma vez que os pilares 3272 tenham movimentado as portas para uma posição aberta articulada, ao longo dos lados do reboque como mostrado na Fig. 32, um dispositivo separado 3260 montado na viga transversal 3230 em lados opostos da mesma, entrega uma braçadeira em formato de ferradura ou grampo flexível emborrachada (ou similares) 3280 sobre a porta 3244 e lado do reboque 3282 agora prensados para impedir que ela feche pela articulação, e mantê-la engatada contra o lado 3282 do reboque.
[00101] Com referência particular às Figs. 32B-32G, a estrutura e
84 / 186 operação de um mecanismo de retenção de abertura de porta oscilante do reboque de acordo com uma modalidade é mostrada em mais detalhe.
Como mostrado na Fig. 32B, a braçadeira 3280 é mostrada em vista plana.
A braçadeira 3280 é construída de um material flexível durável - por exemplo, borracha sintética ou natural, náilon, ABS, ou um compósito (por exemplo, náilon carregado com vidro). Alternativamente, a braçadeira pode ser construída total ou parcialmente de metal - com constante de mola suficiente ou um componente de mola integrado.
A braçadeira 3280 tem um comprimento LC - que deve ser suficiente para permitir que ela engate firmemente/por atrito a porta articulada para trás do reboque livre de deslizamento - por exemplo 4-15 polegadas.
A braçadeira 3280 é modelada similar a um prendedor de roupa, com um par de dentes oposto 3286, com extremidades livres cônicas opostas (distais) 3288. As extremidades 3288 assistem a guiar a braçadeira sobre a porta basculante aberta.
A largura WC entre os dentes 3286 deve ser escolhida com base na espessura TD (Fig. 32E) da porta e lado prensados.
Por exemplo, a largura WC é aproximadamente 2-5 polegadas.
As superfícies internas 3289 dos dentes 3286 definem planos paralelos como mostrado, mas um ou ambos podem alternativamente definir um polígono (não planar) e/ou a superfície interna curva para facilitar a pega e retenção da porta articulada para trás contra o lado do reboque.
A espessura da braçadeira (perpendicular à página pode variar (por exemplo, 1-3 polegadas), bem como a largura WT de cada dente 3286 (por exemplo, 1-3 polegadas). Esses parâmetros ajudam a determinar a durabilidade e constante de mola da braçadeira.
A extremidade conectada proximal 3291 da braçadeira 3280 inclui um cravo em formato de T 3290, que é dimensionado e arranjado para ser seletivamente pego (Fig. 32C) e liberado por um pegador horizontalmente móvel 3294 (seta dupla 3295 na Fig. 32D) . Um conector elétrico 3296 que potencializa um acionador (por exemplo, um solenoide) pode ser usado para operar o pegador 3294 entre os estados pego e liberado.
85 / 186 Molas e outros mecanismos apropriados podem também ser empregados no pegador 3294, de uma maneira clara aos versados na técnica. O pegador 3294, e outros elementos funcionais da estação de porta, podem ser interconectados com um controlador de estação de porta local 3292 que é também ligado ao sistema de autonomia geral na instalação (por exemplo, o servidor 120).
[00102] Deve-se notar que o arranjo de estação de porta descrito aqui efetivamente aborda a automação da tarefa de destrancamento e abertura de porta, mas também mais no geral reduz ou elimina desperdício de tempo, combustível e perigos de segurança resultantes da necessidade de um motorista sair da cabina de seu caminhão cada vez que as portas basculantes tiverem que ser abertas. Consequentemente, a aplicabilidade do arranjo de estação de porta aqui se estende não somente a operações de pátio automáticas, mas também a pátios atendidos manualmente convencionais onde portas basculantes do reboque exigem manuseio.
[00103] Ilustrativamente, o arranjo de estação de porta pode ser posicionado em uma ou mais localizações designadas em um pátio de reboque (por exemplo, próximo à guarita de vigilância onde os reboques são verificados, ou em um ponto de estacionamento designado. O arranjo aqui descrito pode, mais geralmente, ser parte de um guindaste suspenso ou um sistema portátil.
[00104] Um sistema de abertura de porta oscilante de acordo com o arranjo de estação de porta pode ser operado por um operador no local, ou um operador remoto responsável por operar múltiplos sistemas em geografias espalhadas. Em um procedimento de treinamento, um sistema de visão associado com o mesmo pode usar reconhecimento de padrão (ou customizado) e ferramentas de visão com auxílio de robô disponíveis (usando câmeras, que podem ser estacionárias e/ou localizadas no manipulador/viga transversal do arranjo) para entender como abrir a(s) porta(s) oscilante(s) de muitas configurações. Tais portas podem representar uma ampla gama de
86 / 186 configurações comercialmente disponíveis, incluindo as com 2, 3 ou 4 hastes de trava/trincos, manípulos em diferentes alturas e com/sem, por exemplo, aerodinâmica de porta traseira, tal como a bem conhecida estrutura aerodinâmica de dobramento traseira TrailerTail®, disponível pela Stemco LP de Longview, TX. Em um ambiente operacional ilustrativo, um sistema treinado pode potencialmente empregar múltiplas (por exemplo, dezenas, centenas, milhares) dessas estações de porta, operando automaticamente em pátios em todo o mundo. Tais sistemas podem incluir uma capacidade de desconsideração manual no caso em que é desejável ou obrigatório que um operador humano (isto é, um teleoperador, assentado em uma localização de controle remota) assuma e controle os manipuladores da estação de porta correspondentemente e/ou notifiquem uma pessoa no local no pátio específico no qual a estação de porta reside. É contemplado que a estação de porta, e qualquer outro sistema automático descrito aqui, possa incluir um comutador de parada de emergência, ou outro controle manual, que é facilmente acessível e para operação no caso de uma emergência. Medidas de segurança adicionais, tais como detectores de presença de animal/humano - que se baseiam em formato, assinatura térmica e/ou outros dados biométricos, podem ser empregados para assegurar que os sistemas automáticos não prejudiquem um ser vivo.
[00105] Em operação, como mostrado na Fig. 32E, uma vez que as portas são abertas por oscilação pelos pilares 3272, o corrediço linear 3226 move para frente (seta 3297) nas vigas de topo 3222 para mover as braçadeiras 3280 (pegas pelos pegadores 3294 no mecanismo de trava/fixação 3260) em direção às bordas 3248 da porta articulada para trás 3244. Então, na Fig. 32F, o movimento para frente do corrediço linear 3226 predispõe as braçadeiras 3280 sobre as bordas 3248, e para engate com as portas articuladas para trás 3244 e lados do reboque 3282. A lacuna da largura WC entre dentes de braçadeira 3286 (Fig. 32B) é menor que pelo menos uma
87 / 186 porção de a espessura TD da porta e lado empilhados/prensados de forma que os dentes são flexionados (elasticamente deformados) para fora à medida que a braçadeira 3280 é acionada sobre a borda 3248. O material da braçadeira e deformação elástica dos dentes coletivamente geram uma força de retenção por atrito que retém a porta 3244 contra o lado 3282 na orientação articulada para trás. Os pilares 3272 pode agora ser retraídos (seta 3299) para a base do piso 3210 (suficientemente para permitir folga com relação às portas e outros componentes do reboque), já que as portas agora estão presas pelas braçadeiras 3280. Dessa forma, como mostrado na Fig. 32G, o corrediço linear 3226 move para trás (seta 3298) para prover folga com relação ao reboque 3240 e preparar para o reboque seguinte entrar na estação 3200. Nesse momento, os pegadores de braçadeira 3294 estão vazios, e podem ser recarregados com novas braçadeiras (3280) de um armazém ou outra fonte (não mostrada).
[00106] Note que a geometria e material da braçadeira representada 3280 é altamente variável em modalidades alternativas - por exemplo, pode ter uma aparência mais tipo uma braçadeira C com sapatas de contato que são limitados na área superficial. Ela pode também ser construída de dois membros de aperto separados que são articuladamente unidos e incluem (por exemplo, uma mola mecânica separada (por exemplo, envolta). Similarmente, o conjunto de pegador pode operar de uma variedade de maneiras e empregar uma variedade de princípios mecânicos para entregar e afixar de forma liberável a braçadeira à porta articulada para trás. O sistema (usando a braçadeira representada 3280 ou um outro tipo de braçadeira) pode incluir mecanismos de liberação potencializados e/ou não potencializados - por exemplo, um mecanismo que libera a braçadeira quando o corrediço 3226 é acionado suficientemente sobre a borda da porta 3248. É desejável no geral que a estação oscile as portas de volta e então aplique um dispositivo de retenção que pode ser posteriormente removido por um operador robô ou
88 / 186 manual quando não mais desejado - por exemplo, após o carregamento ser concluído.
[00107] Em uma modalidade alternativa, as funções e/ou operação da estação de porta podem ser implementadas usando um mecanismo de abertura de porta móvel. O mecanismo pode ser montado no reboque (por exemplo) na guarita de vigilância ou integrado no reboque.
[00108] Uma outra forma de mecanismo pode ser provida em uma base móvel (por exemplo, um robô móvel comercialmente disponível ou customizado) desdobrado no reboque e realizar as mesmas funções que a estação (por exemplo) no momento de engatar ou remover o reboque do trator de terminal AV. O robô pode ser autônomo, usando sensores internos, e/ou guiados por um operador. Tais robôs são atualmente empregados em tarefas militares, cumprimento de lei e outras tarefas em que manipulação remota são tarefas desejadas e podem ser adaptados para a presente modalidade. V. Travamento do Reboque na Doca
[00109] Em operação, usando sensores tais como câmeras visuais, LiDAR, radar, e/ou outros dispositivos de sensoreamento internos, o trator de terminal AV reverte, e alinhando o reboque com uma doca de (des)carregamento pré-designado. Os sensores no trator de terminal AV guiam seguramente o caminhão e o reboque abaixo na rampa da baia de carregamento e seguramente colocam o reboque contra a porta da baia. Uma vez preso, se equipado, trava de doca pode ser ativada na doca de carregamento, e carregamento/descarregamento pode em seguida ser iniciado.
[00110] Em várias modalidades, uma assim chamada trava de doca pode ser um sistema comercialmente disponível que é localizado por baixo da superfície da doca de carregamento e desdobra braçadeiras quando o reboque tem que ser preso para carregamento/descarregamento. O sistema pode ser iniciado automaticamente ou por um operador de doca de carregamento. Em geral, as braçadeiras de trava de doca engatam uma estrutura adequadamente
89 / 186 robusta na traseira do reboque - por exemplo, a armação de prevenção de choque inferior/conjunto de barra (vide estrutura 2160 na Fig. 21). Quando desdobrado, certos sistemas comercialmente disponíveis operam um sistema de luz indicadora visível. Uma luz verde é iluminada dentro da área de carregamento quando travada e uma luz vermelha é iluminada fora quando travada. Ao contrário, quando destravada, uma luz vermelha é provida dentro e uma luz verde é provida fora. A(s) câmera(s) e/ou câmeras de instalação do trator de terminal AV que são integradas com o servidor de sistema (120 na Fig. 1) podem ser adaptadas para identificar o tipo e cor da luz e usar isso para guiar os movimentos do trator de terminal AV - por exemplo, se deixa de puxar o reboque até que leia uma luz verde exterior. Alternativamente, ou adicionalmente, sensores podem ser providos diretamente sobre ou no mecanismo de trava e prover informação de estado diretamente aos receptores RF, ou outros tipos, interconectados com o trator de terminal AV e/ou servidor da instalação.
[00111] Em geral, uma vez que o reboque é colocado na doca e travado, dependendo da demanda atual para os serviços do trator de terminal AV, ele pode ser programado para permanecer na posição ou desconectar e realizar sua tarefa seguinte, retornando posteriormente a reconectar. Também, quando membros da turma de (des)carregamento tiverem completado a tarefa, um indivíduo dessa turma pode designar que o reboque está pronto para ser movimentado. Os sensores do trator de terminal AV lerão o sinal do mecanismo de trava de doca, para quando for seguro partir. Uma vez fora da doca, se necessário, as portas do reboque podem então ser fechadas pelas opções previamente descritas. Dependendo dos protocolos do pátio, o trator de terminal AV então levaria o reboque de volta para a área de concentração ou para uma outra localização pré-designada, desconexão, mediante o que uma outra inspeção visual poderia ser realizada, e atualização do YMS pode ser completada.
90 / 186 VI. Dispositivos e Operações de Trator de terminal AV Adicionais A. Fonte de Pressão Secundária
[00112] A fim de simplificar a conexão do trator de terminal no reboque para as grandes variações nas localizações de conexão de serviço que existem, uma opção é produzir conectores de adaptador que possam ser aplicadas a qualquer configuração, produzindo uma localização de conexão universal em qualquer reboque. Este conector pode ser provido e/ou conectado à guarita de vigilância, ou pelo motorista durante desconexão do OTR. Além do mais, um acoplamento de mangueira de ar provido no adaptador de linha de ar de conexão universal' poderia ser conectado ao sistema de acoplamento de mangueira de ar existente do reboque pelo motorista do OTR, durante desconexão. Isso pode permitir que uma variedade de opções, mais adequadas para conexão de caminhão AV, seja obtida. Também, além do adaptador universal, o sistema pode incluir um cone que cobre o conector universal e permite uma redução na necessidade de precisão de alinhamento. O cone pode fisicamente assistir a guiar e alinhar a conexão da linha de serviço.
[00113] Para evitar a necessidade de qualquer conexão de serviço (pneumática, etc.) do trator de terminal AV no reboque, em um arranjo alternativo, um compressor ou tanque de ar pré-comprimido pode ser preso ao reboque (por exemplo, na guarita de vigilância, ou pelo motorista, durante desconexão do OTR). O ar pressurizado pode ser capaz de liberar os freios de emergência do reboque por meio de um sinal (por exemplo, RF) (do trator de terminal AV), ou um contato fisicamente fechado que ocorre durante conexão do pino mestre do trator de terminal AV que sensoreia que o reboque está agora engatado no caminhão. Esse sistema pode então ser removido quando o reboque sai do pátio por meio da guarita de vigilância. De acordo com a necessidade, o tanque pode ser recarregado para reutilização futura por um sistema de compressor no pátio.
91 / 186 B. Dole de Roda
[00114] Uma outra opção que eliminaria a necessidade de um trator de terminal AV conectar nas conexões de serviço emprega um dole de roda de reboque. O motorista de OTR dá ré com seu reboque em um ponto designado com dois doles de roda independentes em posição. O motorista então dirige as rodas do reboque para cima em uma pequena rampa e para um berço de cada respectivo dole. As rodas do reboque são então presas nos respectivos berços. Enquanto durar o tempo que o reboque permanece no pátio, o dole permanece afixado, e pode ser remotamente controlado (por exemplo, usando sinais RF gerados pelo controlador do caminhão) pelo trator de terminal AV para travar e destravar o sistema de freio de emergência localizado no dole. Em uma modalidade, os freios podem ser eletronicamente controlados (de uma maneira customizada, ou de uma maneira clara aos versados na técnica) usando uma bateria interna, ou a bateria (que é recarregável e pode ser reparada por um robô de carregamento automático, ou em uma estação de carregamento) pode acionar um compressor com um tanque de armazenamento (acumulador) que provê ar aos freios com base em um comutador eletricamente acionado. O comutador recebe sinais de controle de um controlador/processador interno no dole por meio dos sinais RF transmitidos do caminhão. A bateria pode também acionar luzes de ré/indicadoras ligadas no dole que são operadas por meio do controlador/processador com base em sinais do caminhão. Ou seja, como outras modalidades aqui, quando o caminhão opera algumas ou todas dentre luzes sinalizadoras, de freio, de ré ou outra de segurança, as luzes no dole são similarmente operadas. Em uma outra modalidade, um compressor é omitido e um tanque ou tubo recarregável de ar comprimido é armazenado no dole, conectado por meio do comutador acionado até o dole frear. O tanque, que pode variar de tamanho para acomodar o fator de forma do dole, pode ser recarregado com ar comprimido - em sua máxima pressão - por uma estação
92 / 186 de compressor manualmente operada ou automática apropriada na instalação, da maneira exigida - um transdutor de pressão pode transmitir sinais ao caminhão e/ou servidor para monitorar quando recarga é necessária. Como descrito aqui, um tanque/tubo pressurizado como esse pode ser usado diretamente no circuito de freio do reboque e o monitoramento/recarga de uma unidade como essa pode ocorrer similarmente à descrição anterior. C. Folga da Estrutura de Suporte no Chão
[00115] Com referência ao esquema representado 3300 na Fig. 33, é altamente desejável evitar dano ao reboque e/ou equipamento associado com a docagem. É tipicamente necessário quando um trator de terminal 3320 conecta a um reboque 3310 que a estrutura de suporte no chão 3312 do reboque fique fora do chão (linha tracejada 3322) antes que o movimento do trator de terminal possa ocorrer. Um operador humano de trator de terminal fará uma inspeção visual da estrutura de suporte no chão e reboque antes de seguir em frente. Um trator de terminal AV pode usar a mesma abordagem para verificar que o reboque está devidamente levantado em relação ao chão (linha tracejada 3322). Ilustrativamente, uma câmera 3330 e sensor de determinação de distância 3332 podem ser montados na face traseira superior da cabina 3334, e podem ser acoplados entre si a fim de fazer essa determinação. A câmera 3332 pode ser usada para monitorar um recurso visual exclusivo no reboque, enquanto o sensor de determinação de distância 3330 provê informação adicional que permite que o sistema de processador interno 3338 calcule essa posição de recurso exclusivo no espaço. A determinação da altura da quinta roda 3340 (mostrada em linhas tracejadas) é baseada na diferença na posição vertical do recurso exclusivo identificado no painel frontal do reboque entre o início e o final da manobra de conexão. Note que a câmera 3330 e o sensor de determinação de distância 3332 podem também ser usados para outra funcionalidade do trator de terminal AV.
[00116] Em operação, no início da manobra de conexão do trator de
93 / 186 terminal/reboque, antes de o trator de terminal 3320 mover de ré (seta 3338) no reboque 3310, um algoritmo de visão/módulo de processo de computador, que pode ser instanciado no processador 3338, processa dados da câmera 3330 e seleciona um recurso exclusivo (ou recursos) na face dianteira (também denominada um “painel”) 3342 do reboque 3310. O(s) recurso(s) pode(m) ser rastreado através da manobra de conexão. Como mostrado na imagem exemplificativa 3350, o(s) recurso(s) pode(m) ser inscrição ou outras marcações, um canto do reboque, ou uma imperfeição no reboque de distinção suficiente para constituir um recurso rastreável. A título de exemplo, recursos exclusivos podem ser identificados pela aplicação de detectores de canto de baixo nível na imagem de entrada e identificar um sub-região rica de canto da imagem. Uma vez que detecções de canto tenham sido produzidas, elas são agrupadas em grupos com cada grupo tendo sua própria caixa de delimitação 3352, 3354, 3356, 3358 e 3360 contendo um conjunto de detecções de canto correspondentes.
[00117] Mais particularmente, e com referência adicional a um procedimento 3370 Fig. 33A, recursos de canto são identificados em quadro de imagem adquirido 3371. Eles são agrupados com caixas de delimitação apropriadas 3372 em quadro de imagem processado 3374 (com base em quadro adquirido original 3371). Como mostrado no quadro processado 3376, a delimitação é então usada para extrair uma imagem de molde de recurso de referência 3378, que é então correspondido em quadros de imagem adquiridos subsequentes 3380 para encontrar o recurso selecionado 3382.
[00118] No momento em que o recurso exclusivo é identificado, o sensor de determinação de distância 3332 então calcula a distância até o painel dianteiro do reboque 3342. Com essa combinação de dados de sensor, a posição do recurso pode ser estimada em relação ao trator de terminal 3320. À medida que o trator de terminal 3320 manobra de ré no reboque 3310, o recurso exclusivo é rastreado, e a distância do reboque será medida, provendo
94 / 186 uma medição de posição contínua do recurso exclusivo em relação ao trator de terminal. Quando o trator de terminal 3320 completa a ré no reboque 3310, a quinta roda 3340 é levantada. Se a quinta roda 3340 for devidamente engatada com o reboque 3310, então a extremidade dianteira 3342 do reboque levantará em relação ao chão e a posição do recurso rastreado refletirá essa mudança de elevação. Isso é representado pelos dois quadros de imagem lado a lado 3391 e 3392 na representação 3390 da Fig. 33B. O quadro esquerdo 3391 representa a imagem da extremidade dianteira do reboque 3342 antes de ele ser engatado pela quinta roda e, dessa forma, se apoiar na estrutura de suporte no chão em um primeiro nível. Esse nível é revelado pelo nível correspondente (linha 3393 do recurso rastreado 3394). O sistema de visão identifica uma mudança de altura (linha 3395) no recurso rastreado 3394 no quadro direito 3392, após a quinta roda ter engatado e levantado o nível da frente do reboque 3342. É essa mudança de altura, em que o componente vertical da posição do recurso rastreado 3394 permite a computação da elevação que a quinta roda levanta a estrutura de suporte no chão em relação ao chão. Além do mais, o rastreamento do nível do recurso também permite que o sistema de trator de terminal abaixe incrementalmente o reboque para perto do chão quando entra de ré (ou levanta quando sai) em uma doca de carregamento, a fim de evitar danificar equipamento sensível e marginar em torno da doca. Mais no geral, o controlador e/ou servidor pode prover informação a respeito das alturas de doca e o processo de controle de altura pode adaptar a altura do reboque levantando e abaixando a quinta roda para assegurar que o topo do reboque fique posicionado baixo o bastante para desvencilhar da doca particular (ou outra obstrução suspensa). D. Localização do Reboque
[00119] É também altamente desejável determinar a localização desconhecida de reboques em ambientes de centro de distribuição logística. Em muitos casos, é a responsabilidade de um caminhão motorista humano
95 / 186 dirigir pelos conjuntos de reboques estacionados a fim de encontrar um específico que foi designado para ser puxado. O motorista do caminhão faz essa determinação procurando o número de identificação de reboque exclusivo em cada reboque (por exemplo, ao longo da face dianteira), e então comparando-o com o número do reboque atribuído em seu manifesto. Caminhões autônomos que operam em um ambiente de pátio logístico podem ser adaptados para realizar uma tarefa similar de acordo com uma modalidade, e emprega equipamento de sensoreamento e algoritmos de software para extrair números de identificação de reboque (ou outra marca distintiva de identificação), que podem então ser comparados com o número do reboque atribuído provido pelo servidor de sistema, YMS, etc. Além de determinar localizações de reboque e subsequentemente inventário e mapeamento de pátio, existem outras tarefas discretas que poderiam ser empregadas para essa plataforma de computação e sensoreamento móvel. Essas tarefas incluem (a) detectar anomalias no pátio, (b) detectar tráfego que não está obedecendo as regras de tráfego (tais como excedendo os limites de velocidade, não parando nos sinais de parada, dirigindo no lado errado da estrada/rota, etc.), e (c) detectar acidentes/colisões (menores ou maiores) no pátio.
[00120] Ilustrativamente, e com referência à cena 3400 da Fig. 34, à medida que o trator de terminal AV está atravessando a área de estacionamento representada 3410 para reboques 3412, 3414 e 3416, LiDAR (Detecção de Luz e Alcance) é usado para localizar (posição em relação ao trator de terminal AV) cada reboque que está passando. Uma vez que a localização de um reboque tenha ocorrido, um sistema de visão por computador no processador interno dos caminhões ou em um computador/servidor remoto interconectado pode processar a imagem de câmera do painel frontal do reboque 3422, 3424, 3426, respectivamente, procurando regiões potenciais que contém marcações de identificação de
96 / 186 reboque exclusivas.
A título de exemplo, as marcações 3428 são identificadas em cada face dianteira do reboque (3422, 2424, 3426), em diferentes localizações no mesmo.
Essas marcações podem consistir em uma cadeia de caracteres alfanuméricos ou um fiducial codificado visualmente exclusivo (um marcador exclusivo, por exemplo, um código QR, outro código ID, e/ou ARTag.
A título de fundamentação, uma Etiqueta AR (Realidade Aumentada) (também geralmente denominada “ARTag”) é um sistema de marcador fiduciário para suportar realidade aumentada, dentre outros usos.
Tais etiquetas permitem o aparecimento de objetos virtuais, jogos, e animações no mundo real.
AREtags geralmente permite capacidades de rastreamento de vídeo que calculam uma posição e orientação da câmera em relação a marcadores físicos em tempo real.
Uma vez que a posição da câmera é conhecida, uma câmera virtual pode ser posicionada no mesmo ponto, revelando o objeto virtual na localização da arTag.
Pode-se, dessa forma, prover um sistema de visão em um trator de terminal AV/veículo autônomo com rastreamento de ponto de visão e interação de objeto virtual.
Uma ARTag é tipicamente um padrão quadrado impresso em uma superfície, os cantos dessas etiquetas são fáceis de identificar da perspectiva de uma única câmera, de forma que a homografia na superfície da etiqueta pode ser computada automaticamente.
O centro da etiqueta também contém um padrão exclusivo para identificar múltiplas etiquetas em uma imagem.
Quando a câmera é calibrada e o tamanho dos marcadores é conhecido, a pose da etiqueta pode ser computada em unidades de distância do mundo real.
Uma pluralidade de tais AREtags 3430 é mostrada, a título de exemplo não limitante, na Fig. 34A.
Após o uso (por exemplo) de processos de sistema de visão convencional para identificar esses código de ID exclusivos, um processo de decodificação de ID apropriado pode ser usado para determinar qualquer dado alfanuméricos subjacente (ou outro simbólico) contido na etiqueta/código.
Processos/software para encontrar e decodificar ID
97 / 186 apropriados são comercialmente disponíveis por vendedores, tal como a Cognex Corporation of Natick, MA.
[00121] Com referência à Fig. 34B, um trator de terminal AV exemplificativo 3440 é representado, tendo um sistema de sensor para realizar a extração automática de informação de identificação de reboque. O sistema pode incluir um LiDAR de múltiplas varreduras 3442, montado (por exemplo) no teto da cabina 3444, e uma ou mais câmera(s) 3446 e 3448, montadas em uma localização apropriada na cabina do trator de terminal AV (por exemplo lados esquerdo e direito opostos) para devidamente formar imagem de tais reboques durante movimento em torno do pátio. Como mostrado, o LiDAR 3442 pode varrer um campo aproximadamente 360 graus 3450, enquanto cada câmera 3446 e 3448 pode formar imagem de um campo de vista divergente para fora (por exemplo, cone de expansão) 3452 e 3454, respectivamente. O campo de visão resultante pode capturar reboques que passaram em qualquer lado do trator de terminal AV 3440, e ligeiramente à frente e detrás do o caminhão (igualmente às faces dianteiras do reboque dispostas em vários ângulos não perpendiculares a cada eixo geométrico óptico da câmera OA1 e OA2. Câmeras dianteiras e/ou traseiras (não mostrada) podem também ser providas no caminhão 3440 da maneira desejada para assegurar cobertura visual de aproximadamente 360 graus da maneira apropriada. Alternativamente, uma ou mais câmeras podem ser montadas em suportes móveis que mudam a posição de uma maneira periódica, adquirindo imagens de uma pluralidade de perspectivas com o tempo, a uma taxa suficiente para assegurar que objetos são identificados na velocidade de deslocamento/passagem prevalecente do caminhão.
[00122] Em operação, como mostrado no fluxograma baseado em imagem 3460 da Fig. 34C, o LiDAR 3442 é usado para sensorear os reboques individuais 3461, 3463 e 3467 em cada lado do trator de terminal AV 3440 (quadro 3462). A(s) varredura(s) de LiDAR é/são analisada(s) para localizar
98 / 186 um recurso de reboque candidato definido no quadro 3464. Essa localização (representada pela caixa de delimitação 3466 em torno de um reboque particular 3467) pode implicar na comparação do sinal recebido do LiDAR com assinaturas conhecidas treinadas no sistema de processamento. Uma vez que a localização de um reboque seja determinada em relação ao trator de terminal, o processamento visual de imagens adquiridas pela(s) câmera(s) 3446, 3448 pode ocorrer. Se a análise envolver extrair o número de identificação de reboque existente, então as localizações potenciais de texto candidato 3470, 3472 no painel frontal 3474 da imagem adquirida do reboque são identificadas (Quadro 3468). Uma vez que essas regiões de texto candidatas tenham sido identificadas, as sub-janelas correspondentes (por exemplo, caixas de delimitação) que contêm as regiões candidatas são analisadas usando (por exemplo) reconhecimento óptico de caráter OCR (que pode ser parte de um pacote de processo/software de sistema de visão) para extrair o texto real nessas regiões (quadro 3478). Texto é comparado com tipos conhecidos, e qualquer texto identificado/decodificado que não atende as características de um número de identificação de reboque é descartado, deixando a opção mais provável 3480 (Quadro 3482). Se AREtags forem usadas no reboque e no processo, em vez de basear na extração do número de identificação de reboque, um conjunto similar de estágios/quadros de processamento é para identificar a Localização do Reboque, mas o algoritmo de visão por computador procurará ARTag candidatos, em vez de textos candidatos. Note que AREtags têm uma aparência muito exclusiva e, dessa forma, devem possuir muito pouca sub-regiões de imagem candidatas ambíguas. Uma vez que a sub-região é identificada, a arTag pode então ser traduzida em seu identificador numérico correspondente. E. Comunicações na Doca de Carregamento
[00123] De uma perspectiva de segurança, como com sua contraparte homem-motorista, é desejável prover uma transferência coordenada de
99 / 186 aprovação entre um sistema de trator de terminal AV e pessoal da doca de carregamento associado (aqui definido de forma a incluir controladores, robôs e sistemas robóticos - em um ambiente de armazém automático) a fim de permitir movimento/tração de um reboque. Em uma modalidade, um sistema de comunicações coordena uma transferência segura entre sistemas autônomos e pessoal da doca para assegurar que um trator de terminal AV não se separe da doca sem (livre de) permissão explícita para assim proceder pelo pessoal da doca. O sistema também interopera com outros sistemas (por exemplo, trava de doca ou um sistema de apoio de roda automático) para coordenar a fixação física de um reboque quando inicialmente estacionado na doca, a fim de impedir o movimento inadvertido de um reboque durante carregamento/descarregamento. Além do mais, o sistema de comunicações também facilita uma notificação ao pessoal da doca de uma chegada do reboque na doca, por meio disso permitindo uma oportunidade de ganhar eficiência em operações de carregamento/descarregamento.
[00124] Operações de doca de carregamento manuais de acordo com uma implementação da técnica anterior atualmente se baseiam em sinais visuais, que são transmitidos ao operador de trator de terminal. Uma representação diagramática de uma implementação básica de um sistema de sinal como esse 3500, e unidade de luz associada 3510, é mostrada a seguir na Fig. 35. A unidade de sinal exemplificativa 3510 consiste em um luz vermelha 3520 e luz verde 3530, e entradas manuais de estado de travamento, mostrada aqui como (por exemplo) comutador articulado de três posições que inclui a seleção entre (a) um reboque apoiado (verde na doca), (b) um reboque não apoiado (vermelho na doca), e (c) a doca fechada (vermelho na doca, e opcionalmente, fora da doca). Se o reboque não estiver atualmente passando por um processo de carregamento, e puder ser seguramente puxado para fora, então o semáforo verde 3530 é iluminado. Se o reboque não estiver sendo puxado para fora, então o semáforo vermelho 3520 é iluminado. Note que o
100 / 186 motorista do trator de terminal (nesse exemplo não automático) pode também prover entrada do estado de apoio da roda movimentando o comutador articulado de três posições 3540, por meio disso indicando que as rodas do reboque estão apoiadas, não apoiadas, ou se a doca não está operacional para manutenção. A unidade de sinal 3510 conecta à infraestrutura do edifício/pátio 3560 por meio de um chicote de fiação ou outra ligação de energia/dados 3550, para interoperar com sinais de posição de porta da doca, e controles internos e luzes de estado interiores à instalação da doca.
[00125] Em uma modalidade, mostrada na Fig. 36, um arranjo de sinal 3600, similar ao arranjo manualmente operado 3500 da Fig. 35, é mostrado. A unidade de sinal 3610 pode ser construída similarmente ou identicamente, e incluir uma luz vermelha 3620, luz verde 3630, comutador de três posições 3640 e chicote de fiação/ligação 3650. Ilustrativamente, um dispositivo de comunicações eletrônico (interface) 3670 entre a unidade de sinal (por exemplo) convencional 3610, que pode ser um elemento pré-existente em implementação modernizada, e a conexão da infraestrutura do edifício/pátio (3660) por meio de um chicote de fiação/ligação 3672. Como mostrado adicionalmente na caixa em linha tracejada 3671, o dispositivo de comunicações 3670 contém um processador 3674, um processo de hospedagem/aplicação de software 3676, interface(s) 3678 com a infraestrutura do edifício/pátio 3660, interface(s) 3680 com a unidade de sinal (por exemplo) convencional 3610, interface(s) 3682 com o trator de terminal AV (descritas de forma variada aqui) por meio de uma rádio/ligação de dados sem fio 3681 e, opcionalmente, interface(s) 3684 com qualquer sistema de apoio de doca/travamento (como descrito aqui), se, assim equipado, por meio de um chicote de fiação/ligação 3685. Deve ficar claro que o uso de um dispositivo/interface de comunicação 3670 permite o uso de uma unidade de sinal existente (por exemplo, instalada ou fora de prateleira). O sistema eletrônico de comunicação de doca é responsável por prover leitura de sinais
101 / 186 de movimento de segurança do edifício/pátio e prover esse por meio de uma interface de software ao sistema autônomo pela ligação de dados sem fio. Adicionalmente, com realimentação do sistema autônomo (por exemplo, no servidor), e sistema de apoio de doca/travamento opcional, o sistema eletrônico de comunicação de doca pode prover estado de travado/apoiado ou não travado/apoiado à infraestrutura do edifício/pátio . Entretanto, este arranjo (3600) não pode no geral mudar um estado físico de comutação na unidade de sinal existente. Essa modalidade provê leitura eletrônica de estado de segurança e provê essa leitura ao sistema autônomo sem a necessidade de medir o estado de luz por meio de um sensor, tal como uma câmera externa que sensoreia a cor de luz atual ou a localização na unidade com imagem formada do sinal iluminado (isto é, topo para vermelho, base para verde, etc.).
[00126] A Fig. 37 representa um outro arranjo 3700 em que a unidade de sinal 3710 é construída para o propósito específico (construída customizada)) com componentes de interface integrados como descrito aqui, ou é modernizado com tais componentes integrados, usando uma unidade de sinal convencional como uma base para a modernização. Nesta modalidade, mostrada na Fig. 37, a unidade de sinal 3710 inclui o sistema eletrônico de comunicação de doca 3770 interno (integrado com) à unidade de sinal 3710. Similar ou idêntico em função aos componentes do bloco 3671 (Fig. 36), o sistema eletrônico integrado 3770 pode incluir uma interface de processador, processo de hospedagem, com a infraestrutura do edifício/pátio 3760 (com chicote de fiação/ligação associado 3772), interface do circuito da unidade de sinal (interna), interface de trator de terminal AV, com ligação de rádio sem fio 3781 embutida no alojamento da unidade de sinal 3710, e interface de travamento de doca/apoio opcional (com chicote de fiação/ligação associado 3785). Como mostrado, o arranjo geral de chicote de fiação é simplificado/reduzido, e existe (tipicamente) uma unidade física para integrar na doca (isto é, a unidade de sinal integrada 3710). Entradas de usuário com
102 / 186 relação a travado/apoiado ou não travado/apoiado são integradas na unidade 3710 por meio de botões de apertar 3790, de forma que entradas manuais versus entradas autônomas de estados (por exemplo, (a) um reboque apoiado (verde na doca), (b) um reboque não apoiado (vermelho na doca), e (c) a doca fechada (vermelho na doca, e, opcionalmente, fora da doca) são consistentes.
[00127] A Fig. 38 mostra um outro arranjo ilustrativo 3800 para utilizar uma unidade de sinal tipo convencional (por exemplo, a unidade de sinal supradescrita 3510 na Fig. 35). Nesta modalidade, o sistema observa o estado de iluminação (vermelha 3520 ou verde 3530) desse sinal convencional usando um ou mais sensores 3830 montados internamente (ou associados com) ao trator de terminal AV 3820 de acordo com uma modalidade aqui. Um exemplo de um tipo de sensor é uma câmera eletro- óptica em cores ou escala cinza de projeto apropriado. Entretanto, outros tipos de sensor/sensores são contemplados para uso com este arranjo, tal como um fotodetector com um filtro que permite apenas uma forma de luz (vermelha ou verde) passe. Dados 3842 do(s) sensor(es) 3830 é(são) analisado(s) e interpretado(s) por um processo(dor) e/ou aplicação de software no controlador do trator de terminal AV 3850 ou processador remoto (por exemplo, o servidor), por meio de ligação de dados sem fio do caminhão 3840, para determinar se os semáforos vermelhos e/ou verdes são iluminados - praticamente da mesma maneira que um operador humano do trator de terminal determinaria o estado do sistema. Os resultados dessa análise e interpretação são providos ao sistema de trator de terminal AV. É contemplado que o sensor (câmera 3830) seja montado de forma que o(s) semáforo(s) 3520, 3530 resida(m) em sua faixa de trabalho e campo de sensoreamento/vista 3860 quando o caminhão é localizado em uma posição apropriada em que o recebimento de tal informação é em tempo e conveniente - por exemplo, quando o caminhão está alinhado com a doca para tração, engate e/ou desengate do reboque 3870.
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[00128] Uma generalização do sistema de sinal de doca é concebida, em que as ações de um sistema robótico que opera em um pátio ou unidade lançadeira possam ser inibidas até que a autorização apropriada seja provida. Esses conceitos de autorização generalizada permitem maior integração nas operações de pátio e de transporte e permitem flexibilidade com relação ao robô que opera em coordenação com pessoas, veículos, e outro equipamento de manuseio de material.
[00129] Ações que podem ser inibidas podem ser consideradas de forma geral e incluem tanto movimentos físicos quanto interações virtuais com outros componentes, veículos, trabalhadores, robôs, equipamento, componentes de infraestrutura, despacho (comando e controle), e assim por diante. Essas ações incluem todas interações físicas ou virtuais que um sistema robótico que opera em um ambientes que roda em pátio e lançadeira pode fazer. Exemplos incluem, mas sem se limitar, a) Autoridade para entrar e mover através de uma interseção, b) Autoridade para entrar e mover através de uma faixa de pedestre, c) Autoridade para mover em torno e por baixo de um guindaste, carregadeira lateral, ou outro equipamento de manuseio de material, d) Autoridade para entrar ou sair de regiões específicas (por exemplo, estações de carregamento, baias de manutenção, etc.), e) Autoridade para manobrar em torno de áreas onde trabalhos de manutenção, construção, ou reparo estão ocorrendo, f) Autoridade para aproximar ou afastar das estações de abertura/fechamento de porta oscilante, g) Autoridade para aproximar ou afastar de outros sistemas robóticos, tais como as estações de abertura/fechamento de porta oscilante automática, h) Autoridade para conectar a redes de dados de infraestrutura do local.
[00130] Diversos mecanismos são concebidos para prover autorização, incluindo físicos, virtuais, e sensoreados. Mecanismos físicos são entradas com as quais uma pessoa engaja a fim de prover ou remover autorização. Esses mecanismos incluem, mas sem se limitar, comutadores tais como
104 / 186 comutadores momentâneos ou articulados. O estado dessas entradas é lido eletronicamente e são providos ao robô por meio de comunicação de dados sem fio. Mecanismos virtuais são entradas que são envolvidas por meio de interfaces de software, tanto no robô quanto por meio de interface de aplicações de software de usuário. Mecanismos sensoreados se referem a meios pelos quais o robô pode obter autorização (ou não) por meio de sua suíte de sensor interna, em vez de serem providos dados de estado por dados sem fio transmitidos ao robô. Vários mecanismos são possíveis incluindo medição de sensor do estado de semáforos, sensoreamento e reconhecimento de gestos feitos por pessoal, e assim por diante.
[00131] A entrada nos mecanismos de autorização pode ser provida por pessoas diretamente, ou por meio de outro equipamento (robótico ou não) nos ambientes de pátio e lançadeira. Pessoas incluem tanto outros trabalhados no ambiente operacional, bem como operadores de segurança ou observadores, que podem ser estacionados internamente no robô, em um veículo de apoio, ou uma localização de desmontagem no chão.
[00132] Interno ao robô, o estado de mecanismos de autorização é lido ou sensoreado, e então usado pelo robô para determinação de certas ações que podem ser iniciadas ou impedidas. Esses comportamentos podem ser intimamente interligados com os objetivos primários que o robô foi solicitado a satisfazer, ou interações e comportamentos periféricos. Sem autorização, o robô não continua com as ações para quais autorização é exigida. Mediante recebimento de autorização, o robô pode continuar com as ações para as quais ele foi autorizado a realizar. F. Carregamento de Interface de Usuário
[00133] Um veículo elétrico demanda recarga regular para repor a potência da bateria para movimento do veículo e acionamento de equipamento auxiliar. Para um sistema autônomo, que consiste em um ou mais veículos elétricos autônomos sob controle de um sistema de
105 / 186 gerenciamento, é desejável incorporar conhecimento de estado/status de carga na operação do sistema para utilização adequada do veículo (por exemplo, alocação eficiente de seus recursos de bateria atuais às tarefas), e coordenar operacionalmente os momentos oportunos quando cada ativo tem que ser recarregado para maximizar a utilidade operacional.
[00134] A Fig. 39 representa uma modalidade de um arranjo de interface de usuário (UI) 3900 para especificar momentos ideais para carregar um veículo elétrico autônomo, tal como o trator de terminal AV ilustrativo de acordo com as várias modalidades aqui. Com a organização e designação pelo sistema dos momentos de carregamento ideais, o sistema de autonomia (tendo um processo/processador de autonomia generalizado 3930 que roda em um ou mais sistemas de computador 3910 (por exemplo PC, computador de colo, servidor, mesa digitalizadora e/ou ambiente de computação nas nuvens, etc.), e processadores associados 3920) podem consultar esses momentos para determinar quando o(s) veículo(s) deve(m) ser retornado(s) para uma estação de carregamento. Essa organização/designação permite que tempos de carregamento (quando e por quanto tempo) sejam incorporados em planejamentos operacionais para o local, por exemplo, para evitar conflitos entre o tempo de parada do veículo para carregamento e o tempo produtivo necessário para exigências operacionais, e para que essa informação seja provida ao sistema de autonomia. Um processo/processador/aplicação de software de gestão/programação de carga que executa no processador 3920 do sistema de computador 3910 na instalação contém uma tela de interface de usuário (ou (por exemplo) gerador de página de rede para telas portáteis, tais como telefones inteligentes, mesas digitalizadoras, computadores de colo, etc.) 3950 para exibição e entrada de tempos de carregamento ideais (colunas 3952) para ativos de veículos individuais (fileiras 3954). O operador entra com tempos de carregamento desejados (designados como uma entrada “CHG” 3960), e o processo/processador do sistema de autonomia 3930 honra
106 / 186 esses tempos, em resposta a comunicação do processo/processador de gestão/programação de carga 3940, retornando o(s) veículo(s) para estações de carregamento para a janela de carregamento designada. A UI pode opcionalmente apresentar o estado de carga atual (coluna 3970), e uma opção para o operador comandar assincronamente um ativo para retornar para uma estação de carga agora (coluna 3980). O sistema ainda permitirá que um ativo especificamente designado realize uma missão em seus janelas de tempo de carregamento de outra forma designadas, se o ativo tiver carga suficiente e o operador escolher desconsiderar a janela de carregamento. Uma vez que um ativo esteja abaixo de uma carga suficiente, o veículo elétrico não pode aceitar nas atribuições de movimento além de navegar até a estação de carregamento.
[00135] Em uma outra modalidade, o pessoal pode ser notificado de quando certos níveis de carregamento são atingidos, quando ativos são arranjados para conexão manual à infraestrutura de carregamento, e quando ativos podem ser removidos da infraestrutura de carregamento. Essas notificações podem ser opcionalmente exibidas em tela na tela UI 3950 localizada na instalação, como aqui descrito. Outras opções de notificação podem incluir e-mails automáticos, mensagens de texto, e outros métodos de notificação (alerta 3992) ao pessoal do local, por meio de rede e/ou ligação de comunicação e processo/processador associado 3990.
[00136] Uma outra modalidade da interface de carregamento pode incluir programação no software de planejamento de missão para movimentos de veículo autônomo. o sistema de planejamento de missão recebe como entrada essa programação e usa janelas de carregamento designadas como restrições na computação dos planos de movimento para o(s) veículo(s) autônomo(s).
[00137] Ainda uma outra modalidade inclui incorporação de estado de carga atual, junto com uma especificação opcional de tempos de
107 / 186 carregamento ideais, em processo/processador/software de planejamento de missão 3994 para movimentos de veículo autônomo. O sistema de planejamento de missão recebe realimentação de estado de carga atual por meio de telemetria sem fio dos ativos para os quais ele está provendo planos de missão. Estado de carga é incorporado como uma restrição que o sistema de planejamento de missão tem que satisfazer. Dessa forma, o sistema de planejamento de missão é responsável por gerenciar movimentos além de manter os veículos em um estado saudavelmente carregado. O planejador de missão pode ser opcionalmente guiado pela especificação de períodos de tempo de carregamento ideais, como aqui discutido, a fim de prover orientação para planos computados pelo planejador de missão.
[00138] Uma modalidade adicional inclui o registro automático de movimentos de veículo solicitados, estado de carga, e janela de tempo e duração de carregamento real. A informação registrada é usada como dados de entrada para suportar análise de fluxo operacional no local, e gestão de estado de carga em ativos de veículo. Essas análises suportam refino de modelos operacionais, incluindo, mas sem se limitar a, tempos de carregamento desejados atualizados para ativos elétricos.
[00139] Quando instruído pelo processo de monitoramento/carregamento de carga aqui descrito para retornar para uma estação de carregamento, é contemplado que o carregamento do veículo possa ser implementado por um usuário, ligando manualmente o veículo em uma porta ou por um manipulador que, similar ao processo de conexão a conexões de serviço de reboque, encontra a porta de carregamento e conecta um condutor de carregamento da estação. Alternativamente, o veículo pode alinhar com os contados do piso ou parede que engata sapatas apropriados no veículo, ou uma forma de carregamento indutivo (sem fio) arranjado de acordo com a habilidade na técnica, pode ser empregado. Deve ficar claro que uma variedade de arranjos de carregamento automáticos pode ser empregada
108 / 186 quando um veículo é automaticamente ou manualmente rechamado pelo processo acima.
[00140] Relativamente, além de programar tempos de carregamento ideais para maximizar a eficiência do veículo e da tarefa, métodos são concebidos em que o consumo de potência de um veículo autônomo pode ser reduzido durante diferentes fases de operação. Em particular, para um veículo de base que é um veículo elétrico (EV), o prolongamento do tempo entre cargas contribui diretamente para a eficiência operacional em operações de pátio e de transporte. Pela habilitação seletiva de hardware de autonomia, incluindo, mas sem se limitar a computadores, sensores, e acionadores, potência pode ser economizada. A habilitação pode envolver aplicação ou remoção de potência direta, além dos vários componentes de estados de hardware de baixa potência e suspensos. Essas habilitações são concebidas como determinadas pelas condições operacionais e execução de segmento de missão. Por exemplo, se o veículo estiver dirigindo na direção para frente, o sensoreamento e processamento associado com percepção de itens de interesse detrás do veículo são de menor preocupação, e dessa forma não precisam ser acionados e executados de maneira nenhuma, ou com fidelidade significativamente menor. Isso proporciona reduções de potência, uma vez que o sistema de autonomia pode usar substancialmente menos potência nesse caso. Essa estratégia pode ser aplicada através do perfil operacional do sistema de autonomia para identificar componentes que podem ser desligados ou postos em um estado de baixa potência / suspenso quando não utilizados.
[00141] Economias de potência adicionais são concebidas para o veículo base, quando equipado com um sistema de autonomia, e especialmente no caso de um EV. Como o sistema de autonomia tem conhecimento do perfil operacional e segmentos de missão, equipamento no veículo base pode ser seletivamente potencializado ou colocado em estados de baixa potência / suspensos quando não utilizados. Como um exemplo, quando
109 / 186 o sistema de autonomia tiver determinado que o veículo deve permanecer estacionário, ele pode comandar a aplicação total de freios e configurar o veículo base para remover potência dos motores de acionamento por completo.
[00142] Finalmente, um veículo equipado com um sistema de autonomia pode ser comandado de uma maneira tal a economizar energia. Novamente, no caso de um veículo base que é um EV, as economias de potência podem ser significantes. Como um exemplo, missões podem ser planejadas e executadas de maneira tal que o uso de frenagem regenerativa (versus o uso de mecanismos de frenagem por atrito) pode ser otimizado, o que reduz a potência consumida pelo sistema completo. G. 'Teste de puxe' Automático
[00143] Um teste de puxe de caminhão é um mecanismo pelo qual a conexão de quinta-roda de um caminhão a seu reboque é confirmada colocando o caminhão em uma marcha à frente e fazendo força contra o reboque enquanto os freios do reboque estão ainda engatados. Se o caminhão encontrar forte resistência, isso prova que o engate da quinta roda foi bem sucedido.
[00144] De um ponto de vista de segurança, é desejável que esse mesmo teste de puxe seja empregado por um caminhão autônomo (por exemplo, AV de pátio). Com referência ao procedimento 4000 da Fig. 40, o procedimento de teste de puxe de caminhão autônomo 4000 considera que, antes de ser ativado, o caminhão esteja posicionado de maneira tal que toda a quinta roda fique sob a borda dianteira do piso/chapa de proteção do reboque (o reboque está assentando fisicamente na quinta roda do trator) não existe lacuna entre a quinta roda e o piso/chapa de proteção do reboque, e a quinta- roda tenha levantou suficientemente de forma que a estrutura de suporte no chão do reboque fique afastada do chão (a fim de evitar que a estrutura de suporte no chão danifique durante o teste). Adicionalmente, o procedimento
110 / 186 de teste de puxe de caminhão autônomo 4000 é adaptado para detectar acoplamento mecânico adequado com uma quinta roda na ausência de qualquer realimentação da válvula de controle de destravamento da quinta roda, por meio disso indicando se os mordentes do pino mestre na quinta roda estão na posição aberta.
[00145] Antes de iniciar o procedimento de teste de puxe de caminhão autônomo 4000 para confirmar o acoplamento mecânico adequado de uma quinta roda com um reboque, o sistema de autonomia no caminhão conecta a quinta roda do caminhão ao pino mestre do reboque e coloca o caminhão em um estado onde, a) nenhuma aceleração é aplicada, b) freios de serviço totais são aplicados ao caminhão, c) a roda de direção é apontada diretamente para frente, e d) nenhum ar é suprido aos freios do reboque (caixa de pré-condição 4002).
[00146] O procedimento de teste de puxe de caminhão autônomo 4000 começa comandando a transmissão para transicionar para FORWARD (ou DRIVE) na etapa 4004. Tão logo a transmissão, por meio do controlador, retorna um valor de estado indicando que está em FORWARD (etapa de decisão 4006), o procedimento de teste de puxe de caminhão autônomo 4000 liba completamente os freios de serviço na etapa 4008, e, quando confirmado (etapa de decisão 4010), o procedimento de teste de puxe de caminhão autônomo 4000 então conduz o caminhão para frente (etapa 4012), comandando um esforço de aceleração predefinido, e monitora, (a) a aceleração longitudinal do trator, e (b) a distância à frente do trator percorrida. Adicionalmente, dependendo do trem de acionamento no caminhão, o procedimento de teste de puxe de caminhão autônomo 4000 também monitora tanto a corrente do motor de acionamento e/ou quanto as RPMs do motor. Se, mediante aplicação do esforço de aceleração predefinido, for determinado pelo processo/processador que o sistema de movimento do caminhão para frente real não corresponde (ou é menos que uma porcentagem experimental
111 / 186 com base em teste atual e futuro) ao perfil de movimento para frente do caminhão sem um reboque conectado a ele (etapa de decisão 4014), então o procedimento de teste de puxe de caminhão autônomo conclui que o acoplamento mecânico da quinta roda com o reboque é bem sucedido (etapa 4018), e o procedimento 4000 termina (etapa 4020), e o sistema é notificado de tal sucesso. Ao contrário, se, após a etapa 4012, o caminhão mover, e seu perfil de movimento para frente for o mesmo/similar à quando nenhum reboque é conectado (etapa de decisão 4014), então o procedimento de teste de puxe de caminhão autônomo 4000 conclui que o acoplamento mecânico da quinta roda com o reboque falhou (etapa 4022) e imediatamente notifica o sistema enquanto libera o acelerador do caminhão e aplicando totalmente os freios de serviço (etapa 4024). O procedimento novamente termina na etapa 4020 aguardando uma tentativa repetida de engatar o reboque e/ou intervenção do operador.
[00147] Em várias modalidades, um procedimento de teste de puxe múltiplo pode consistir em sucessivos testes de puxe simples. Mediante término bem sucedido do teste de puxe inicial, e após a conexão de ar e cabos elétricos ao reboque, a quinta roda é comandada para levantar o reboque a uma altura de acionamento, com possivelmente um movimento para frente para assegurar que a parte de trás do reboque não está arrastando as guarnições nas portas de doca. Após o reboque ter sido levantado a uma altura de acionamento, alguns clientes e áreas de aplicação preferirão que um tug final adicional seja realizado como uma verificação adicional que a correspondência mecânica do trator e reboque é concluída. Nesse caso, uma vez que ar foi provido ao reboque para remover os freios de emergência, tanto esse ar tem que ser removido para reengatar os freios de emergência, quanto ar tem que ser suprido nos freios de serviço para o reboque. Seguindo, uma breve aceleração ou propulsão à frente é aplicada ao trator, para realizar um tug no reboque e assegurar que o trator permanece engatado com o reboque.
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[00148] Com referência ao procedimento 4030 da Fig. 40A, o procedimento de teste de puxe de caminhão autônomo 4030 considera que, antes de ser ativado, o caminhão esteja posicionado de maneira tal que toda a quinta roda fique sob a borda dianteira do piso/chapa de proteção do reboque (o reboque está assentando fisicamente na quinta roda do trator), não existe lacuna entre a quinta roda e o piso/chapa de proteção do reboque, e a quinta- roda levantou suficientemente de forma que a estrutura de suporte no chão do reboque fique afastada do chão (a fim de evitar que a estrutura de suporte no chão danifique durante o teste). Adicionalmente, o procedimento de teste de puxe de caminhão autônomo 4030 é adaptado para detectar acoplamento mecânico adequado com uma quinta roda na ausência de qualquer realimentação da válvula de controle de destravamento da quinta roda, por meio disso indicando se os mordentes do pino mestre na quinta roda estão na posição aberta.
[00149] Antes de iniciar o procedimento de teste de puxe de caminhão autônomo 4030 para confirmar o acoplamento mecânico adequado de uma quinta roda com um reboque, o sistema de autonomia no caminhão a) manobrou o trator de ré até engatar o reboque de maneira tal que o sistema acredite que o pino mestre do reboque tenha sido inserido no engate da quinta roda do trato, b) nenhuma conexão de linha de ar (freios de emergência ou serviço) tenha sido feita no reboque, e c) o trator esteja estacionário, com freios de serviço aplicados (caixa de pré-condição 4032).
[00150] A preparação para o teste de puxe inclui aplicar os freios de serviço no trator, comandar o FNR o FORWARD, e liberar o acelerador/propulsão (etapa 4034). O sistema confirma as condições que a) o trator está estacionário (velocidade zero) e b) FNR está em FORWARD (etapa de decisão 4036). Se as condições não forem satisfeitas, o procedimento retorna para a etapa 4034. Se as condições forem satisfeitas, o procedimento então tenta movimento na etapa 4038. A tentativa de
113 / 186 movimento em 4038 inclui a) notar dados de navegação (por exemplo, posição, odômetro), b) aplicar uma porcentagem predeterminada (X%) do perfil de acelerador/propulsão por um número predeterminado de segundos (Y). Na etapa de decisão 4040, o procedimento determina se o trator movimentou, com base em dados de navegação. Se se trator movimentou, o teste de puxe foi reprovado, e o procedimento termina na etapa 4042 aguardando uma tentativa repetida de engatar o reboque e/ou intervenção do operador. Se o trator não movimentou, o procedimento avança para a etapa de decisão 4044 e determina se o reboque foi desengatado verificando o estado do engate. Se o reboque desengatou, o procedimento termina na etapa 4046 aguardando uma tentativa repetida de engatar o reboque e/ou intervenção do operador. Se o reboque não desengatou, o procedimento termina na etapa 4048 com a iteração do teste de puxe sendo passada.
[00151] O procedimento 4030 pode ser repetido como múltiplas partes de um procedimento de teste de puxe múltiplo 4050, como mostrado na Fig. 40B. Na etapa de decisão 4052, o sistema determina se o engate reporta que o pino mestre é inserido. Se o engate reportar que o pino mestre não é inserido, o procedimento termina na etapa 4054 aguardando uma tentativa repetida de engatar o reboque e/ou intervenção do operador. Se o engate reportar que o pino mestre é inserido, o procedimento avança para a etapa 4056 para realizar a primeira iteração do procedimento de teste de puxe simples 4030. Se a primeira iteração do teste de puxe tiver passado e terminar em 4048 (Fig. 40A), o procedimento de teste de puxe múltiplo 4050 então levanta a quinta roda por uma pequena distância predeterminada na etapa 4058. Após levantar a quinta roda pela pequena distância predeterminada, o procedimento de teste de puxe múltiplo 4050 realiza o procedimento de teste de puxe simples 4030 uma segunda vez na etapa 4060. Se a segunda iteração do teste de puxe tiver passado e terminar em 4048 (Fig. 40A), o procedimento de teste de puxe múltiplo 4050 então faz as conexões de ar e/ou elétricas do reboque na etapa
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4062. Após fazer as conexões, na etapa 4064 a) o reboque é suprido com ar, b) a transmissão é posta em estacionamento, c) os freios de serviço são liberados, d) o reboque é levantado até a altura de acionamento, e (opcionalmente) e) o trator avança ligeiramente para frente para mover o reboque para fora da doca. O suprimento de ar do reboque pode então ser removido na etapa 4066. Em 4068, o procedimento de teste de puxe múltiplo 4050 pode realizar o procedimento de teste de puxe simples 4030 por uma terceira vez e final. Se o procedimento de teste de puxe simples 4030 tiver passado na etapa 4068, o procedimento termina na etapa 4070 e o sistema é notificado de sucesso.
[00152] Diferentes clientes e ambientes de missão exigem seleção e customização dos testes de puxe automáticos. O teste de puxe automático concebido aqui é configurável com relação à habilitação de tugs individuais, e seleção de parâmetros do teste completo. H. Mudança do Modo Autônomo para Modo do Motorista
[00153] A capacidade de um veículo autônomo mudar de forma sem emenda e segura modos entre tripulado, não tripulado, e tripulado com operador de segurança de humano é chave para suas operações bem sucedidas em seu ambiente operacional designado. Praticamente todas as entradas de controle para mudanças de modo de veículos autônomos atualmente são comutadores, puxadores, ou botões que são montados no veículo que qualquer operador humano pode ligar, girar ou apertar. Embora isso seja conveniente, não é seguro, já que permite que um indivíduo não autorizado se aproxime do veículo e mude seu modo.
[00154] O controlador de autonomia do veículo (como mostrado e descrito no geral aqui), que interopera com o sistema de controle eletrônico do veículo, pode ser adaptado para mudar seguramente o modo operacional de um veículo autônomo (isto é, um que é equipado com uma cabina de operador/sistema de controle humano), ainda impedindo mudanças de modo
115 / 186 não autorizado, acidental, por acaso, ou em alguns casos maliciosos. Esse sistema e procedimento de mudança de modo associado provê uma camada extra de segurança nos veículos autônomos (por exemplo, tratores de terminais AV) para assegurar que apenas pessoal autorizado possa de forma intencional e segura poder mudar seu modo operacional.
[00155] Referência é agora feita ao procedimento 4100 da Fig. 41, que pode operar dentro do veículo autônomo (por exemplo, trator de terminal AV), e ser apresentado a um usuário/motorista como seria por meio de uma interface apropriada, tal coo um, monitor sensível ao toque na cabina do veículo ou na porta exterior (por meio disso limitando o acesso à cabina). Um veículo autônomo equipado com esse sistema contém ou acessa uma lista de usuários pré-autorizados (por exemplo, em uma tabela de busca pré- programada ou consultando a base de dados do servidor por uma ligação sem fio), que têm permissão para mudar o modo operacional do veículo. Adicionalmente, o sistema pode armazenar ou acessar dados de identificação (por exemplo, dados biométricos de um ser humano, tais como impressão de voz, digitais ou varredura retinal) e consultar o usuário com uma interface apropriada (por exemplo, entrada visual e/ou de áudio), ou pode exigir que o usuário entre com uma senha armazenada exclusiva, e/ou qualquer outro parâmetro de identificação exclusivo. Tais dados de identificação são armazenados e solicitados para cada um dos usuários autorizados para autenticação para mudar o modo operacional do veículo. A fim de comandar uma mudança de modo operacional, um usuário entra com suas credenciais (etapa 4110), com parâmetro de identificação exclusivo, a fim de autenticar para o sistema e entrar com uma mudança do modo comandado (subetapa 4112). O sistema então consulta os dados armazenados e tenta validar o usuário em função de usuários permitidos que foram autorizados a mudar o modo operacional do veículo (etapa de decisão 4120). Se o usuário for autorizado, então o procedimento 4100 determina (etapa de decisão 4130 se a
116 / 186 identificação dos usuários é, por sua vez, válida, consultando dados de identificação e comparando-os com a versão de entrada - uma variedade de validação software, hardware e técnicas disponíveis e/ou customizadas pode ser empregada para realizar essa etapa (4130). Se o usuário for totalmente permitido e identificado, então o procedimento 4100 determina (etapa de decisão 4140) se a mudança de modo foi intencional e permitida. Essa decisão pode envolver uma ou mais métricas que tanto permitem quanto impedem uma mudança de modo, incluindo, mas sem se limitar a, localização de veículo (isto é, é o veículo que provavelmente em algum lugar necessita ou deseja um operador humano ou apresenta um perigo a tal operador?), se ele está atualmente em movimento (isto é, isso é um sequestro, ou passeio?), carga do veículo atual (isto é, a carga é valiosa, assegurada, etc.?), se o veículo está danificado ou em necessidade de recarga/manutenção, onde é necessária intervenção humana. Se não houver barra para mudança de modo e/ou se for intencional, então a mudança de modo é executada na etapa 4150 e o procedimento termina (etapa 4160), com o usuário assumindo as funções de direção usando os controles manuais de direção eletrônica.
[00156] Entretanto, no procedimento 4100, se o usuário não for autorizado a dirigir o veículo, então a etapa de decisão 4120 ramifica para a etapa 4170 e a entrada não é aceita. O servidor na instalação e/ou uma outra localização apropriada (por exemplo, na guarita de vigilância, segurança, etc.) é notificado de uma tentativa de entrada de mudanças de modo por um usuário não autorizado e o procedimento 4100 termina (etapa 4160). Se o usuário for autorizado mas não autenticado com sucesso, então a etapa de decisão 4130 ramifica para a etapa 4180. O usuário é notificado de um parâmetro de autenticação inválido e (opcionalmente) atribuído com uma ou mais tentativas de entrada novamente com dados de autorização corretos (por meio da etapa 4110, etc.). Após um número predeterminado de tentativas (por exemplo, três), o procedimento 4100 pode também notificar o servidor da
117 / 186 instalação, segurança da guarita de vigilância, etc. (etapa 4184). A localização do veículo é conhecida por meio do sistema de autonomia e processos de rastreamento inerentes no mesmo, e dessa forma o segurança pode ser levado para a localização. Alternativamente, o veículo pode ser travado, contendo o usuário e conduzido para uma localização segura autonomamente. Se a mudança de modo for considerada não intencional ou não permitida (etapa de decisão 4140), então a etapa 4190 nega a mudança de modo e o procedimento termina (etapa 4160). Outras ações, tal como notificação à instalação, segurança, etc. podem ser adotadas, dependendo das circunstâncias da negação.
[00157] Deve ficar claro que uma ampla gama de etapas de procedimento adicionais e/alternativas pode ser empregada no procedimento de mudança de modo 4100 da Fig. 41. Essas etapas podem proporcionar opções adicionais, tais como travar e destravar fisicamente as portas e certos controles, fazendo com que o veículo pare, etc. Uma função de parada de emergência do veículo manual pode também ser provida (por exemplo, um grande botão no lado de dentro ou de fora do veículo), como uma forma básica de desconsideração manual que pode ou não exigir autorização. Notificações apropriadas podem ser transmitidas à instalação e outras partes interessadas da maneira apropriada. I. Ordem de Recipiente Intermodal de Vagão Ferroviário
[00158] Um uso significante de tecnologia de trator de terminal AV é em associação com instalações de frete intermodal. Tais instalações são atualmente comuns em associação com frete ferroviário onde o uso de contêineres de transporte padrões ISSO - tipicamente tanto de 20 pés quanto de 40 pés de comprimento, e tendo portas basculantes de duplo travamento em uma extremidade - têm substituído vagões fechados em muitas aplicações. O uso de contêineres permite que uma carga seja carregada em um local altamente distante - por exemplo, uma fábrica na China, levantada em um
118 / 186 navio, descarregada em um porto, e daí em um vagão ferroviário. O contêiner é então puxado por trilho para um destino remoto do porto, e eventualmente descarregado em um reboque especializado em um pátio ferroviário para transporte do pátio ferroviário para um destino final (por exemplo, um armazém, centro de atendimento, etc.) usando um caminhão de longa distância. Vagões ferroviários (também denominados aqui vagões com piso de carga rebaixado) são adaptados para carregar (tipicamente) um, dois ou três contêineres de comprimento apropriado em uma única camada, ou em uma orientação empilhada com duas camadas. O vagão ferroviário frequentemente define uma configuração rebaixada, com um piso de carga rebaixado, para proporcionar folga adicional através de túneis, e sob fios, passagens elevadas, pontes, etc., que cortam as trilhos.
[00159] As Figs. 42-44 representam um sistema e método de detecção e mapeamento de vagão ferroviário automático, que permite que veículos autônomos posicionem corretamente reboques, chassi de contêiner com contêineres e/ou chassi de contêiner vazio lateralmente a um trem para carregamento e descarregamento de vagões ferroviários em um ambiente de pátio ferroviário intermodal. A Fig. 42 mostra um arranjo 4200 com um vagão ferroviário exemplificativo (vagão com piso de carga rebaixado) 4210 em vista de topo. O vagão ferroviário contém pisos rebaixados 4220 e 4230 (também rotulados A e B em uma configuração de dois pisos rebaixados) para pelo menos dois contêineres intermodais que residem em um piso rebaixado do vagão ferroviário 4210. Como mostrado, o vagão ferroviário foi equipado com um dispositivo de identificação sem fio ou outro fiducial de identificação discreto (por exemplo, uma etiqueta ID visual) em suas extremidades dianteira e traseira 4240 e 4250, respectivamente. Em uma modalidade, o identificador para a frente e a traseira do vagão ferroviário compreende a etiqueta de identificador de radiofrequência (RFID) representada 4260 e 4270. Note que tais etiquetas são providas pelo operador do pátio ou do vagão
119 / 186 ferroviário e são registradas no sistema ou de outra forma acessadas a partir de servidor em linha (por exemplo, por meio da Internet). Essas RFIDs podem reportar uma variedade de dados de identificação a respeito do carro e/ou carga ou podem ser limitados a prover dados de orientação - isto é, que um é a frente e que um é a traseira.
[00160] Referência é feita adicionalmente aos arranjos 4300 e 4400, respectivamente, nas Figs. 43 e 44. Quando um trem 4310 (puxado pelo motor 4320) de único piso rebaixado, duplo piso rebaixado, ou triplo piso rebaixado 4330, 4332, 4210 (aqui descrito), e 4334, entra no pátio ferroviário em questão, a ordem dos vagões com piso de carga rebaixado e localizações de piso rebaixado não são necessariamente conhecidas pelo operador de pátio. Conhecimento da posição particular de cada piso rebaixado de vagão ferroviário é desejável para permitir entrega autônoma de contêineres, que são então carregados por um guindaste, ou outro mecanismo, em vagões com piso de carga rebaixado adjacentes. Adicionalmente, para vagões ferroviários/vagões com piso de carga rebaixado com múltiplos pisos rebaixados (duplo, rotulados A e B, e triple, rotulados A, B e C), a orientação do carro deve ser conhecida de forma que a posição de cada piso rebaixado possa ser determinada pelo sistema.
[00161] Com referência particularmente à Fig. 43, o processo/processador de detecção 4310 que pode ser parte do servidor geral 120 e parte dos dados (por exemplo, sem fio) 160 passados entre o(s) servidor(s) de sistema e o(s) caminhão(ões), determina a posição e orientação de cada vagão ferroviário e todos os vagões com piso de carga rebaixado em cada vagão ferroviário para permitir entrega autônoma de contêineres. O processo produz um manifesto de localização de estacionamento detalhando a posição de contêiner apropriada para cada piso rebaixado no trem. Esse processo consiste em pelo menos duas etapas primárias, incluindo (a) determinar a localização de piso rebaixado e (b) computar o manifesto de
120 / 186 localização de estacionamento.
[00162] Uma técnica a fim de determinar localização de piso rebaixado implica no uso do arranjo RFID supradescrito. Cada vagão ferroviário terá etiquetas RFID instaladas na frente e traseira. Como também aqui descrito, as etiquetas RFID podem indicar a ID discreta do vagão ferroviário e se a etiqueta é instalada na frente ou na traseira do carro. Uma ou mais RFIDs podem ser providas para cada carro - em uma instalação mínima uma única RFID denota tanto a frente quanto a traseira e a extremidade do carro não etiquetada oposta é inferida pelo sistema. Como também aqui descrito, informação adicional a respeito de cada vagão ferroviário pode ser codificada na RFID ou disponível por meio de outro recursos (tal como uma base de dados). Essa informação adicional pode incluir, mas sem se limitar a, (a) comprimento geral, (b) número de pisos rebaixados, (c) distância da frente do vagão ferroviário até o centro de cada piso rebaixado, e (d) comprimento de cada piso rebaixado. À medida que os vagões ferroviários entram no pátio ferroviário, um escâner lateral à trilho 4350 (localizado em um ou mais ponto(s) de entrada apropriado(s) e interoperando com o processo/processador 4310) lê as etiquetas e povoa uma lista de vagões ferroviários na ordem de chegada. Cada entrada na lista pode também indicar se a frente ou a traseira chegou primeiro, por meio disso reportando a orientação relativa no trem
4310. O resultado dessa varredura e processamento é uma lista ordenada 4312 de pisos rebaixados, posto que, uma vez que as orientações são conhecidas, a ordem dos pisos rebaixados em um vagão ferroviário é também determinada.
[00163] Uma vez que o trem para, a posição do motor 4320 é determinada com alta precisão por meio de seu GPS interno 4360, que reporta dados ao servidor de sistema 120 e processo/processador 4310. O processador 4310 move para baixo a ordem do piso rebaixado, determinando a distância do motor a cada piso rebaixado ao longo do trilho com base em uma comparação rastreada entre a presente localização do motor 4320 e a
121 / 186 passagem de uma etiqueta RFID do carro através do escâner de localização fixa 4350. A primeira posição do piso rebaixado ao longo do trilho é armazenada como a posição do motor mais a distância da frente do primeiro vagão ferroviário ao centro do primeiro piso rebaixado. O centro do carro pode ser determinado com base no comprimento indicado do carro (por meio da RFID) e a localização relativa da RFID dianteira e/ou traseira. As demais posições de piso rebaixado (se houver) no primeiro vagão ferroviário são determinadas da mesma maneira. A primeira posição de piso rebaixado no vagão ferroviário seguinte pode então ser calculada com base nas posições de pisos rebaixados de vagão ferroviários anteriores e conhecimento do tamanho e número de pisos rebaixados de uma maneira por carro.
[00164] Uma vez que a posição de cada piso rebaixado ao longo do trilho é conhecida pelo processo, um manifesto de localizações de estacionamento 4410 (aqui enumeradas 1-7), que correspondem a localizações de piso rebaixado em cada um dos vagões ferroviários 4330, 4332, 4334 e 4210, é povoado pelo deslocamento das localizações de piso rebaixado por uma distância configurável DOP perpendicular/ortogonal à direção de extensão do trilho (como representado no arranjo 4400 Fig. 44). Cada localização de estacionamento (por exemplo, 1-7) é exclusivamente identificada de forma que os contêineres possam ser entregues adjacentemente lateral ao trilho para carregamento no piso rebaixado adjacente.
[00165] Referindo-se agora à Fig. 44A, o procedimento supradescrito 4420 para realizar o processo de detecção de ordem e localização de piso rebaixado é mostrado em detalhe adicional. Como representado, um trem chega no pátio (etapa 4422) puxando um vagão ferroviário/piso rebaixado exemplificativo (etapa 4424). À medida que o carro passa pelo escâner, a primeira RFID no carro (ou outro fiducial) é lida na etapa 4426. O processo/processador determina orientação do vagão ferroviário
122 / 186 (frente/traseira) com base na RFID na etapa 4428, e a ID do vagão ferroviário é registrada/armazenada no sistema (etapa 4430). O escâner então lê a segunda/seguinte RFIF passando por meio disso na etapa 4432, com base em movimento do trem. Isto permite que o processo/processador valide a orientação do vagão ferroviário, já que cada etiqueta denota a frente/traseira relativa do vagão ferroviário, na etapa 4434. O vagão ferroviário escaneado/identificado é então adicionado à lista de processo/processador com suas especificações relativas (como aqui descrito) na etapa 4436. Essas especificações/identidades de vagão ferroviário podem ser extraídas da própria/próprias ID(s), e/ou podem ser acessadas (com base em um ID de carro básico) de uma base de dados remota (por exemplo, baseada em rede ou Internet) 4438. O escâner e processo/processador pesquisa mais vagões ferroviários (se houver) no trem à medida que eles passam através do mesmo e, se eles existirem (por meio da etapa de decisão 4440), o procedimento repete das etapas 4424 até as etapas 4436 até que todos os vagões ferroviários tenham sido escaneados. Então, o procedimento 4420 ramifica (por meio da etapa de decisão 4440) para a etapa 4442, em que o sistema recebe a localização do motor atual baseada em GPS (ou outro sistema de rastreamento, tal como triangulação celular). Note que localizações de múltiplos motores em um trem podem ser reportadas onde diversas unidades são usadas para puxar o trem. Pelo menos um - tipicamente o mais próximo aos vagões ferroviários - é usado como uma referência.
[00166] O procedimento 4220 então ramifica para a etapa 4444, em que o processo/processador computa a posição de cada piso rebaixado em relação à posição do motor usando, por exemplo, a lista de vagões ferroviários no trem e especificações associadas. Com base nessa computação, o processo/processador constrói uma lista correspondente de localizações de estacionamento adjacentes laterais à trilho (pontos), em um deslocamento perpendicular associado na etapa 4446. Cada uma dessas localizações de
123 / 186 estacionamento identificadas e localizadas é então etiquetada com um identificador armazenado exclusivo/discreto na etapa 4448. Essa informação é provida para completar o manifesto de localização de estacionamento para uso pelo sistema de trator de terminal AV (etapa 4450). Alternativamente, um motorista humano pode empregar esse sistema usando uma interface interna (por exemplo, uma tela fixa, mesa digitalizadora ou telefone inteligente) para localizar um dado piso rebaixado e localização de estacionamento. No caso do arranjo autônomo, os caminhões são guiados para localizações de estacionamento usando os controles navegacionais de sistemas e sistemas de determinação de localização associados (por exemplo, GPS, triangulação, sensores embutidos, etc.). No caso de um caminhão dirigido por ser humano, auxiliares de navegação similares - com dados de geolocalização alimentados no sistema a respeito de localização de estacionamento para os quais o motorista foi despachado - podem ser empregados. O sistema de navegação guia o motorista para o ponto usando realimentação apropriada de uma maneira clara aos versados na técnica.
[00167] Uma técnica alternativa para determinar localização de piso rebaixado em cada vagão ferroviário é pelo uso de percepção, tipicamente operando enquanto o trem está estacionário. Um sistema de percepção 4370, mostrado esquematicamente na Fig. 43, pode consistir em uma variedade de modalidades de sensor físicos e baseados em RF que entregam dados associados 4372, incluindo, mas sem se limitar às câmeras, GPS, e potencialmente LIDAR. Esses sensores são coletivamente instalados em uma plataforma móvel, tal como uma carreta acionada manualmente ou um veículo autônomo (por exemplo, trator de terminal). Em operação, o sistema de percepção 4370 é movimentado (seta dupla 4374) ao longo do comprimento do trem paralelo às linhas férreas em um pátio ferroviário após o trem chegar a uma parada. O sistema de percepção 4370 pode por meio disso sensorear a localização e extensões de cada vagão ferroviário. As
124 / 186 extensões implicarão no número de pisos rebaixados presentes em cada carro. O sistema de percepção procura nas extensões de cada vagão ferroviário pela ID do vagão ferroviário e localização dos identificadores do piso rebaixado. A localização de cada identificador do piso rebaixado em relação às extensões de vagão ferroviário indica a orientação.
[00168] À medida que os identificadores de vagão ferroviário e piso rebaixado são detectados e processados, cada piso rebaixado é adicionado a uma lista sequencial para criar uma ordem do piso rebaixado geral na lista. Se nenhum identificador puder ser localizado ou lido, por exemplo, por causa de grafite ou dano, então esse piso rebaixado pode ser marcado para acompanhamento por um ser humano. Uma vez que o piso rebaixado seja identificado, a informação pode ser adicionada à lista sequencial.
[00169] A Fig. 44B representa um procedimento 4460 para realizar o processo de detecção de ordem e localização de piso rebaixado supradescrito usando um sistema de percepção (4370 na Fig. 43) em combinação com um trem estacionário. O procedimento 4460 começa à medida que o trem está estacionado (etapa 4462) em uma localização apropriada no pátio - tal como a área de carregamento/descarregamento - e move ao longo da mesma tanto de forma manual quanto por controle autônomo do servidor de sistema para escanear os carros com sensor(s) apropriado(s) (etapa 4464). Os sensores podem ser usados para sensorear as extensões de vagão ferroviário na etapa 4466 e, com base nas extensões sensoreadas, o sistema de percepção (e processo/processador associado 4312) computa o número de pisos rebaixados presentes em cada vagão ferroviário (etapa 4468). As localizações de cada um dos poços são então computadas na etapa 4470 com base na localização de vagão ferroviário sensoreada, que é determinada comparando a localização interna do sistema de percepção (por exemplo, GPS, triangulação, etc.) em associação com a presença detectada do vagão ferroviário. O sistema de percepção então lê uma ID do vagão ferroviário sensoreada usando a
125 / 186 modalidade de sensoreamento apropriada (por exemplo, RFID, varredura de código de barras óptico, etc.) na etapa 4472. O sistema pode então ler identificadores de localização de piso rebaixado (IDs) na etapa 4474, e pode determinar a orientação do vagão ferroviário com base nas IDs de piso rebaixado em relação às extensões de vagão ferroviário (etapa 4476). O sistema então adiciona o vagão ferroviário e suas localizações de piso rebaixado associadas à lista na etapa 4478. À medida que o sistema de percepção move de vagão ferroviário para vagão ferroviário ao longo do comprimento do trem, ele repete as etapas de procedimento 4464 a 4478 por meio da etapa de decisão 4480 até que o último carro tenha sido escaneado e organizado na lista. Uma vez que o final do trem seja detectado (uma ausência de carros adicionais ou uma indicação/ID de final de trem), a etapa de decisão 4480 ramifica para a etapa 4482, e o processo/processador 4310 constrói um manifesto de localização de estacionamento com localizações associadas perpendiculares à trilho a uma distância de deslocamento apropriada (etapa 4482). O processo/processador então etiqueta cada nova localização de estacionamento com uma ID exclusiva/discreta no sistema na etapa 4484, e o manifesto associado é armazenado como completo em associação com o trem estacionado (etapa 4486).
[00170] Em modalidades alternativas, é contemplado que o sistema de percepção móvel supradescrito e várias modalidades de sensoreamento possam ser combinados com uma leitora de base fixa estacionária e/ou separada, tal como o arranjo de sensor RFID supradescrito. Os dados derivados dos vários sensores podem ser combinados usando técnicas descritas de forma variada aqui, e de uma maneira clara aos versados na técnica, para gerar um manifesto de localizações de piso rebaixado e estacionamento para uso com tratores de terminais manuais e autonomamente acionados.
[00171] Note também que o carregamento e descarregamento de
126 / 186 contêineres entre reboques e vagões com piso de carga rebaixado de trator de terminal podem ser realizados manualmente usando guindastes, empilhadeira apropriadas, etc. Tal pode ser direcionado para engatar, levantar, mover e abaixar (pegar e colocar) contêineres com base em processos de sistema de determinação e visão de localização, igualmente assim como outras fontes de dados, incluindo as localizações de entrada de vagões com piso de carga rebaixado e espaços de estacionamento. J. Detecção Grosseira de Acoplamento de Mangueira de Ar
[00172] Referindo-se novamente à descrição do sistema de conexão baseado em acoplamento de mangueira de ar modificado, mostrado e descrito com referência à modalidade das Figs. 23-25, é contemplado que as conexões de acoplamento de mangueira de ar convencionais (isto é, não modificadas) em uma frente de reboque podem ser usadas para interconectar linhas pneumáticas relativas ao trator de terminal AV de acordo com modalidades aqui. Um reboque que pode interoperar com o trator de terminal AV aqui com um mínimo de, ou substancialmente sem, modificação é logisticamente e comercialmente vantajoso. A modalidade das Figs. 45- 47 ajuda a facilitar tal operação. Mais particularmente, é desejável prover um mecanismo para detecção grosseira das conexões pneumáticas convencionais (tipicamente configuradas como acoplamentos de mangueira de ar) no lado da frente do reboque.
[00173] Referência é feita ao reboque exemplificativo 4500 da Fig. 45. Onde um manipulador robótico (aqui descrito e adicionalmente a seguir) é usado para manobrar um efetor de extremidade, contendo uma conexão pneumática (compatível com acoplamento de mangueira de ar), a um acoplamento de mangueira de ar correspondente 4520, 4522 na frente 4510 do reboque 4500, a posição grosseira dos acoplamentos de mangueira de ar 4520 e 4522 pode ajudar a estreitar a procura da conexão pelo efetor de extremidade. Em geral, o(s) acoplamento(s) de mangueira de ar é(são)
127 / 186 montado(s) em um painel 4530 que pode potencialmente ser localizado em qualquer lugar (por exemplo, caixa tracejada 4540), e tipicamente ao longo da porção inferior, na frente do reboque 4510. Um sistema e método para a detecção grosseira do acoplamento de mangueira de ar (ou conexão pneumática e/ou elétrica montada no reboque similar) são providos nesta modalidade. Esse sistema e método geralmente provêm uma estimativa baseada em sensor da localização do painel de acoplamento de mangueira de ar na frente do reboque são providos nesta modalidade.
[00174] Uma vez que o painel de acoplamento de mangueira de ar 4530 é localizado na face dianteira 4510 do reboque 4500, o efetor de extremidade pode ser grosseiramente posicionado para alinhar com o mesmo. Em seguida, o sistema de conexão pode começar uma manipulação fina do efetor de extremidade para realmente engatar o acoplamento de mangueira de ar com o conector baseado em caminhão montado no efetor de extremidade. Um sensor montado no efetor de extremidade (por exemplo, uma câmera de sistema de visão) pode ser usado para guiar finamente o conector para engate com o acoplamento de mangueira de ar do reboque. Os dados do conjunto de sensor/câmera 4610 são providos a um sistema de visão de máquina 4650 que determina a localização dos acoplamentos de mangueira de ar como descrito a seguir.
[00175] Com referência adicional às Figs. 45 e 46, uma câmera monocromática ou uma combinação de uma câmera monocromática e um sensor de formação de imagem 3D 4610 é/são providos em uma localização em um caminhão autônomo 4600 que pode ser usado para encontrar o painel de acoplamento de mangueira de ar 4530 na face dianteira 4510 do reboque
4500. Os sensores 4610 para detectar o painel de acoplamento de mangueira de ar 4530 podem ser estaticamente montados no caminhão 4600, por exemplo, no teto 4620 da cabina 4630. Os sensores 4610 são montados de forma que eles tenham cobertura das áreas previstas na frente do reboque
128 / 186 adjacente (quando engatado ou no processo de engate) onde acoplamentos de mangueira de ar estariam localizados. A cobertura de sensor é mostrada como uma área sombreada 4652 na frente do reboque representada 4510 na Fig. 46.
[00176] Em operação, o entendimento da localização da face do reboque delimita a busca nos dados de sensor para o painel de acoplamento de mangueira de ar. Em uma modalidade exemplificativa, o conjunto de sensor 4610 pode incluir exclusivamente uma câmera em cores 2D. Pelo uso de imagens em cores adquiridas da cena que inclui o reboque 4500, o processo identifica quais pixels de imagem são associados com a face dianteira 4510 e quais são pixels de fundo. A face dianteira é altamente estruturada e tende a produzir bordas a base de contraste proeminentes usando ferramentas de processamento de borda geralmente disponível em aplicações de visão de máquina comercialmente disponíveis. A partir da informação de borda e (tipicamente) da cor homogênea do painel dianteiro do caminhão, a face dianteira do reboque 4510 pode ser identificada na formação de imagem.
[00177] Em uma outra modalidade exemplificativa, o conjunto de sensor 4610 inclui um sensoreamento 3D denso, que é usado para detectar a face dianteira 4510 do reboque 4500 usando a assinatura geométrica 3D conhecida/treinada da face do reboque (por exemplo, um retângulo de uma dada razão de altura e largura). O sensoreamento 3D pode ser feito usando uma variedade de arranjos incluindo, mas sem se limitar a, câmeras estéreo, sensores em tempo de execução, LIDAR 3D ativo, e/ou sensores de deslocamento laser. Essas modalidades de sensoreamento 2D e/ou 3D cada uma retornam a localização generalizada e limites da face dianteira do reboque, e potencialmente seu alcance a partir de um ponto de referência no caminhão.
[00178] Após localização da face dianteira do reboque e delimitação da mesma, a etapa seguinte no procedimento de detecção grosseira é a localização do painel de acoplamento de mangueira de ar 4530 dentro dos
129 / 186 limites da face dianteira do reboque 4510. Com referência à Fig. 47, a área de busca reduzida 4710 compreendendo a imagem da face dianteira do reboque 4510 é mostrada na cena formada em imagem geral 4700. Na área de busca reduzida 4710, a região poligonal prevista (por exemplo, retangular) do painel de acoplamento de mangueira de ar 4740 é identificada com base no conhecimento de que esses painéis de acoplamento de mangueira de ar são situados na base (caixa de busca tracejada 4730) da face dianteira do reboque.
[00179] Com base na identificação do esboço/bordas da face dianteira do reboque em uma ou mais imagens adquiridas, como aqui descrito, o procedimento de detecção grosseira é concluído como se segue: (a) Uma amostragem de cor diversa de pixels é feita para regiões na face dianteira do reboque identificadas mas fora da região prevista onde os acoplamentos de mangueira de ar são situados (a região de amostra de cor 4750). Isso provê uma amostragem de cor das características de cor de fundo do reboque.
[00180] (b) As amostras de cor de fundo são então comparadas às cores de pixel na região de busca prevista (caixa tracejada 4730) para painéis de acoplamento de mangueira de ar 4740. Uma vez que os painéis de acoplamento de mangueira de ar têm tipicamente uma cor/textura diferente da cor do reboque de fundo, os pixels de acoplamento de mangueira de ar produzirão uma baixa resposta de correspondência de cores.
[00181] (c) Na região de busca de acoplamento de mangueira de ar prevista, as respostas de correspondência de cores são limiarizadas e então agrupadas usando (por exemplo) uma análise de componentes conectados que se formam a partir de agrupamentos de pixels. Os agrupamentos representam possíveis localizações de acoplamento de mangueira de ar.
[00182] (d) Os grupos de pixels são então analisados quanto a propriedades de formato e grupos que não têm um formato retangular geométrico estruturado são descartados. Atributos de formato adicionais tais
130 / 186 como tamanho e razão largura para altura podem ser usados para eliminar falsas detecções de painel de acoplamento de mangueira de ar. Os demais grupos são os candidatos de mais alta probabilidade para o painel de acoplamento de mangueira de ar.
[00183] (e) Os atributos de formato são também usados para pontuar os demais grupos candidatos. O grupo com a mais alta pontuação tem a maior probabilidade de ser o painel de acoplamento de mangueira de ar.
[00184] (f) Opcionalmente, em uma modalidade em que sensoreamento 3D denso é usado, se houver ainda múltiplas regiões candidatas de alta probabilidade para o painel de acoplamento de mangueira de ar, sugestões geométricas 3D podem ser usadas para filtrar candidatos falso positivos com base nas características 3D previstas de acoplamentos de mangueira de ar.
[00185] (g) A localização/pose do painel de acoplamento de mangueira de ar identificado e acoplamento(s) de mangueira de ar associado(s) em um espaço de coordenadas apropriado - por exemplo, um espaço de coordenadas global que é relevante para o manipulador do caminhão com base em calibração com relação ao(s) sensor(es) 4610 - é então para uso em um processo de localização fina a ser realizado pelo manipulador de robô na conexão ao acoplamento de mangueira de ar.
[00186] (h) O manipulador e seu efetor de extremidade associado podem ser movimentados com base em dados de movimento grosseiro 4670 derivados da localização presente do conjunto de manipulador versus a localização determinada do painel de acoplamento de mangueira de ar 4530 e acoplamentos de mangueira de ar associados. Esses dados de movimento grosseiro 4670 são entregues aos acionadores de movimento grosseiro 4680 do conjunto de manipulador, ou senão traduzidos em movimento grosseiro que coloca o efetor de extremidade em um relacionamento adjacente com o acoplamentos de mangueira de ar/painel de acoplamento de mangueira de ar.
131 / 186 K. Localização Fina de Pose de Acoplamento de Mangueira de Ar
[00187] Uma vez que uma estimativa grosseira da localização do acoplamento de mangueira de ar (e/ou painel de acoplamento de mangueira de ar) é provida ao sistema, uma estimativa baseada em sensor de localização/pose do conector de acoplamento de mangueira de ar é computada. Como descrito adicionalmente a seguir, o manipulador de robô contém um sistema de manipulação grosseira separado ou integrado que é adaptado para colocar o efetor de extremidade que carrega o conector, que também carrega um sensor/câmera de localização fina interno em um relacionamento confrontante com o painel de acoplamento de mangueira de ar localizado. Uma vez que o painel pode ser localizado em qualquer lugar na face dianteira do reboque, o uso de um sistema de manipulador grosseiro limita o esforço e distância de deslocamento exigidos pelos acionadores de ajuste fino do manipulador - por meio disso aumentando sua velocidade operacional e a precisão na realização de uma conexão entre os componentes pneumáticos do caminhão (e/ou componentes elétricos) e os do reboque. Dessa forma, após movimentar o manipulador para uma posição ajustada grosseira, o sistema de manipulação fina está agora em uma localização em que ele pode detectar a pose do acoplamento de mangueira de ar no painel. Qualquer informação armazenada já disponível pelo sistema de posição grosseira a respeito da pose do conector é provida ao sistema fino de forma que ele possa tentar estreitar sua busca inicial. Se essa informação for imprecisa, a faixa de busca pode ser ampliada até que o acoplamento de mangueira de ar seja localizado pelo sistema de posição fina.
[00188] Referência é feita agora às Figs. 48 e 49 que mostram um conjunto de manipulador de robô de múltiplos eixos geométricos 4810 montado em um chassi traseiro de caminhão autônomo 4820 em um relacionamento confrontante com o painel de acoplamento de mangueira de ar 4830, e acoplamento(s) de mangueira de ar 4832 e 4834 de uma frente de
132 / 186 reboque 4840. O reboque 4800 foi, ou está sendo, engatado na quinta roda do chassi do caminhão 4810.
[00189] Como aqui descrito, o conjunto de manipulador de robô 4810 é um robô industrial baseado em braço de múltiplos eixos geométricos nesta modalidade. Uma variedade de unidades comercialmente disponíveis pode ser empregada nessa aplicação. Por exemplo, o modelo UR3 disponível pela Universal Robots A/S da Dinamarca e/ou da série VS disponível pela Denso Robotics do Japão podem ser empregados. O robô inclui uma pluralidade de juntas móveis 4910, 4920, 4930 e 4940 entre segmentos de braço. Essas juntas 4910, 4920, 4930 e 4940 fornecem ajuste de movimento fino para guiar o efetor de extremidade para engate com o acoplamento de mangueira de ar
4832. A junta de base 4910 é montada no mecanismo de movimento grosseiro, que compreende um par de corrediço lineares transversais (frente para trás e lado a lado) 4960 e 4970 de comprimento predeterminado, montados e arranjados para permitir que o efetor de extremidade do manipulador 4850 acesse qualquer localização na frente do reboque 4840 que possa conter o(s) acoplamento(s) de mangueira de ar 4832 e 4834. Os corrediços podem permitir que a junta de base do manipulador 4910 mova de acordo com uma variedade de técnicas, incluindo, mas sem se limitar a acionamentos de parafuso, motores lineares, e/ou sistemas de cremalheira e pinhão.
[00190] Notavelmente, o efetor de extremidade 4850 inclui o conjunto/pode de movimento fino de sensor 4870 de acordo com uma modalidade. O conjunto de sensor 4870 é conectado a um sistema de visão e processo/processador associado 4872 que pode ser total ou parcialmente contido no conjunto 4870, ou pode ser instanciado em um dispositivo de computação separado, tal como um dos processador(es) interno(s) do veículo. O sistema de visão pode ser a mesma unidade que o sistema grosseiro 4650 (Fig. 46), ou pode ser separado. Os sistemas de visão fino e grosseiro 4650 e
133 / 186 4872 podem opcionalmente trocar dados da maneira apropriada - por exemplo, para estabelecer um único sistema de coordenadas global e prover estreitamento da busca de dados a partir da pose grosseira para a estimativa de pose fina. Em geral, o sistema de visão fino gera dados de movimento fino 4874 para uso pelas juntas do conjunto de manipulador 4810 e esses dados são transmitidos de uma maneira clara aos versados na técnica em controle robótico aos acionadores de movimento fino do robô 4876. Note que o manipulador pode também incluir realimentação de força e vários mecanismos de segurança para assegurar que ele não aplique força excessiva ou quebre durante movimentação e/ou engate a um alvo. Tal pode incluir mecanismos para detectar presença de ser humano ou animal de maneira a evitar lesão em um sujeito. Um ou mais dos tipos/arranjos de sensor descritos a seguir, tipicamente providos no conjunto 4870, montados no, ou adjacentes ao, efetor de extremidade móvel 4850, podem ser usados para determinar finamente a pose do acoplamento de mangueira de ar, e auxiliar o robô nessa localização por meio de uma rotina de realimentação: (a) Uma câmera em cores ou monocromática com controle de movimento pode ser movimentada usando o hardware de controle de movimento de entrega para produzir múltiplos quadros de imagem da área alvo (os acoplamentos de mangueira de ar). A coleção de quadros tem um perfil de movimento conhecido e processamento de correspondência estéreo pode ser feita e acoplada com o perfil de movimento para triangular pontos de imagem para produzir uma imagem de alcance tridimensional.
[00191] (b) Uma câmera estéreo de linha de base fixa pode ser definida por uma única câmera, em que movimento do efetor de extremidade é substituído por duas ou mais câmeras separadas por uma separação fixa e conhecida. Um arranjo como esse pode ser montado no efetor de extremidade ou uma outra localização, tal como na junta de base 4910, ou no próprio chassi. As etapas de processamento de correspondência estéreo e triangulação
134 / 186 são usadas para produzir uma imagem de alcance tridimensional.
[00192] (c) Uma câmera estéreo de luz estruturada pode ser usada, compreendendo uma única câmera em combinação com um projetor de padrão de luz infravermelho (IR) com uma pose relativa conhecida para a câmera. O processamento de correspondência estéreo incorpora o padrão projetado conhecido para simplificar o processamento e permitir cobertura mais densa das superfícies não texturizadas do acoplamento de mangueira de ar. Um processo de triangulação é usado para produzir uma imagem de alcance tridimensional.
[00193] (d) Uma câmera próxima ao IR pode ser usada com um filtro próximo ao IR para tirar vantagem da iluminação próxima ao IR. O uso de uma iluminação próxima ao IR exagerará o contato entre gaxeta de borracha no acoplamento de mangueira de ar e o resto da estrutura e fundo do acoplamento de mangueira de ar (como descrito a seguir).
[00194] (e) Um medidor de distância laser de curto alcance pode ser usado para prover informação de distância adicional do acoplamento de mangueira de ar.
[00195] (f) Adicionalmente, iluminação artificial pode também ser montada no efetor de extremidade 4850 para permitir que o sensor de visão no conjunto 4870 forme imagem do acoplamento de mangueira de ar virtualmente em qualquer condição de iluminação ou tempo. A iluminação pode ser no espectro visível ou pode ser no espectro do IR próximo (ou um outro espectro ou combinação de espectros) para intensificar a detecção de gaxeta de acoplamento de mangueira de ar.
[00196] (g) O conjunto de sensor 4870 pode também incluir outras formas de dispositivos de medição de distância, tais como sensores em tempo de execução para intensificar a medição de alcance entre o efetor de extremidade 4850 e o(s) acoplamento(s) de mangueira de ar 4832 e 4834.
[00197] Um método para detecção fina da pose do acoplamento de
135 / 186 mangueira de ar é pelo uso de visão de máquina para formar imagem e analisar a gaxeta de borracha circular 4880. Essa gaxeta 4880 tem contraste suficiente com o acoplamento de mangueira de ar e estrutura circundante que pode ser refletida na imagem de câmera. O rastreamento da gaxeta de borracha 4880 pelo sensor fino 4870 pode prover uma quantidade significante de informação a respeito da posição do acoplamento de mangueira de ar em relação ao efetor de extremidade 4850. A Fig. 50 mostra como a gaxeta de borracha detectada 4880 do acoplamento de mangueira de ar exemplificativo 4834 é usada para gerar comandos de controle de movimento fino para o efetor de extremidade 4850 alinhar com a gaxeta 4880. Uma vez que a gaxeta de borracha 4880 é tipicamente anular, com um perímetro interno e externo circular, ela pode ser usada para estimar o deslocamento angular do efetor de extremidade em relação (por exemplo) ao centro/centroide 5030 da gaxeta 4880 com base na distorção (centro da imagem 5040) do formato extraído na formação de imagem (que se traduz em uma elipse que define um eixo geométrico maior e menor particular em uma imagem 2D adquirida). Gaxetas de borracha em acoplamentos de mangueira de ar são também tipicamente de um tamanho padrão, de forma que as dimensões da gaxeta extraída na formação de imagem pode prover uma métrica da distância/alcance relativa à gaxeta, que pode também ser usada para determinar a localização relativa do centro do acoplamento de mangueira de ar. Um medidor de distância laser de curto alcance (feixe 4890) pode ser provido no conjunto de sensor 4870 e usado para prover uma segunda medição do alcance do efetor de extremidade até o acoplamento de mangueira de ar.
[00198] Uma outra opção relacionada para detecção e medição de distância de acoplamento de mangueira de ar por meio da gaxeta de acoplamento de mangueira de ar é criar uma vedação de acoplamento de mangueira de ar moldada customizada com características que auxiliam no processo de identificação de pose de meta. Essa vedação pode ser impregnada
136 / 186 com material adesivo durante cura polimérica, tais como partículas magnéticas, partículas reativas a UV, ou moldada para assumir um formato ou textura que tem outro recurso de base visual (cores, padrões, formatos, marcadores, etc.) que auxiliariam na identificação de pose através de uma variedade de métodos. A Fig. 50A é uma vista em perspectiva de uma gaxeta de acoplamento de mangueira de ar exemplificativa com recursos para intensificar a identificação, localização e pose autônoma da gaxeta de acoplamento de mangueira de ar. A gaxeta de acoplamento de mangueira de ar pode ter diferentes regiões com diferentes recursos de forma que o sistema possa facilmente identificar a gaxeta de acoplamento de mangueira de ar por esses recursos. Como mostrado na Fig. 5050, a gaxeta de acoplamento de mangueira de ar pode ter quatro regiões de identificação distintas 5052, 5054, 5056, e 5058, embora deva ficar claro que uma gaxeta pode ter mais ou menos que quatro regiões de identificação. As regiões de identificação 5052, 5054, 5056, e 5058 podem incluir diferentes cores em várias regiões, partículas magnéticas em várias regiões, partículas reativas a UV em várias regiões, e/ou outros recursos para auxiliar no processo de identificação de localização e pose.
[00199] Um outro método para detectar a pose de acoplamento de mangueira de ar é empregando uma imagem de alcance tridimensional. A título de exemplo não limitante, a borda 5120 da chapa de adaptador exclusiva 5110 do acoplamento de mangueira de ar exemplificativo 5100, como mostrado na Fig. 51, pode ser identificada pelo sistema de movimento fino usando correspondência de formato tridimensional. Um algoritmo exemplificativo, que permite identificação desse recurso, é com base em algoritmo de Ponto mais Próximo Iterativo (ICP) , que se baseia em parte em restrições relacionadas a geometria consistente dessa borda 5120 em relação à vedação do acoplamento de mangueira de ar 5130. Isso permite uma estimativa da posição e orientação relativa (pose) da vedação do acoplamento
137 / 186 de mangueira de ar 5130 para posicionamento fino. Vide, a título de informação de fundo útil, Besl, P. e N. McKay, A Method of Registration of 3-D Shapes, IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 14, no. 2, Fevereiro 1992, pp. 239-256.
[00200] Em uma outra modalidade, como mostrado na Fig. 52, uma etiqueta retangular 5210 pode ser afixada ao acoplamento de mangueira de ar exemplificativo 5200. Essa etiqueta 5210 pode ser localizada em qualquer posição na armação estrutural do acoplamento de mangueira de ar que é tipicamente visível ao conjunto de sensor fino. Nesta modalidade, ela é montada na extremidade externa da chapa de adaptador 5220 usando uma base carregada por mola 5240. Nesse exemplo, um furo na base engata uma protuberância cilíndrica saliente 5230 para prender a base 5240 no adaptador. Adesivos, prendedores ou outros mecanismos de fixação podem ser usados como uma alternativa ou em adição ao arranjo representado na Fig. 52. A etiqueta 5210 provê uma referência visual (ou outra espectral) para simplificar e melhorar a precisão da estimativa de pose fina do acoplamento de mangueira de ar pelo conjunto de sensor. A etiqueta 5210 pode ser afixada de forma removível ao acoplamento de mangueira de ar usando a base de grampo representada 5240, ou outro mecanismo de fixação, de maneira a prover posicionamento reprodutível da etiqueta em relação ao acoplamento de mangueira de ar associado subjacente. A superfície exposta (isto é, externa) da etiqueta 5210 pode definir um retângulo de alto contraste (ou outro polígono e/ou forma curvilínea) de dimensões conhecidas/armazenadas. Os recursos da etiqueta podem ser extraídos pelo conjunto de sensor e sistema de visão associado usando limiarização da intensidade observada. As coordenadas de pixel de imagem extraídas podem ser relacionadas a dimensões físicas planares da etiqueta usando uma homografia (transformação) de acordo com técnicas conhecidas. Essa transformação provê a rotação e translação da etiqueta em relação ao espaço de coordenada
138 / 186 de sensor. A transformação conhecida entre o sensor e quadro de coordenada de entrega e a transformação conhecida entre o quadro de coordenadas da etiqueta e do acoplamento de mangueira de ar permite uma estimativa da pose do acoplamento de mangueira de ar para posicionamento fino.
[00201] Uma alternativa a um retângulo simples de alto contraste para uso como a etiqueta 5210 é o uso de um marcador/fiducial visual embutido na área delimitada (por exemplo, retangular) 5250 da etiqueta 5210. Exemplos desse tipo de marcador 5300 são representados na Fig. 53. A vantagem oferecida por esse marcador visual é a detecção mais robusta e estativa de homografia em ambientes degradados ou quando uma porção da etiqueta estiver oculta. A geração dessa forma de etiqueta visual e a detecção e estimativa de pose é conhecida na técnica e descrita geralmente em Garrido- Jurado, S. et al., Automatic generation and detection of highly reliable fiducial markers under occlusion, Pattern Recognition, vol. 47, Issue 6, June 2014, pp. 2280-2292; e na World Wide Web no Software Repository: https://fonteforge.net/projects/aruco/files/?source=navbar. Como mostrado, o marcador 5300 pode compreender uma matriz de padrões de ID 2D (código de barra) 5310, que fornece informação específica a respeito da identidade, características e/ou posicionamento do acoplamento de mangueira de ar, bem como outra informação relevante - tal como a identidade do reboque, suas extensões e características. Em modalidades alternativas, a etiqueta pode definir formatos e/ou recursos 3D (por exemplo, um frusto) que permitem que um sensor 3D calibre mais precisamente o alcance e orientação do acoplamento de mangueira de ar.
[00202] Suporte visual pode ser usado para conseguir posicionamento adequado para uma operação de correspondência entre o acoplamento de mangueira de ar/conector suportado no efetor de extremidade e o acoplamento de mangueira de ar de reboque. O efetor de extremidade pode ser controlado usando controle de velocidade proporcional sob operação de um laço de
139 / 186 controle recebendo informação de pose do sistema de visão fino 4872. À medida que a imagem adquirida do sensor da gaxeta de borracha do acoplamento de mangueira de ar 4880 fica mais próxima da posição alvo desejada, as velocidades comandadas das juntas de manipulador que acionam a cobertura do efetor de extremidade para zero, ponto este em que o efetor de extremidade é alinhado com o acoplamento de mangueira de ar, e pronto para realizar a operação de correspondência.
[00203] Um movimento cego (rotação em torno de um eixo geométrico que passa pelo centroide da gaxeta do acoplamento de mangueira de ar) pode ser usado para corresponder o efetor de extremidade ao acoplamento de mangueira de ar de reboque. Ou seja, uma vez que a localização e pose do acoplamento de mangueira de ar sejam entendidos pelo sistema de visão fina e manipulador, um movimento cego do efetor de extremidade ao longo da normal estimada ao acoplamento de mangueira de ar pode ocorrer, fazendo o contato físico final com o acoplamento de mangueira de ar. O movimento é tipicamente (mas não necessariamente) cego em virtude de os sensores serem muito próximos ao acoplamento de mangueira de ar alvo para produzir informação útil.
[00204] Em geral, e como descrito a seguir, uma vez que o conector de caminhão (por exemplo, acoplamento de mangueira de ar) corresponde completamente ao acoplamento de mangueira de ar de reboque, o efetor de extremidade libera sua pega do acoplamento de mangueira de ar do caminhão por meio de um movimento de liberação apropriado. O movimento é dependente da geometria do mecanismo de pega do efetor de extremidade. Uma variedade de mecanismos de pega pode ser empregada, e pode ser implementada de acordo com o conhecimento na técnica. Após liberação do acoplamento de mangueira de ar, o efetor de extremidade pode retornar para uma posição neutra/retraída com base no movimento no mecanismo de movimento tanto fino quanto grosseiro para uma localização de origem.
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[00205] Como com outras modalidades descritas aqui, a liberação do acoplamento de mangueira de ar do caminhão conjugado do acoplamento de mangueira de ar de reboque pode ser feito de uma maneira similar à fixação. O efetor de extremidade é movimentado para uma localização grosseira e então o sensor fino serve o efetor de extremidade para a posição final para engate com o acoplamento de mangueira de ar do caminhão conjugado. O efetor de extremidade então agarra o acoplamento de mangueira de ar do caminhão, roda o mesmo de maneira cega para uma posição destravada e é puxado para a origem. L. Sistemas de Manipulação Grosseira e Operação dos Mesmos
[00206] Como aqui descrito, o efetor de extremidade que carrega o acoplamento de mangueira de ar ou outro conector pneumático (e/ou elétrico) baseado em caminhão pode ser movimentado por meio do conjunto de manipulador em um movimento grosseiro inicial que coloca o efetor de extremidade relativamente adjacente (e dentro do alcance do sensor fino) ao(s) acoplamento(s) de mangueira de ar de reboque. Em seguida, o efetor de extremidade relativamente adjacente é movimentado pelo sistema de manipulação fina para engate com o acoplamento de mangueira de ar de reboque.
[00207] Um sistema de manipulação grosseira é também desejável se o sistema de manipulação fina não tiver a a capacidade de atingir acoplamentos de mangueira de ar quando o reboque está em um ângulo em relação ao caminhão. O sistema de manipulação grosseira geralmente opera para mover o sistema de manipulação fina dentro do alcance dos acoplamentos de mangueira de ar de reboque. Em operação, o sistema de manipulação/movimento grosseiro pode ter um, dois ou três eixos geométricos de movimento ao longo de distância(s) suficiente(s) para localizar o efetor de extremidade em contato com o(s) acoplamento(s) de mangueira de ar de reboque em qualquer localização prevista ao longo da face
141 / 186 dianteira do reboque e/ou em qualquer orientação pivô do reboque com relação ao chassi do caminhão. Um sistema de manipulação grosseira generalizado pode incluir: (a) uma armação, compreendendo uma estrutura que é montada no trator de terminal; (b) uma plataforma onde o conjunto de manipulação fina é integrado; (c) um mecanismo de manipulação do eixo geométrico x que move o sistema de manipulação fina na direção x (isto é, frente para trás do veículo); (d) um conjunto de manipulação do eixo geométrico y que move o sistema de manipulação fina na direção y (lado a lado do veículo); e (e) um conjunto de manipulação do eixo geométrico z que move o sistema de manipulação fina na direção z (verticalmente com relação ao chão).
[00208] Uma modalidade é um sistema de manipulação grosseira de 3 eixos geométricos 5400 é mostrado na Fig. 54, localizado no lado do chassi de caminhão autônomo 5410. Esse sistema 5410 inclui um trilho ou corrediço do eixo geométrico x 5412, um trilho/corrediço do eixo geométrico y 5414 e um trilho/corrediço do eixo geométrico z 5416. A base 5418 do manipulador robótico (conjunto de braço de múltiplas juntas representado) 5420 corre verticalmente ao longo do trilho/corrediço do eixo geométrico z 5416, enquanto o trilho do eixo geométrico z desloca lateralmente ao longo do trilho/corrediço do eixo geométrico y 5414. Por sua vez, o trilho corrediço do eixo geométrico y desloca de frente para trás ao longo do trilho/corrediço do eixo geométrico x 5412, por meio disso disponibilizando movimento grosseiro tridimensional total da base do braço 5418 no alcance (comprimento) de cada trilho/corrediço. O uso de um sistema de múltiplos eixos geométricos melhora a faixa de movimento geral para o braço do manipulador robótico 5420, e por meio disso permite o efetor de extremidade do braço 5422 atinja uma maior faixa ângulos pivôs e localizações de acoplamento de mangueira de ar do reboque ao longo da face dianteira do reboque 5430, incluindo os acoplamentos de mangueira de ar representados
142 / 186 5440 e 5442.
[00209] A melhor faixa de movimento grosseiro provida pelo sistema de 3 eixos geométricos exemplificativo 5400 é exemplificada nas Figs. 55 e
56. Na Fig. 55 a face dianteira do reboque 5430 é pivotada com relação ao chassi do caminhão em um ângulo agudo que coloca os acoplamentos de mangueira de ar de reboque 5440 e 5442 em um ângulo para trás distante. A base do braço do manipulador 5418 é movimentada para trás e e para a esquerda no trilho/corrediço do eixo geométrico x 5412 e trilho/corrediço do eixo geométrico y 5414, respectivamente, até uma distância praticamente máxima. Isto permite que o efetor de extremidade 5422 atinja o(s) acoplamento(s) de mangueira de ar 5440 e 5442, mesmo na extrema geometria representada. Similarmente, na Fig. 56, a face dianteira do reboque 5430 é pivotada em um ângulo agudo oposto. Neste exemplo, a base do braço do manipulador 5418 é movimentada para uma posição ligeiramente para frente e mais para a direita pelo trilho/corrediço do eixo geométrico x 5412 e trilho/corrediço do eixo geométrico y 5414, respectivamente, permitindo que o efetor de extremidade 5422 atinja os acoplamentos de mangueira de ar 5440 e 5442, que agora reside mais para frente e centralizado no chassi, quando comparado à Fig. 55. O sistema de manipulação grosseira de múltiplos eixos geométricos exemplar 5400 pode conter um ou mais dos dispositivos de acionamentos linear aqui descritos (por exemplo, motores lineares, parafusos de avanço, engrenagens de cremalheira e pinhão, etc.). Note que a posição vertical da base 5418 ao longo do trilho/corrediço do eixo geométrico z 5416 é escolhida para fazer o braço nivelar corretamente com a altura dos acoplamentos de mangueira de ar 5440, 5442. A altura/nível da base 5418 pode diferir da altura do acoplamento de mangueira de ar real para permitir dobras em certas juntas de braço de manipulador.
[00210] Uma outra modalidade de um sistema de manipulação grosseira 5700 é mostrada na Fig. 57. Nesse arranjo, o sistema é montado em
143 / 186 uma armação vertical 5720 detrás da cabina 5710 do caminhão autônomo. Uma plataforma 5730 é montada em uma articulação 5732. A plataforma suporta o sistema de manipulação fina 5740 em uma extremidade superior e é adaptada para pivotar para baixo na articulação 5732 para estender de forma ajustável (seta curva 5734) o sistema de manipulação fina 5740 em direção à face dianteira do reboque 5750. Essa extensão pivô pode ser feita usando (por exemplo) qualquer acionador linear aceitável aqui descrito. Na modalidade exemplificativa representada, um pistão de fluido (por exemplo, hidráulico ou pneumático) 5760 é usado para estender e retrair a plataforma articulada
5730. O pistão é montado a pivô entre a armação vertical 5720 e a plataforma articulada 5730. A extensão do recalcador do pistão 5762 faz com que a plataforma 5730 articule para baixo, como mostrado na Fig. 58. Isso move o sistema de braço do manipulador 5740 para perto da face dianteira do reboque
5750. Quando o recalcador 5760 é retraído no pistão 5760, como mostrado na Fig. 57, o sistema de braço de manipulador 5740 é retraído para cima e em direção à cabina 5710. Isso remove-o de interferência com o reboque quando fora de uso. O pistão 5760 e a plataforma articulada 5730 realizam movimento coordenado ao longo das direções do eixo geométrico x e eixo geométrico z. A geometria da plataforma e características de movimento do braço são coordenadas no projeto geral de maneira a permitir que o efetor de extremidade 5780 acesse o(s) acoplamento(s) de mangueira de ar 5810 e 5812 em uma faixa de possíveis posições e orientações de reboque. Embora não mostrado, o eixo geométrico de articulação 5732 (ou um outro elemento no sistema 5700) pode incluir um corrediço/trilho do eixo geométrico y (por exemplo um parafuso de avanço, motor linear ou sistema de cremalheira e pinhão que facilita o movimento do eixo geométrico y (lado a lado)). Em uma modalidade exemplificativa, o conjunto de eixo geométrico y pode ser eletromecanicamente acionado, enquanto o conjunto do eixo geométrico x/z pode ser acionado por fluido (hidráulico/pneumático).
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[00211] É contemplado em uma outra modalidade que o mecanismo de manipulação grosseira pode ser parte de um veículo separado. Esse veículo separado pode ser manualmente acionado ou compreender um veículo robótico autônomo (não mostrado) - que pode ser similar aos comercialmente disponíveis por uma variedade de vendedores para uso em ambientes perigosos, etc. Um conjunto de braço de manipulação fina é montado no veículo/robô. O veículo/robô pode mover ao longo do comprimento do caminhão e prover acesso de manipulação fina às mangueiras de caminhão e acoplamentos de mangueira de ar de reboque. O veículo separado pode comunicar com o trator de terminal e/ou o servidor de sistema e executar um comando de afixar ou desafixar da maneira desejada. M. Sistemas para Manipulação Fina e Entrega de um Acoplamento de Mangueira de Ar do Caminhão
[00212] Mediante sensoreamento da localização do acoplamento de mangueira de ar na face dianteira do reboque, uma combinação de sistema de manipulação fina e/ou grosseira pode ser usada para conectar a interface de acoplamento de mangueira de ar do caminhão manipulada no acoplamento de mangueira de ar de reboque de posição fixa. O sistema de manipulação fina é usado de acordo com o sistema de percepção de acoplamento de mangueira de ar baseado em sensor aqui descrito (vide Seção K).
[00213] Uma modalidade desse sistema de manipulação fina consiste em um manipulador robótico de múltiplos eixos geométricos rigorosamente controlável (braço de múltiplas juntas) que pode compensar variações no ângulo pivô do reboque com relação ao caminhão, posição do acoplamento de mangueira de ar na face dianteira do reboque, ângulo de acoplamento de mangueira de ar com relação ao plano da face dianteira do reboque, e altura do reboque geral. O sistema é capaz de depositar/liberar e agarrar/recuperar a interface do acoplamento de mangueira de ar. O sistema de manipulador de múltiplos eixos geométricos pode conter qualquer ou todas as modalidades
145 / 186 para deslocamento linear incluindo acionamento eletromecânico, em que um ou mais motores elétricos são usados para mover os componentes do sistema, tais motores podem incluir dispositivos de realimentação de movimento integrados ou integrais (por exemplo, motores de passo, codificadores, etc.) que permitem que o controlador robótico monitore o movimento com relação a um dado espaço de coordenadas.
Um exemplo de um sistema de manipulador eletromecânico como esse é mostrado na Fig. 59. O braço robótico de 6 eixos geométricos rigorosamente controlável representado 5900 pode ser comercialmente fornecido por uma variedade de vendedores, incluindo Universal Robotics e Denso, aqui descritos.
O braço de manipulador 5900 inclui uma base 5910 que é afixada a uma plataforma apropriada (tal como um manipulador grosseiro, aqui descrito). A base pode rodar uma primeira junta transversal 5920 em torno de um primeiro eixo geométrico vertical AX1. A primeira junta 5920 roda em torno de um segundo eixo geométrico transversal AX2 de maneira a oscilar um segmento de braço alongado 5930 em um arco.
Na extremidade distal do segmento de braço 5930 é montada uma outra junta 5940 que roda em torno de um eixo geométrico transversal AX3 para oscilar um segmento de braço interconectado 5950 em torno de um arco.
A extremidade distal do segmento de braço 5950 inclui três juntas 5960, 5970 e 5980 que rodam o efetor de extremidade 5982 em torno de três eixos geométricos ortogonais AX4, AX5 e AX6 na forma de um pulso.
O efetor de extremidade 5982 pode incluir uma variedade de mecanismos acionados, incluindo os dedos de pegador representados que movem a favor e contra uma configuração de pega.
Em modalidades, um efetor de extremidade especializado pode ser usado para agarra e liberar a interface do acoplamento de mangueira de ar do caminhão.
O efetor de extremidade 5982 pode ser acionado usando força motriz elétrica, pneumática ou hidráulica sob controle do controlador de robô 5990 (que também move e monitora as juntas 5910, 5920, 5940, 5960, 5970, 5980).
146 / 186 Alternativamente, um controlador separado que também comunica com o sistema de sensoreamento fino 5992 pode acionar o efetor de extremidade.
[00214] Em modalidades alternativas, o manipulador de braço robótico pode definir um número diferente de eixos geométricos de movimento, da maneira apropriada para realizar as tarefas de agarrar e liberar desejadas. Em modalidades alternativas adicionais, alguns ou todos os elementos de movimento do manipulador podem ser operados com diferentes mecanismos e/ou forças motrizes incluindo, mas sem se limitar a, acionamento hidráulico, usando pressão hidráulica para estender ou retrair um pistão em um cilindro e/ou acionamento pneumático, usando pressão de ar para estender ou retrair um pistão em um cilindro. N. Mecanismos de Interface de Acoplamento de Mangueira de Ar e Métodos Operacionais
[00215] Como aqui descrito, vários mecanismos podem ser usados para criar uma conexão hermética a pressão entre o sistema pneumático (e/ou elétrico) do caminhão e um acoplamento de mangueira de ar convencional total ou substancialmente montado na face dianteira do reboque. Algumas implementações de um mecanismo/interface de conexão empregam uma geometria de acoplamento de mangueira de ar similarmente convencional na linha pneumática do caminhão, enquanto outras implementações utilizam uma conexão modificada.
[00216] Um sistema implica modificação do acoplamento de mangueira de ar do caminhão para prover uma interface favorável que permite alavancagem e integração com um efetor de extremidade robótico para torcer e travar o acoplamento de mangueira de ar no lugar. O sistema é composto de (a) um conector de acoplamento de mangueira de ar convencional no reboque; (b) um adaptador de acoplamento de mangueira de ar, que inclui um mecanismo para conectar o acoplamento de mangueira de ar a uma alavanca; (c) uma alavanca, que consiste em uma extensão comprida
147 / 186 para prover alavancagem favorável para torcer os acoplamentos de mangueira de ar no lugar; e (d) uma interface de efetor de extremidade que provê uma localização para um efetor de extremidade agarrar e mover a pivô a alavanca.
[00217] Uma técnica alternativa, mostrada no geral nas Figs. 60 e 60A, emprega uma braçadeira 6010 com um acionador 6020 que provê força consistente e veda a face de acoplamento de mangueira de ar. Um acionador rotatório ou acionador linear pode prover força linear para fechar a braçadeira de uma posição desengatada aberta (Fig. 60) para uma posição vedada fechada (Fig. 60A), em que coxim da braçadeira superior 6030 é anular e é conectado a uma linha pneumática do caminhão 6040. O coxim confronta, e veda, o acoplamento de mangueira de ar de reboque 6050 e vedação associada
6060. Mais geralmente, o coxim da braçadeira inferior 6070 se apoia no cilindro central 6080 do acoplamento de mangueira de ar de reboque 6050. O corpo da braçadeira 6010 é composto de duas seções em formato de L unidas a pivô 6012, 6014, cada uma carregando um respectivo coxim de braçadeira 6030, 6070. Os coxins de braçadeira 6030, 6070 são, similarmente, carregados em respectivas bases pivôs 6072, 6074. A base superior 6072 recebe um conector rosqueado 6076. A ação de aperto pelo acionador é usada para engatar e desengatar de forma pressurizada o acoplamento de mangueira de ar de reboque 6050. Em uma modalidade alternativa, um acionador rotatório pode ser empregado em vez do acionador linear representado, que serve para acionar um parafuso de avanço que aperta e folga o arranjo.
[00218] As Figs. 61 e 61A fornecem um outro mecanismo de aperto 6100 para seletivamente engatar e desengatar a fonte/linha pneumática do caminhão 6110 de um acoplamento de mangueira de ar convencional de reboque 6120. Essa modalidade emprega um corpo de braçadeira carregado por mola 6130 com um par de membros de aperto pivô 6132, 6134. Os membros de aperto 6132, 6134 são carregados por mola para permanecer em uma orientação normalmente fechada sob uma pressão de aperto
148 / 186 predeterminada. Quando normalmente fechada (Fig. 61A), os coxins de braçadeira opostos 6142, 6144 em cada membro 6132, 6134 comprime lados opostos do acoplamento de mangueira de ar de reboque 6120. Nessa orientação, o coxim de braçadeira superior 6132 inclui uma passagem anular que veda e permite passagem de ar para a vedação do acoplamento de mangueira de ar de reboque 6050 de uma maneira similar à braçadeira 6000 das Figs. 60 e 60A, aqui descrito. O efetor de extremidade do manipulador fino pode ser usado para entregar o mecanismo de aperto em alinhamento com o acoplamento de mangueira de ar de reboque usando técnicas de assistência e realimentação de sensor como aqui descrito.
[00219] Como mostrado na Fig. 61, os membros de aperto 6132 e 6134 incluem cada qual uma respectiva superfície de interface externa 6162, 6164, que pode incluir um material de acabamento texturizado e/ou gerador de atrito. O efetor de extremidade 6170 do manipulador fino pode agarrar as superfícies de interface e forçar a braçadeira a abrir como mostrado na Fig.
61. A braçadeira pode ser movimentada a favor e contra alinhamento com o acoplamento de mangueira de ar de reboque 6120 nessa orientação. O efetor de extremidade libera pressão nos membros de aperto 6132, 6134 fazendo com que a mola interna (por exemplo, uma mola helicoidal de torção convencional) pivote os membros de aperto fechados para engate vedado com o acoplamento de mangueira de ar de reboque 6120. A braçadeira carregada por mola é aberta usando o sistema de manipulador fino e posicionada voltada para o furo central no acoplamento de mangueira de ar. Essa braçadeira carregada por mola 6100 automaticamente engata com o acoplamento de mangueira de ar de reboque quando liberada em alinhamento adequado entre os mesmos.
[00220] As Figs. 62 e 62A mostram uma outra modalidade de um arranjo 6200 para vedar a fonte/linha pneumática do caminhão 6220 com relação a um acoplamento de mangueira de ar de reboque convencional 6210.
149 / 186 Essa modalidade emprega um plugue em formato de cone 6230 que é pressionado na vedação anular 6240 do acoplamento de mangueira de ar de reboque 6210 para prover uma vedação adequada. O plugue pode definir um degrau opcional 6232 que atravessa e atua como uma farpa de retenção com relação ao furo de vedação do acoplamento de mangueira de ar, de maneira a prover força de retenção extra. Como uma outra opção (não mostrada) uma braçadeira externa pode ser usada para pegar a traseira do acoplamento de mangueira de ar de reboque e prover pressão positiva à vedação. O plugue é alinhado e pressionado no lugar por um efetor de extremidade devidamente modelado no manipulador fino. O plugue pode incluir uma interface de suporte (não mostrada) que permite que o efetor de extremidade aplique e remova o cone.
[00221] A Fig. 63 mostra também uma outra modalidade de um arranjo 6300 para uma conexão entre um acoplamento de mangueira de ar de reboque convencional 6310 e uma fonte/linha pneumática do caminhão 6320, a linha pneumática inclui uma sonda/plugue inflável 6330 que passa ao interior do furo da vedação anular do acoplamento de mangueira de ar 6340. O plugue é vedado em torno de uma linha interna que sai em uma saída 6350. A geometria do plugue desinflado permite que ele passe livremente para dentro e para fora do furo da vedação do acoplamento de mangueira de ar. Entretanto, quando inflado em resposta a um comando de engate (após inserido), o interior do plugue expande, como mostrado, para vedar as bordas da vedação anular 6340. Mediante inflagem adequada do plugue na bolsa do acoplamento de mangueira de ar 6360, pressão positiva pode ser suprida ao sistema por meio do orifício 6350. O plugue pode ser construído de um material elastomérico durável (por exemplo, borracha natural ou sintética) que expande mediante aplicação de pressão de inflagem. Adaptadores e/ou suportes apropriados podem ser empregados para permitir que o efetor de extremidade do sistema de manipulação fina carregue, insira e extraia o
150 / 186 plugue com relação à vedação anular do acoplamento de mangueira de ar.
[00222] A Fig. 64 mostra um outro arranjo de conexão 6400 em que o acoplamento de mangueira de ar de reboque 6410 é provido com um acoplamento de mangueira de ar do caminhão afixado semipermanentemente 6420 de acordo com um movimento de aperto rotatório convencional. O conector de caminhão de acoplamento de mangueira de ar 6420 agora inclui conector pneumático intercambiável industrial (uma desconexão rápida) 6450. O adaptador do acoplamento de mangueira de ar do caminhão 6420 pode incluir um ou mais fiducial(is) 6430 (por exemplo, códigos ID com informação embutida) para facilitar o reconhecimento pelo sistema/câmera(s) de sensoreamento de manipulação grosseira e/ou fina. O adaptador de conexão intercambiável 6450 pode ser arranjado para ser passado no acoplamento de mangueira de ar do caminhão 6420, e por meio disso permitir a conexão de um conector intercambiável industrial correspondente montado na extremidade da linha pneumática do caminhão (não mostrada), e que é carregada para engate pelo efetor de extremidade do manipulador fino. O fiducial pode também ser carregado em um suporte de uma maneira similar à anteriormente aqui descrita com referência à Fig. 52. O fiducial pode, mais particularmente, definir imagens de marcador ArUco que fornecem estimativa de pose usando uma câmera. O fiducial pode também ser parte de um arranjo de pontos reflexivos: definindo um revestimento reflexivo ou de alto contraste para permitir visão por uma câmera de sensor.
[00223] As Figs. 65 e 66 mostram um outro arranjo 6500 para afixar um conector de acoplamento de mangueira de ar baseado em caminhão 6510 a um acoplamento de mangueira de ar de reboque 6520, mostrado montado em tandem com um segundo acoplamento de mangueira de ar 6522 na face dianteira do reboque 6524. O conector de acoplamento de mangueira de ar 6510 é uma modificação de uma unidade de acoplamento de mangueira de ar convencional. O acoplamento de mangueira de ar 6510 inclui um retentor de
151 / 186 folha metálica deslizante 6530, que corre (seta dupla 6534) em um trilho 6532, pela força de acionamento de um conjunto de acionador 6536. O conjunto de acionador pode ser operado pelo sistema de sensor quando o acoplamento de mangueira de ar 6510 é alinhado com o acoplamento de mangueira de ar de reboque como mostrado na Fig. 65. Nessa orientação, o retentor de folha metálica do acoplamento de mangueira de ar de reboque 6540 engata o flange do acoplamento de mangueira de ar do caminhão 6542. O acionador 6536 seletivamente engata e desengata o retentor de folha metálica 6530 do acoplamento de mangueira de ar do caminhão modificado 6510 com o retentor 6550 do acoplamento de mangueira de ar de reboque alinhado 6520. Mediante engate do retentor 6530, o efetor de extremidade 6560 roda (seta curva 6620) o acoplamento de mangueira de ar 6510 para um relacionamento paralelo com o acoplamento de mangueira de ar de reboque 6520, de forma que suas respectivas vedações 6570 e 6572 são engatadas e correspondidas (Vide Fig. 66). Consequentemente, em operação, o efetor de extremidade 6560 se aproxima do acoplamento de mangueira de ar de reboque 6520 em um ângulo não paralelo AG que permite que o flange 6542 deslize sob o retentor do acoplamento de mangueira de ar de reboque fixo 6540 enquanto as vedações 6570 e 6572 ficam distantes uma da outra (como mostrado na Fig. 65). O efetor de extremidade então roda o acoplamento de mangueira de ar 6510 para um relacionamento paralelo com o acoplamento de mangueira de ar de reboque 6520. Durante essa etapa, o acionador 6536 desliza o retentor 6530 para contato com o flange do acoplamento de mangueira de ar de reboque 6550 para unir compressivamente as duas vedações 6570, 6572 uma na outra (como mostrado na Fig. 66). O efetor de extremidade 6560 pode liberar o acoplamento de mangueira de ar afixado 6510 em sua base de pega 6580 e retornar para uma posição neutra no chassi do caminhão em seguida.
Desconexão e remoção do acoplamento de mangueira de ar 6510 do acoplamento de mangueira de ar de reboque 6520
152 / 186 são o inverso de fixação - ou seja, o efetor de extremidade 6560 é auxiliado, e engata a base de pega do acoplamento de mangueira de ar 6580; o acionador 6536 libera o retentor 6530 e o efetor de extremidade 6560 roda o acoplamento de mangueira de ar 6510 para gerar o ângulo AG com relação ao acoplamento de mangueira de ar de reboque 6520; e então o acoplamento de mangueira de ar 6510 é movimentado para fora do acoplamento de mangueira de ar de reboque 6520 para uma localização neutra, aguardando o ciclo de conexão seguinte. Este arranjo 6500 permite fixação e remoção relativamente direta do acoplamento de mangueira de ar usando um manipulador de robô. Isso evita (é livre de) os movimentos complicados exigidos em interengate de acoplamento de mangueira de ar convencional - que exige rotação em torno do eixo geométrico do centroide da vedação. Note que a base de pega do acoplamento de mangueira de ar pode também atuar como um adaptador de maneira a permitir que ar pressurizado passe através do mesmo. O conjunto de acionador 6536 pode incluir as juntas pivôs 6538 e acionador linear 6544 representados. O acionador pode empregar força motriz elétrica, hidráulica ou pneumática. Uma conexão de linha apropriada (não mostrada) ao acionador, de maneira a prover potência, pode ser provida e pode se estender paralela à linha pneumática do caminhão (também não mostrada, mas no geral afixada à base de pega 6580 para entregar ar pressurizado à conexão de pressão do acoplamento de mangueira de ar 6590).
[00224] As Figs. 67 e 67A mostram o procedimento geral 6700 para operação da localização e manipulação grosseira e fina para afixar conexão de caminhão pneumático (ou elétrico) ao acoplamento de mangueira de ar de reboque usando uma das implementações de conexão aqui descritas. O procedimento 6700 começa encontrando a face do reboque após o sistema receber um comando de conexão (etapa 6710). O procedimento 6700 determina se o ângulo pivô/engate do reboque, com relação ao chassi do caminhão, está disponível (etapa de decisão 6712). Se o ângulo estiver
153 / 186 disponível, os dados de geometria são providos para detectar a face do reboque em imagens adquiridas do sensor de detecção grosseira (etapa 6714). Ao contrário, se os dados de ângulo não estiverem disponíveis, então o conjunto de sensor grosseiro pode usar (por exemplo) contraste de cor em imagens adquiridas da face dianteira do reboque para detectar sua localização e dimensões (etapa 6716). Uma vez determinadas a localização e dimensões do reboque, o procedimento 6700 reduz a área de busca para a região de base do reboque onde os acoplamentos de mangueira de ar/painel de acoplamento de mangueira de ar provavelmente estão localizados (etapa 6720).
[00225] Em seguida, o procedimento 6700 tenta localizar o painel de acoplamento de mangueira de ar na região de busca reduzida, que pode ou não implicar em sensoreamento 3D (etapa de decisão 6722). Se sensoreamento 3D for usado pelo sistema de sensoreamento grosseiro, então o sistema localiza áreas com diferenças geométricas da face do reboque, e armazena recursos de imagem a partir disso, na etapa 6724. Se sensoreamento 3D não for empregado, o procedimento 6700 pode tentar localizar o painel de acoplamento de mangueira de ar identificando e armazenando recursos de cor na(s) imagem(ns) de face de reboque que diferem dos entornos (etapa 6726). Com base em informação de recurso identificada por meio da etapa 6724 ou etapa 6726, ou (opcionalmente) ambas, o procedimento 6700 então classifica localizações na face do reboque de probabilidade mais alta para mais baixa de presença de acoplamento de mangueira de ar/painel (etapa 6730). Essa classificação pode ser baseada em uma variedade de fatores incluindo a prevalecência de recursos candidatos de acoplamento de mangueira de ar/painel, uma forte correspondência de padrão de cores ou formatos específicos, ou outras métricas. Software de reconhecimento de padrão treinado pode ser empregado de acordo com o conhecimento na técnica. Na etapa 6732, a localização com a classificação mais alta é selecionada como o alvo para movimento de posição grosseira do manipulador e do efetor de
154 / 186 extremidade que levam a conexão do caminhão.
[00226] Esses dados de localização são então usados para guiar o manipulador e efetor de extremidade usando o sistema de posicionamento grosseiro na etapa 6734. O efetor de extremidade é posto em proximidade/adjacente à localização candidata por meio do que um conjunto de sensor fino (por exemplo câmera, escâner 3D, etc.) carregado no efetor de extremidade e/ou no manipulador pode inspecionar a localização quanto a recursos de acoplamento de mangueira de ar (etapa 6736). Se o sistema de sensoreamento fino verificar que esses recursos de acoplamento de mangueira de ar estão presentes na localização, então o procedimento usa essa localização para o processo de manipulação fina (etapa de decisão 6738). Ao contrário, se nenhum recurso ou padrão de acoplamento de mangueira de ar identificável for reconhecido pelo sistema de visão associado com o sensoreamento fino, então o conjunto de recurso de classificação mais alta seguinte é escolhido, e (se necessário) o manipulador é movimentado novamente na etapa 6734 para inspecionar a localização seguinte (etapa 6736). Esse processo repete até que o acoplamento de mangueira de ar seja localizado ou nenhum acoplamento de mangueira de ar seja encontrado (ponto este em que o procedimento reporta um erro ou adota outra ação). Uma vez que uma localização de acoplamento de mangueira de ar é confirmada, então (por meio da etapa de decisão 6738) o procedimento 6700 estima a pose do acoplamento de mangueira de ar a partir de imagens adquiridas com o sistema de sensoreamento fino. Isso pode incluir dados de imagem derivados de qualquer combinação de cor, determinação de distância estéreo próximo ao IR ou laser, dentre outras modalidades (etapa 6750). O manipulador fino é movimentado para as coordenadas identificadas do acoplamento de mangueira de ar de reboque e em uma orientação que corresponde à sua pose 3D. Note que o conector baseado em caminhão carregado tem uma pose conhecida que é correlacionada com a pose determinada do acoplamento de
155 / 186 mangueira de ar de reboque de forma que eles possam ser engatados. Realimentação visual/baseada em sensor pode ser usada para auxiliar o manipulador à medida que ele se aproxima do acoplamento de mangueira de ar de reboque (etapa 6760). O acoplamento de mangueira de ar de reboque é eventualmente engatado na orientação apropriada pelo efetor de extremidade e conector carregado na etapa 6762. Uma vez engatada, a conexão pode ser presa usando movimentos e/ou acionamentos apropriados do conector baseado em caminhão de acordo com qualquer uma das modalidades aqui descritas ou outros mecanismos de conexão apropriados - incluindo, onde o manipulador foi adaptado, por meio da conexão rotacional convencional de um acoplamento de mangueira de ar do caminhão convencional. A conexão é testada quanto a segurança e sucesso (etapa de decisão 6780). Tais testes podem incluir testes visuais e/ou se o sistema pneumático mantém sua pressão. Se bem sucedido, o procedimento 6700 sinaliza sucesso e o manipulador pode desengatar o conector baseado em caminhão e retornar para uma posição neutra (etapa 6790). Se o teste de conexão não for bem sucedido (etapa de decisão 6780), então o procedimento pode instruir o manipulador para engatar e/ou recuperar o conector baseado em caminhão (etapa 6782). O manipulador fino é então manobrado de ré para fora da face dianteira do reboque (etapa 6784) até uma localização suficiente e etapas de manipulação fina 6760, 6762, 6770 e 6780 são repetidas até que os testes de conexão sejam bem sucedidos. Se o teste não for bem sucedido após um dado número de tentativas, então o procedimento para e envia um alerta ao pessoal, e/ou adota outra ação apropriada. O. Sistemas de Assistência de Ré e Métodos para Operação de Caminhão autônomo/Reboque
[00227] Um desafio único com que um trator de terminal AV depara, enquanto conectado a um reboque, é a segurança durante a ré. Isso é basicamente atribuído ao ponto cego que é criado diretamente detrás do
156 / 186 reboque. Sistemas de visão e sensor montados no trator se tornam menos efetivos já que eles podem ficar ocultos (frequentemente como reboque grande ou mais alto e alongado). É frequentemente indesejável modernizar uma frota de reboques com sistemas de sensor individuais para auxiliar no processo de manobra de ré, e uma variedade de frotas pode ser encontrada em um pátio, tornando impraticável modernizar todos os veículos que podem se encontrar no pátio ou seus veículos autônomos. Além do mais, equipar reboques com sensores especializados aumenta os custos e tais são propensos a danos e quebra em operações de longa distância. Alguns tipos exemplificativos de sensores de ré podem incluir câmeras, LIDAR, radar, e/ou sonar.
[00228] A Fig 68 mostra um arranjo 6800 para intensificar a segurança de ré em um ambiente de caminhão autônomo usando um robô autônomo. Em uma modalidade de um sistema de detecção e segurança, um veículo aéreo não tripulado autônomo (UAV) 6810 ou veículo terrestre não tripulado (UGV)/Rover 6820 pode ser empregado. Esse veículo 6810, 6820, equipado com um, ou qualquer combinação do equipamento de sensor supramencionado (por exemplo, câmera/sensor 6812, câmeras/sensores 6822, 6824), bem como sendo ligados por dados ao sistema de trator de pátio e/ou controlador do trator de terminal pode ser desdobrado do trator de terminal e tanto assistir com visão do ar ou de terra. Como descrito adicionalmente a seguir, tais sistemas podem também ser desdobrados por cima do reboque para retransmitir dados de sensor para o sistema de navegação autônomo do trator de terminal.
[00229] Na modalidade de veículo terrestre ilustrativa (Fig. 68), usando sensores internos, o UGV se posicionaria fora de um marcador predeterminado (por exemplo, ao longo da borda externa da armação do reboque do lado do motorista 6830), e comunicando com o servidor de sistema do trator de terminal, o UGV pode autonomamente manobrar com
157 / 186 movimentos do reboque e aumentar o sistema de visão/sensor do trator de terminal AV com o uso de seu próprio sistema de visão/sensor durante manobra de ré e posicionamento do reboque. Como mostrado, sensores 6822 podem olhar para a armação do caminhão para determinar e guiar com base em suas extensões. Ele pode mover de ré à medida que o caminhão dá ré rasteando a borda traseira 6840 do reboque. Os sensores UGV 6824 podem olhar para trás e determinar a presença de obstruções ou outros perigos, tais como veículos/pessoas movendo para dentro e para fora do trajeto do reboque. Isso pode operar de uma maneira similar aos sistemas de manobra de ré encontrados na maioria dos automóveis modernos.
[00230] As Figs. 69 e 70 mostram um arranjo 6900 em que um UGV 6910 é desdobrado no teto 6922 de um reboque/contêiner 6920 do trator de terminal 6930 (onde ele é acondicionado como uma localização não interferente no chassi 6932 e/ou cabina 6934 quando fora de uso) por meio de um sistema de elevação mecânico 6950 (por exemplo, lança, braço, etc.). O sistema de elevação pode ser estendido e retraído da maneira apropriada durante o movimento do caminhão. Usando seus sensores, o UGV determina as bordas do teto do reboque/contêiner 6922 e abaixa (por exemplo) a linha de centro da frente 6952 para trás 7010 (Fig. 70) do reboque 6920. Mediante sensoreamento da borda traseira do teto 6922, o UGV 6910 trava seus pneus/esteiras 6970, e provê visão/sensoreamento e/ou iluminação traseira em comprimento(s) de onda apropriado(s) 7020, usando sensores apropriados
6960. Os pneu ou esteiras devem prover atrito de retenção suficiente para impedir deslizamento do UGV durante movimento do reboque. Em várias modalidades, o UGV pode incluir uma amarra que se estende da cabina do caminhão para segurança e/ou transmissão de dados/energia entre a cabina e o UGV.
[00231] Uma vez que o reboque tenha sido estacionado com sucesso, um sinal é enviado ao servidor/controlador do caminhão, instruindo o UGV
158 / 186 6910 retornar ao trajeto ao longo do teto da traseira 7010 para a frente 6952 do reboque 6920. O servidor/controlador do caminhão instrui o mecanismo de elevação 6950 a engatar e recuperar o UGV 6910 e acondicioná-lo de volta no trator de terminal 6930.
[00232] Uma outra modalidade do desdobramento de um sistema de sensor na traseira de um reboque anexo é pelo uso tanto de uma lança telescópica quanto de tesoura (não mostrada), afixada ao trator de terminal, que seria capaz de entregar um dispositivo de visão/sensor autocontido, com um sistema de iluminação integrado para segurança, na traseira do reboque.
[00233] Uma outra modalidade (não mostrada) inclui uma rotina de controle que direciona o trator de terminal para trás do reboque, antes da conexão, e usa um mecanismo de entrega interno para fixação temporária de um sistema de sensor montado em um mecanismo de desdobramento no caminhão na traseira do reboque usando braçadeiras, unidades de fixação magnética apropriada, etc.
[00234] Uma outra modalidade (não mostrada) emprega um braço robótico montado no caminhão, que é equipado com um pacote de sensor para olhar em torno da borda do reboque durante manobra de ré. O braço robótico pode comunicar qualquer dado de sensor de volta ao trator de terminal.
[00235] Também uma outra modalidade (não mostrada) integra um sistema de sensor desdobrável na traseira de um reboque enquanto o reboque é posicionado em uma estação de Abertura de Porta (como descrito no geral na Seção IV e Fig. 30 anterior).
1. Arranjos Dole
[00236] As Figs. 71 e 72 mostram um outro arranjo 7100, um reboque dole dividido 7110 é provido para assistir com visão/sensoreamento durante manobra de ré de um reboque. O reboque 7110 consiste em um par de trilhos 7112 unidos em uma extremidade dianteira que inclui um engate de quinta roda. Os trilhos são suficientemente rígidos para manter seu formato ao longo
159 / 186 de um comprimento que é praticamente o mesmo de um reboque convencional. Ele inclui uma pluralidade de rodas 7114 arranjadas em truques que são similares às de um caminhão, exceto que elas não têm eixos de rodas transversais, por meio disso permitindo que a largura interna WSD entre trilhos 7112 seja aberta detrás da extremidade dianteira 7150. O reboque dole 7110 conecta a uma quinta roda do trator de terminal 7120. Quando movimentado de ré, o dole simultaneamente desloca (seta 7130) para baixo ambos os lados de um reboque de longa distância estacionado (OTR) 7140 até que a borda dianteira 7142 do reboque OTR 7140 fique posicionada adequadamente na frente 7150 do reboque dole dividido (Vide Fig. 72). Note que os trilhos representados 7112 liberam a subestrutura do reboque para frente de suas rodas 7162. A extremidade traseira dos trilhos pode ser rampeada para baixo, como representado, para auxiliar a guiar a base do reboque sobre a mesma.
[00237] Na traseira 7152 do(s) trilho(s) de reboque dole dividido 7112 pode(m) ser montado(s) em um sistema de visão/sensor apropriado e iluminação 7210). O sistema 7210 transmite informação ao servidor de sistema e/ou ao controlador de trator de terminal para ser usada durante operações de manobra de ré como aqui descrito. Uma vez que o alinhamento tenha ocorrido (Fig. 72), braços pivô ou telescópicos (não mostrados) ao longo do comprimento do dole podem ser desdobrados por um comando do servidor ou controlador do caminhão para distribuir uniformemente o peso do reboque OTR e potencialmente prendê-lo contra movimento lado a lado. Um sistema pneumático (sacos de ar) ou hidráulico (pistões) interno pode levantar a armação do dole 7110 até que ele levante a reboque estrutura de suporte do OTR no chão 7160 e os pneus 7162 totalmente fora do chão. Nesse ponto de tempo, as rodas do dole 7114 suportam o reboque 7140. Um recurso adicional no reboque dole dividido 7110 é um dispositivo telescópico engrenado que permite que a armação alongue ou contraia para acomodar múltiplos
160 / 186 comprimentos de reboques e posições de eixo de rodas (denotadas pela seta dupla 7170). O ajuste do comprimento do reboque dole dividido pode ser feito pelo servidor de sistema mediante identificação das extensões do reboque de uma maneira aqui descrita. As extensões são usadas para direcionar os motores (por exemplo, um sistema de cremalheira e pinhão ou parafuso de avanço) no dole do reboque 7110 para estender ou retrair os trilhos. Uma variedade de mecanismos telescópicos ou corrediços, que devem ser claros aos versados na técnica, pode ser usada para facilitar o ajuste do comprimento do trilho. Em geral, o comprimento deve ser definido de maneira que as rodas do reboque 7162 residam em uma folga de poucas polegadas ou pés detrás das rodas do dole dividido 7114 quando o reboque 7140 é totalmente engatado pelo dole dividido 7110 (como mostrado na Fig. 72). Após montagem do reboque, o caminhão autônomo pode direcionar o reboque para uma outra localização no pátio com base em um trajeto programado como aqui descrito para carregamento, descarregamento, etc. Vantajosamente, essa modalidade é livre de uma exigência de conectar linhas elétricas ou pneumáticas ao reboque, e, dessa forma, mecanismos de conexão automática podem ser omitidos do trator de terminal. Luzes traseiras podem ser montadas adjacentes à traseira do dole dividido em cada trilho, e freios de roda podem ser equipados nas rodas do dole de uma maneira clara aos versados na técnica. Mais geralmente, o dole dividido pode permanecer engatado ao caminhão autônomo após entrega de um reboque e pode ser carregado em torno do pátio como um acessório semipermanente. Seus freios e componentes elétricos podem ser conectados usando acoplamentos de mangueira de ar convencionais pelo pessoal de pátio.
[00238] As Figs. 73 e 74 mostram um arranjo dole 7300, que combina um UGV com um dole de roda de reboque. Mais particularmente, dois doles autônomos (dole lado do motorista 7310 mostrado), comunicando com o servidor de sistema e/ou sistema de controle autônomo de tratores de
161 / 186 terminais, são desdobrados alinham com o reboque 7320 adjacente a cada lado postos do mesmo. Eles alinham cada qual com as rodas 7322 e eixos de rodas traseiros associados 7324 em cada respectivo lado do reboque 7320. Cada dole 7310 é guiado por um conjunto de visão e outro conjunto de sensor associado 7312, que pode operar para acionar o dole 7310 semi- autonomamente, evitando obstruções e guiando para as rodas do reboque. Alternativamente, o dole pode transmitir todos dados de sensor e controle para um sistema de visão instanciado no caminhão ou servidor e receber comandos de controle remotamente. O dole 7310 inclui uma pluralidade de rodízios de trabalho pesado 7314 montados em uma armação em formato de U robusta 7315. Rodas acionadas 7316 são potencializadas por motores (por meio de engrenagens, correias, etc.) em um alojamento central 7318 montado na armação 7315. As rodas acionadas 7316 esterçam e movem o dole 7310 da maneira apropriada. O alojamento 7318 pode prover um mecanismo de elevação que hidraulicamente ou pneumaticamente acomoda e eleva os pneus do reboque uma vez engatado (Fig. 74). Dessa maneira, as rodas 7322 do reboque 7320 são levantadas para fora de engate com o chão e os doles em vez disso engatam o chão. Luzes (não mostradas) podem ser montadas no alojamento do dole 7318 - por exemplo, ao longo da face voltada para trás
7340. Mais geralmente, iluminação, sensores de iluminação, visão de manobra de ré do dole, e frenagem são todos controlados por meio do sistema de controle do trator de terminal de forma que o reboque não precise conectar diretamente ao trator de terminal - ou pode ser conectado apenas para frenagem, já que sensores elétricos e de ré são providos para o dole. Isso depende, em parte, da robustez do sistema de freio do dole - isto é, se os freios do dole forem suficientemente robustos, então a frenagem pode ser feita pelo dole, e, se não, então as conexões pneumáticas de frenagem entre o caminhão e o reboque são feitas por meio dos sistemas de conexão automática supradescritos.
162 / 186
[00239] A título de fundamentos adicionais, percebe-se que um desafio significante na provisão de um sistema de transporte de reboque automático para um ambiente de pátio é a superação dos freios de mola de emergência travados em um reboque estacionado. Reboques OTRs de para estrada incluem sistemas de freio de emergência que são engatados por mola até que pressão de ar seja provida às linhas de ar de acoplamentos de mangueira de ar, que, por meio disso, aciona e libera os freios de emergência. Para movimento autônomo de tratores de terminais, uma técnica para destravar as rodas e permitir o manobra de ré do reboque para mover livremente de uma maneira automática é altamente desejável.
[00240] Com referência à Fig. 74A, um arranjo dole automático 7410 é mostrado em uma orientação pré-engatada em que o trator de terminal autônomo 7412 emprega um dole robótico desdobrável 7414 com uma amarra e/ou umbilical 7416 que interconecta com uma fonte de alimentação e controlador do dole 7418. A amarra 7416 pode também interconectar com o suprimento de ar pressurizado do veículo 7419 por meio de uma mangueira de ar apropriada que é disposta em uma viga com as linhas de força e/ou dados (controle). Alternativamente, a amarra 7416 pode ser um cabo ou linha simples sem energia, dados e/ou ar e o dole pode ser potencializado por unidades de baterias/potência internas e receber sinais de controle sem fio por meio do caminhão 7412 e/ou servidor de sistema. Em um arranjo como esse, a amarra pode ser omitida em outras modalidades exemplificativas (como aqui descrito de forma geral).
[00241] O controlador dole baseado em caminhão 7418 (Fig. 74A), na modalidade exemplificativa, pode ser integrado com, ou interconectado ao controlador principal e transceptor de comunicações do veículo 7421. O dole desdobrável 7414 pode incluir uma CPU com controlador associado 7420 que coordena operações de dole locais com sinais providos pelo caminhão autônomo e/ou servidor de sistema, como descrito a seguir. O dole 7414 pode
163 / 186 ser afixado ao chassi 7422 do caminhão 7412, ou pode seguir o caminhão a uma distância de separação apropriada quando não desdobrado. Ganchos, braços, guindastes, rampas, etc. apropriados podem ser usados para permitir que o dole 7414 engate o chassi do caminhão 7412. O dole 7414 inclui uma pluralidade de rodas acionadas (quatro rodas 7423 nesta modalidade), que podem ser independentemente ou coletivamente acionadas em vários arranjos por meio de (por exemplo, um ou mais motores elétricos e caixas de engrenagem apropriadas). As rodas podem ser estercíveis por meio de um mecanismo de direção que vira as rodas e/ou aplica potência diferencial a cada uma das rodas de uma maneira clara aos versados na técnica.
[00242] O dole desdobrável 7414, que é dimensionado (altura HDD geral, largura WDD geral e comprimento LDD geral) para ajustar-se à escada do reboque representado 7424, é adicionalmente mostrado em vista de topo na Fig. 74B movendo para trás (seta 7425) para fora do caminhão e em direção ao reboque 7424, à medida que a amarra 7416 é desenrolada do caminhão 7412 usando um molinete carregado por mola ou elétrico, ou outro sistema de bobinamento/enrolamento apropriado que deve ser claro aos versados na técnica. O caminhão 7412 pode incluir sensores visuais e/ou outros tipos sensores espaciais 7433 para auxiliar a guiar o dole 7414 em direção, e em alinhamento com uma linha de centro de, o reboque 7424. Adicionalmente, ou alternativamente, o dole pode incluir tais sensores visuais e/ou espaciais 7433 (e sistema de percepção associado) para auxiliar a encontrar e alinhar com o reboque 7424. Mais particularmente, a largura WDD geral é dimensionada menor que a largura WTT entre os pneus do reboque 7426. Similarmente, a altura HDD é menor que a dos eixos de rodas 7429 entre os pneus 7426 (isto é, conjuntos de truque), e essa geometria de dole permite que ele entre por baixo do lado inferior 7431 do reboque 7424, e passe entre, e sob, a estrutura do conjunto de suporte no chão 7427 e engate do reboque 7428. Usando seu(s) sensor(s) 7433, o dole pode ser guiado, e alinhado com (por exemplo,
164 / 186 usando visão de máquina e reconhecimento de padrão que identifica os respectivos formatos dos eixos de rodas paralelos 7429) para uma localização em relação ao eixos de rodas traseiro 7429 de maneira a engatar os pneus 7426 como descrito a seguir.
[00243] O dole desdobrável 7414 consiste em um corpo/alojamento central 7430 que contém a CPU 7420 e outros sistemas eletromecânicos. Uma pluralidade de mecanismos de aperto móveis 7432 e 7434 que se estendem para fora do corpo 7430 e, respectivamente, engatam as bordas externas e bordas voltadas para dentro dos pneus do reboque 7426. Quando engatada, acionadores pneumáticos, hidráulicos ou elétricos fazem com que os mecanismos de aperto 7432 e 7434 levantem os pneus para fora de engate com o chão 7436. A operação de engate pode incluir estender os mecanismos de aperto 7432, 7434 para fora (setas 7438) de uma posição sem interferência entre os pneus 7426 para a posição de interferência representada na Fig. 74C. Dessa maneira, a largura geral do dole fica maior que a largura WTT interpneus.
[00244] Quando engatada e levantada, a traseira do reboque fica sob controle do dole 7414 e suas rodas 7423. Essas rodas do dole 7423 podem ser independentemente freadas por meio do controlador do caminhão de maneira a prover operações de frenagem de emergência e de operação da maneira necessária. O dole 7414 pode também incluir várias luzes traseiras de freio e de operação (por exemplo, luzes sinalizadoras e de ré - não mostradas) da maneira exigida. O reboque 7424 é engatado no trator de terminal 7412 usando técnicas automáticas ou assistidas manualmente, como descrito geralmente aqui. O engate pode ocorrer tanto antes quanto após o dole 7414 levantar as rodas 7426 do chão 7436. O dole pode então operar em cooperação com movimento do caminhão por meio de comandos/sinais de controle apropriados. As rodas do dole podem tanto ser roda livre (exceto durante aplicação da frenagem desejada) quanto se basear na potência de
165 / 186 acionamento do caminhão exclusivamente, ou podem prover potência de acionamento suplementar e/ou assistência de direção ao conjunto de caminhão e reboque engatado.
[00245] Com referência à Fig. 74D, um outro arranjo 7440, similar ao aqui descrito nas Figs. 73 e 74, é mostrado. Nesta modalidade, um par de doles robóticos 7441 (apenas o lado esquerdo é representado para clareza) que são adaptados para engatar os conjuntos esquerdo e direito de pneus de reboque 7426 pelo lado de fora das paredes laterais 7442. O dole, dessa forma, é arranjado como uma armação estrutural aberta 7443 com um alojamento de potência e controle 7444 montado em uma viga de suporte alongada externa 7446 que liga rodas de acionamento opostas 7445 entre si. O dole 7441 pode ser amarrado ou desamarrado como descrito de forma variada aqui. As faces dianteira e traseira dos pneus 7426 são acomodadas por membros em formato ligeiramente de cunha 7447. Após movimentação para engate usando rodas de acionamento 7445, cada lado do reboque é levantado em relação ao chão por meio dos respectivos conjuntos de pneus 7426, com o uso de pistões hidráulicos/pneumáticos ou motores eletricamente engrenados (acionadores) 7448 que operam em cooperação, permitindo equilíbrio e controle mantidos. Mediante término da tarefa de elevação e movimentação do reboque, os doles 7441 tanto retornam para trator de terminal, quando para uma estação de docagem associada para carregar (considerando que eles não estão amarrados em uma modalidade exemplificativa, por meio do que o carregamento é feito usando conexões de carregamento diretas, carregamento indutivo, etc.), ou os doles 7441 podem deslocar, e docar, para uma estação de carregamento conveniente em proximidade às baias de docagem ou áreas de estacionamento, até que o trator de terminal seguinte solicite assistência na elevação e transporte de um reboque.
[00246] Com referência a uma modalidade adicional mostrada nas Figs. 74E-74G, uma estrutura de ponte-rolante automática e sistema de roda
166 / 186 7450 é usado para acavalar a extremidade traseira 7451 de um reboque 7424 e tanto afixar às rodas do reboque 7426 quanto ao lado de baixo 7431 da armação do reboque, a fim de levantar a extremidade traseira do reboque 7424 do chão 7436. Como mostrado, o sistema 7450 define uma armação de suporte verticalmente móvel (setas duplas 7454) 7452 afixadas às colunas opostas 7455 na frente e traseira do sistema 7450. Em uma modalidade, o sistema de ponte-rolante 7450 pode definir um comprimento geral TGL que é tipicamente (mas não necessariamente) maior que o comprimento geral do reboque 7424 de forma que as colunas residam na frente e detrás dos lados dianteiro e traseiro do reboque, respectivamente. Em modalidades alternativas, o ponte-rolante pode ser aquém desse projeto de “comprimento total”. O suporte é adaptado para engatar o lado de baixo 7431 do reboque
7424. Nesta modalidades, as colunas incluem rodas 7457 que são acionadas e/ou estercíveis usando uma fonte de alimentação interna (por exemplo, recarregável). Movimento do sistema é controlado por meio de uma unidade de controle e transceptor 7456, que podem comunicar com o trator de terminal para prover movimento e informação sensorial. Um pod de sensoreamento e iluminação traseira (ou uma pluralidade de pods/unidades) 7458 pode ser usado para prover luzes de funcionamento e freio igualmente a informação do sistema de percepção para uso em guiar o sistema 7450 para um reboque e navegação a partir daí. Como mostrado na Fig. 74F, o sistema 7450 pode mover para alinhamento com o reboque 7424, com o suporte 7457 residindo abaixo do lado de baixo 7431 do reboque. Então, na Fig. 74G, o suporte é levantado para localizar as rodas do reboque 7426 e a estrutura de suporte no chão 7427 fora de engate com o chão 7436. O sistema de ponte- rolante 7450 pode então mover em direção ao trator de terminal (não mostrado neste exemplo) ou o trator de terminal pode mover em direção ao sistema. A frente do sistema de ponte-rolante 7450 é arranjada para permitir que o caminhão engate o reboque através das colunas dianteiras 7455 (ou
167 / 186 engatem diretamente o sistema 7450, propriamente dito), e por meio disso puxe o reboque engatado para uma localização desejada no pátio. Durante rebocagem, o sistema fica em comunicação com o trator de terminal e é capaz de frear independentemente (algumas ou todas as rodas 7457), assistência de sensoreamento traseiro, bem como luz de sinalização e pisca traseira. Em uma outra modalidade, o sistema 7450 pode ser amarrado ao trator de terminal de uma maneira descrita no geral aqui, e pode ser rebocado ou seguir o trator de terminal à medida que ele move em torno do pátio. Alternativamente, um sistema de ponte-rolante 7450 pode ser independentemente automático, incorporando autopropulsão, sensoreamento, e autonomia, e consequentemente eliminando a necessidade de um trator de terminal independente. Em qualquer modalidade, sensores adicional, operacionalmente e/ou funcionalmente similares ao(s) trator(es) de terminal supradescrito(s), pode ser usado para facilitar operação independente - por exemplo, sensores localizados voltados para a frente.
[00247] Como aqui descrito, sistemas e métodos alternativos de movimento de reboque, que podem parcial ou totalmente omitir um trator de terminal, podem ser empregados em uma ambiente de instalação. Em uma modalidade, mostrada nas Figs. 74H-74J, um trator de terminal de tamanho real, como aqui descrito, é substituído com um miniveículo tug automotriz (elétrico, combustão interna, etc.) 7460 equipado com sensores 7464 (para um sistema de percepção) e uma plataforma inteligente 7463 que permite conexão automática a um pino mestre 7428 de um reboque 7424, e navegação em um ambiente de pátio sob potência de suas rodas 7461 e controle de uma CPU e transceptor 7462 que comunica (por exemplo, diretamente) com o servidor de sistema por meio de uma ligação de dados sem fio (como aqui descrito de forma geral com referência a tratores de terminais). O veículo 7460 pode incluir um chassi pesadamente reforçado 7465, esse é adequadamente concebido agachado para manobrar sob o reboque 7424 (isto é, a altura
168 / 186 máxima HTT é menos que a folga do chão TGC entre o lado de baixo dianteiro do reboque 7424 e o chão 7436). A configuração deve também residir na frente da estrutura de suporte no chão 7427, de maneira a evitar interferência com o mesmo. Dependendo da condição do pátio e/ou outros fatores, as rodas 7461 podem ser substituídas com esteiras. Como mostrado na Fig. 74H, o veículo mini-tug automático 7460 pode aproximar a frente do reboque usando sensores 7464 que provêm um sistema de percepção com dados de uma maneira aqui descrita. Ele pode, dessa forma, ser despachado pelo servidor de sistema para encontrar um reboque específico no pátio a partir de uma localização remota - por exemplo, uma área de carregamento e/ou espera. O veículo 7460 é alinhado com a linha de centro do reboque usando o sistema de percepção e passes por baixo da frente.
[00248] Como mostrado na Fig. 74I, o veículo tug 7460 então alinha com o pino mestre do reboque 7428. Então, como mostrado na Fig. 74J, a plataforma 7463 e verticalmente estende um pilar 7466 com um dispositivo de quinta roda capaz de intertravar com um pino mestre do reboque 7428, e levantando a frente do reboque 7424 de forma que a estrutura de suporte no chão fique livre do chão na forma de um engate de caminhão convencional com o pino mestre. O chassi pode incluir um tanque de ar e/ou compressor e conjunto de válvula associado que é adaptado para pressurizar o sistema de freio do caminhão por meio de um ou mais conexões de acoplamento de mangueira de ar 7468. Um braço robótico 7469 é afixado ao chassi. Ele pode incluir sensores internos que permitem que seu efetor de extremidade 7470 engate o acoplamento de mangueira de ar 7468 e complete uma conexão de pressão. A operação do braço e/ou sensores pode ser similar aos descritos aqui para modalidades de trator de terminal. Outros mecanismos de conexão, incluindo uma conexão e desconexão rápida autoguiada (como aqui descrito) podem ser usados no chassi 7465 em modalidades alternativas. Como mostrado nas Figs 74H e 74I, o braço 7469 pode ser retraído durante
169 / 186 deslocamento e alinhamento, e então estendido para conectar com o caminhão durante ou após o pino mestre ser engatado. O braço pode também ser usado para conectar o sistema elétrico do reboque de forma que o veículo 7460 possa operar luzes de operação e de freio da maneira apropriada. Uma vantagem significante da configuração de tug ilustrativa é que seria capaz de rodar 360 graus em torno do pino mestre, e consequentemente ter capacidades de manobra de reboque superiores.
[00249] Em uma modalidade alternativa, mostrada nas Figs. 74K-74M, um veículo tug 7480 omite um braço de conexão pneumática separado (robótico), e interopera com outros sistemas de elevação de roda de reboque, tal como um dos conjuntos dole supradescritos 7482. Os doles podem incluir rodas de acionamento 7485 como aqui descrito e conjuntos de iluminação e sensoreamento traseiros apropriados (pods exemplificativos 7483). Como mostrado na Fig. 74K, o tug chega em um reboque 7424 com uma extremidade traseira já levantada do chão 7436 por meio de um arranjo dole
7482. A extremidade dianteira ainda se apoia na estrutura de suporte no chão
7427. O veículo 7480 alinha com o pino mestre 7428 usando sensores (e sistema de percepção associado) que comunica com o servidor de sistema por meio da CPU e transceptor 7484. As rodas tug 7485 (ou esteiras) são instruídas a dirigir e esterçar por meio de dados tratados através da CPU 7484. Uma vez que a plataforma tug 7486 alinhe com o pino mestre 7428 (Fig. 74L), o pilar vertical 7487 se estende para engatar o pino mestre 7428 e levantar o reboque de forma que a estrutura de suporte no chão 7427 fique fora do chão 7436. O tug pode girar (por exemplo) 180 graus de forma que os sensores 7483 fiquem voltados para a frente e o veículo tug 7480 possa dirigir o reboque para um destino em combinação com o arranjo dole 7482. O(s) dole(s) pode(m) ser controlado(s) por meio do veículo tug 7480 (similar a uma modalidade de trator de terminal), ou pode(m) ser sob controle direto (por exemplo, sem fio) do servidor de sistema. Em modalidades, o(s) dole(ies)
170 / 186 pode(m) ser amarrados ao tug do veículo ou separados, e pode(m) tanto rastrear o veículo quanto chegar de uma localização remota (por exemplo, uma área de carregamento e/ou espera).
[00250] Muitos dos recursos citados podem ser combinados de várias maneiras. A título de exemplo não limitante, a Fig. 74N é uma vista em perspectiva de um reboque dole dividido com um tug integrado. O reboque dole dividido 7490 e tug integrado 7492 podem ser usados no recebimento e transporte de um reboque OTR de uma maneira que podem ser livres de conexões elétricas ou pneumáticas entre o reboque OTR e o caminhão, em virtude de as várias funções de frenagem e sinalização serem providas pelo reboque dole dividido 7490 e tug integrado.
[00251] É contemplado que qualquer das modalidades de dole, ponte- rolante ou veículo tug apresentados pode incorporar componentes de direção e potência elétricos, pneumáticos e/ou hidráulico que podem ser arranjados de acordo com o conhecimento na técnica. Similarmente, vários componentes projetados customizados podem ser empregados de acordo com o conhecimento na técnica para acomodar exigências de desempenho e/ou manuseio de carga particular para o sistema.
2. Arranjos de Instalação
[00252] Em uma outra modalidade, o local do pátio ou instalação é instrumentado com dispositivos de sensoreamento, incluindo uma câmera de sistema de visão e outras modalidades de sensoreamento (por exemplo, radar, LIDAR, telêmetros laser, etc.) em substituição (ou em adição) ao reboque. Câmeras e sensores podem ser montados em uma configuração estática com cobertura para cada localização potencial que exige manobra de ré do reboque como parte da operação. Como com os sistemas montados em reboque, esses sensores exigem comunicação para retransmitir dados de sensor ao sistema de navegação autônomo do trator de terminal.
[00253] A título de exemplo não limitante, referência é feita à Fig. 75,
171 / 186 que mostra uma instalação 7500 que inclui sensoreamento montado no local, incluindo sensores 7510 capazes de movimento lado a lado (seta 7520) entre localizações de manobras de ré potenciais, por exemplo, pelo movimento ao longo de um fio ou trilho 7530 afixado no lado de uma construção 7540 (por exemplo, uma doca de carregamento com uma série de portas de baia 7542) para cobrir regiões de “ponto cego” 7544. O conjunto de sensor exemplificativo 7510 é interfaceado com um sistema de comunicação (por exemplo, sem fio) que transmite dados de sensor ao sistema de navegação ou servidor de sistema autônomo do trator de terminal. O sensor pode ser adaptado para responder a uma chegada ou partida de caminhão e mover para sua região para cobrir operações. Se for previsto que uma pluralidade de caminhões mova em intervalos de tempo relativamente próximos um do outro, então uma pluralidade de sensores pode ser provida em um ou mais trilhos, fios, etc. Em uma modalidade, esses sensores de conjuntos de sensores móveis podem ser adaptados para mover independentemente da infraestrutura do local, resultando na implementação UAV ou UGV supradescrita.
[00254] Note que operações de sensoreamento montadas no local adicionais podem ser providas em modalidades, que podem incluir sensores de radar ou LIDAR e/ou câmeras montados no chão que podem ser adaptados para detectar movimento de não caminhão no pátio, e reportar isso ao servidor de sistema. Isso pode ser usado para proteção e segurança, rastreamento de perigos e obstruções potenciais, bem como pessoas movimentando em torno do pátio que podem estar em risco de lesão pelos veículos em movimento.
[00255] Em modalidades, a operação de um suporte de elevação estacionário de reboque auxiliar pode ser automática e aumentada com base em dados e instruções do trator de pátio e/ou servidor de sistema. Atualmente, suportes de elevação estacionários separados são algumas vezes empregados nos centros de distribuição e instalações de produção para impedir um colapso de um reboque por causa de falha da estrutura de suporte do reboque no chão.
172 / 186 Esse método atual exige que um motorista ou pessoal de terra localize e posicione devidamente (e então posteriormente retraia e acondicione) um suporte de elevação estacionário sob a frente do reboque cada vez que ele é desengatado do caminhão. P. Suportes de Elevação Estacionários Automáticos
[00256] As Figs. 76-78 mostram um arranjo de suporte de elevação estacionário automático 7600 em que o suporte de elevação estacionário do reboque é móvel a pivô entre uma posição nivelada contra o chão (Fig. 76) e uma posição autodesdobrada, em que ele pivota (seta curva 7612, em torno do eixo de rodas pivô 7620) em sua base 7630. Nessa posição desdobrada vertical (Fig. 77), as sapatas de macaco 7640 nas pernas de macaco separadas 7650 confrontam a base do reboque 7660. As sapatas 7640 são então movimentadas para cima (setas 7720) em membros telescópicos 7810 das pernas 7650 até que elas presumivelmente engatem a base do reboque 7660. Pistões hidráulicos ou pneumáticos podem ser usados para acionar os membros telescópicos 7810. Similarmente, um sistema hidráulico, pneumático ou eletromecânico, com dispositivo(s) de travamento apropriado(s), pode ser usado para pivotar o suporte de elevação estacionário de uma orientação aterrada (Fig. 76) para uma orientação desdobrada (Figs. 77 e 78). O engate das sapatas do suporte de elevação estacionário 7640 com a base do reboque 7660 provê suporte adicional para a estrutura de suporte no chão 7670, bem como o benefício extra de prender o reboque contra deslizamento para fora da baia de carregamento na forma de calços de roda. O suporte de elevação estacionário automático pode tanto ser permanentemente ancorado no chão para reboques de comprimentos específicos, quanto, alternativamente, pode ser montado em um trilho deslizante que fica disposta por baixo do reboque, por meio disso permitindo flexibilidade de comprimentos de reboque variáveis, comunicados por meio de sistema de gerenciamento de pátio ou sistema automático de trator de terminal para um
173 / 186 controlador de suporte de elevação estacionário 7618, que também controla o desdobramento de pivotagem. Q. Calço Automático
[00257] De um ponto de vista de segurança, muitas operações escolhem colocar calços de roda na frente dos pneus de um reboque quando o reboque está sendo carregado ou descarregado em uma doca/baia de carregamento de instalação. Isso é por causa da precedências históricas do reboque se separando de uma doca, tipicamente quando ele está sendo carregado ou descarregado com a assistência de um veículo, tal como uma empilhadeira. A lacuna deixada entre o reboque e a doca pode levar a série lesão ou morte por colisão caso o reboque subitamente sofra uma guinada para frente ou para trás.
[00258] Um sistema de calço automático 7900 de acordo com uma modalidade é mostrado nas Figs. 79 e 80. O sistema compreende uma bandeja da chapa de base 7910, localizada sob cada conjunto de rodas de reboque 7920, que pode ser aparafusada 7912 (ou de outra forma presa firmemente) ao chão. A bandeja 7910 retém uma pluralidade (por exemplo, oito) bexigas de ar em linha 7930 feitas de borracha de alta densidade, ou um composto de comportamento similar (por exemplo, um pano reforçado), que são resistentes ao desgaste e rasgamento aos efeitos das rodas de reboque quando esvaziadas (Fig. 79). Uma vez que os pneus do reboque são colocados na bandeja 7910 e são devidamente posicionados (por exemplo, traseira 7940 do reboque 7950 posicionada contra a porta da baia para carregamento/descarregamento), um comutador pode ser manualmente acionado, ou automaticamente ligado, que abrirá uma válvula de ar (fonte de pressão) para uma baia de carregamento específica, por exemplo, proveniente de um compressor de ar centralmente localizado que serve a múltiplas docas. A abertura da válvula de ar começará a inflagem das bexigas de ar que não são comprimidas pelo peso do pneus do reboque (vide Fig. 80). As bexigas de ar assumem uma seção transversal
174 / 186 lateral serrilhada (cada dente definindo uma seção transversal lateral triangular individual. Consequentemente, os dentes circundantes servem para capturar as rodas e impedem movimento de rolamento para frente ou para trás. Uma vez que o carregamento ou descarregamento do reboque tenha sido concluído, um operador na instalação pode tanto acionar um comutador que automaticamente esvaziará as bexigas (retornando-as para a configuração esvaziada da Fig. 79), quanto fornecer um sinal ao sistema do veículo autônomo, que pode remotamente ativar o mecanismo de esvaziamento. As dimensões de cada dente triangular são altamente variáveis. Em geral, elas devem ser dimensionadas e arranjadas para prover uma rampa de acomodação em cada lado de um conjunto de rodas com não mais que um dente comprimido entre os mesmos.
[00259] As Figs. 81 e 82 mostram um sistema de calço automático inflável 8100 de acordo com uma modalidade. Ele consiste em um par de coletores de ar estruturados e duros rígidos 8110, cada um localizado adjacente ao lado externo dos pneus do reboque 8120. Ao longo do comprimento do coletor 8110 existe uma fileira de tubos independentes que podem ser inflados uma vez que o reboque esteja em posição contra a baia de carregamento, como mostrado. Uma vez ligados para inflar, todos os tubos 8210 que não estão obstruídos (pelos pneus 8120) são rigidamente cheios com ar e circunda os pneus, impedindo que eles rolem como mostrado na Fig. 82. Os tubos 8220 que são parcial ou totalmente obstruídos pelos pneus 8120 não são completamente preenchidos (como mostrado na Fig. 82). Esses tubos podem resistir a inflagem completa com base em uma válvula de segurança em cada circuito pneumático de tubo que sensoreia a resistência a pressurização ou com base no grau de pressão aplicada ao tubo sendo insuficiente para superar a resistência apresentada pela parede lateral do pneu do reboque. Mediante esvaziamento, ar pressurizado é extraído dos tubos 8210, e os tubos retraem do trajeto do reboque que parte. Uma fonte de
175 / 186 sucção pode ser empregada para assegurar total retração no coletor 8110. Alternativamente, os tubos podem incluir um material elástico ou uma mola de expansão interna (metal ou polímero) que força a retração quando pressão de ar é liberada. O grau de pressão usado para inflar os tubos, bem como a espessura e durabilidade do material é escolhido para assegurar que o reboque permanece estacionário quando inflado. O diâmetro cilíndrico dos tubos pode ser aproximadamente diversas polegadas até um pé e o comprimento pode ser aproximadamente o mesmo ou maior que a largura de pelo menos um (e geralmente ambos) pneus em um conjunto de rodas 8120.
[00260] Um outro arranjo de calço automático 8300 é mostrado nas Figs. 83-85, de acordo com uma modalidade. O arranjo 8300 consiste em um tubo telescópico de alta resistência (por exemplo, um metal/liga metálica forte) 8310 que é montado no centro em um trilho 8312. O trilho 8312 é preso ao bloco de estacionamento entre os conjuntos de rodas 8320 do reboque 8330 usando pernos ou outros mecanismos de fixação. O tubo 8310 é montado em um corrediço 8314 com uma base 8316. O corrediço 8314 move ao longo do trilho 8312 sob operação de um acionador robusto - por exemplo, motor/pistão hidráulico e/ou motores elétricos engrenados (por exemplo, uma cremalheira e pinhão para movimento linear).
[00261] Como mostrado, em operação, o reboque 8330 é movimentado para a posição com relação à doca ou outra área de estacionamento. O comprimento LPR é menor que a largura WW entre rodas de forma que as rodas podem passar sobre o tubo 8310 livre de interferência. Como mostrado na Fig. 84, uma vez estacionado, um sistema de sensoreamento sensoreia a presença do caminhão e/ou um operador pressiona um comutador que faz com que a extremidades telescópicas internas 8318 do tubo estendam para fora (setas 8340) em direções opostas de forma que o tubo geral 8310 define um comprimento LPE maior que largura interna da roda WW. As seções telescópicas se estendem usando um acionador linear, tal como um pistão
176 / 186 hidráulico que pode ser implementado de acordo com técnica conhecida. O pistão pode ser embutido na seção de tubo central. As extremidades 8318 podem ser retraídas por uma pressão hidráulica invertida ou um força de mola resistiva que opera quando a pressão de extensão é removida. Quando tanto um sensor quanto o operador determina a localização estacionado das rodas dianteiras 8420, o corrediço 8314 é movimentado (setas 8420) para deslizar ao longo de um trilho 8312 por um certo comprimento ao longo do reboque até que as extremidades 8318 engatem as rodas dianteiras 8410, como mostrado na Fig. 85. A capacidade de deslizar ao longo do trilho para diferentes posições permite que o tubo 8310 compense uma ampla gama de possíveis posições de eixo de rodas do reboque). O mecanismo de movimento do corrediço pode incluir um sensor que detecta quando resistência é encontrada à medida que o tubo deslizante engata os pneus do reboque estacionário 8320. Adicionalmente, o mecanismo de movimento do corrediço pode incluir componentes de travamento (não mostrados) que prende adicionalmente o corrediço em sua localização desejada ao longo do trilho. A força de retenção do motor corrediço pode também ser suficiente como um mecanismo de resistência suficiente dependendo de seu projeto.
[00262] Quando o reboque 8330 está novamente pronto para movimento, o operador ou o servidor de sistema direciona as extremidades do tubo 8318 para retrair e o corrediço 8314 para mover de volta para uma posição de espera dianteira. As rodas do reboque 8320 são então livres para passar sobre o arranjo 8300.
[00263] Um arranjo de calço automático similar 8600 ao arranjo 8300 aqui descrito em referência às Figs. 83 a 85 é mostrado nas Figs. 86 a 88. Dessa forma, pode-se considerar que elementos que funcionam similarmente operem similarmente. Nesta modalidade, um tubo fixo 8610 é provido em um corrediço 8614 que move ao longo de um trilho fixo 8612 como aqui descrito. Nesta modalidade, o tubo 8610 é um unidade fixa com um comprimento geral
177 / 186 LPF que é maior que a largura interna WW das rodas. O corrediço inclui um pivô potencializado 8618 que permite que o tubo 8610 rode em torno de um eixo geométrico vertical APF. Dessa forma, como mostrado, o tubo pode normalmente se acondicionar no sentido do comprimento (paralelo) no reboque 8630, permitindo que as rodas voltem através dele para o espaço de estacionamento. O corrediço 8614 é suficientemente distante das rodas dianteiras 8650 nessa orientação para então permitir ao pivô 8618 rodar (seta curva 8640) o tubo 8610 em 90 graus para sua posição desdobrada, como mostrado na Fig. 87. Nessa posição, o tubo 8610 se estende em direções opostas suficientemente para engatar as rodas dianteiras 8650. O sistema é então direcionado por um sensor e/ou o operador para mover o corrediço 8614 e tubo associado 8610 para trás (setas 8720) para engate com as rodas dianteiras 8650, como mostrado na Fig. 88. O reboque 8630 é agora seguramente apoiado para carregamento ou descarregamento.
[00264] Quando o reboque 8630 está novamente pronto para movimento, o operador ou o servidor de sistema direciona o corrediço 8614 para mover para uma posição de espera para frente e rodar o pivô do tubo 8618 para colocar o tubo 8610 paralelo à trilho 8612. As rodas do reboque 8620 são então livres para passar sobre o arranjo 8600.
[00265] A potência do motor pivô e sua capacidade de travamento podem ser reduzidas à medida que as rodas tendem a se apoiar uniformemente em ambos os lados do tubo. Em geral, nos arranjos 8300 e 8600, a seção transversal do tubo pode ser qualquer formato regular ou irregular aceitável - por exemplo, circular como representado, poligonal ou uma combinação de formatos poligonais e curvilíneos. Em uma modalidade, a superfície de engate da roda dianteiro do tubo pode ser modelada com uma face plana angulada similar a um calço de roda convencional de maneira a intensificar a sua capacidade de retenção. R. Detecção Automática do Ângulo de Reboque
178 / 186
[00266] Durante tração de um reboque, é desejável determinar a orientação (ângulo relativo) do reboque com relação ao trator. Tradicionalmente, a orientação e perspectiva da face dianteira do reboque são observadas por um motorista humano para derivar a medição de ângulo aproximada. Entretanto, por causa da variabilidade na superfície da face dianteira (por causa da presença de unidades de refrigeração, carenagens, etc.), essa abordagem é menos efetiva usando sensores automáticos, tais como câmeras visuais, LIDAR convencional, etc. Entretanto, a disponibilidade comercial do assim chamado LIDAR de alta resolução proporciona mais capacidade na automação do processo de determinação de ângulo de reboque relativo. Tal solução de alta resolução é comercialmente disponível pela Velodyne LiDAR, Inc. de San Jose, CA na forma do sistema VLS-128™ , que é atualmente considerado um dos LIDAR de mais alta resolução no mundo para uso (por exemplo) em veículos autônomos e aplicações similares. Esse sistema usa 128 feixes de luz estruturada discretos (laser) para derivar um contorno/formato de superfície 3D a uma distância de trabalho significante. Esses feixes podem ser arranjados em anéis concêntricos projetados. Outros dispositivos LIDAR de alta resolução competitivos e também a serem empregados aqui, bem como sistemas de sensoreamento 3D alternativos, que pode incluir câmeras estereoscópicas, etc.
[00267] As Figs. 89 e 90 mostram um arranjo 8900 de um caminhão autônomo (por exemplo, de pátio) 8910 e reboque desengatado 8920 para detectar o ângulo de reboque relativo ATA, mostrado aqui entre o plano de um chassi traseiro (por exemplo, para-choque 8930) do caminhão 8910 e a linha de centro CLT do reboque 8920. Ilustrativamente, este arranjo 8900 inclui um dispositivo LIDAR 8922 montado no chassi/para-choque traseiro do caminhão 8930, voltado para trás em direção ao reboque. Em operação, o dispositivo LIDAR 8922 comunica com um processador 8924, que pode ser parte da CPU do veículo, e inclui um processo/processador de determinação
179 / 186 de ângulo 8926. O processo/processador 8926 detecta a posição e orientação (por exemplo) das duas pernas da estrutura de suporte no chão 9010 e 9012 no reboque 8920 a fim de estimar o ângulo do reboque ATA em relação à traseira 8930 do caminhão 8910. O dispositivo LIDAR 8922 define uma faixa de ângulo de trabalho 9020 que é suficiente para capturar as pernas 9010 e 9012 na faixa de ângulos de reboque previstos ATA a serem encontrados durante operação. Como mostrado, o(s) feixe(s) de LIDAR pode(m) também adquirir as frentes de pelo menos um dentre o(s) conjunto(s) de rodas 9030, 9032, 9034 e 9036. A altura HLT (Fig. 89) entre o dispositivo LIDAR 9022 e o chão 8950 é escolhida para permitir que seus feixes 8942 desloquem suficientemente por baixo do lado de baixo do reboque 8940 para atingir as pernas da estrutura de suporte no chão 9010 e 9012 e, potencialmente, o(s) conjunto(s) de pneus 9030, 9032, 9034 e 9036. Em virtude de as pernas 9010 e 9012 e (opcionalmente) os pneus serem posicionados na orientação paralela conhecida através da largura/feixe em qualquer lado do reboque 9020, e essas estruturas têm distintos formatos de superfície, elas podem ser usadas como uma referência para determinar o ângulo relativo ATA com relação ao caminhão e unidade de LIDAR associada (e o sistema de coordenadas do caminhão estabelecido pelo processo/processador 8926).
[00268] Em operação, e com referência adicional à Fig. 91, o processo/processador 8926 analisa pelo menos um dos anéis nos dados de LIDAR transmitidos pela varredura do reboque para pesquisar grupos de pontos 9110, 9112 onde o grupo geral é aproximadamente a largura WLL de uma respectiva perna da estrutura de suporte no chão. O processo/processador 8926 então compara todos os grupos para procurar pares de grupos que são aproximadamente equidistantes do ponto do pino mestre do reboque 8960, e onde a distância de separação WLG entre os dois grupos 9110, 9112 é aproximadamente a largura de um reboque. Para pares que correspondem aos critérios, o processo/processador 8926 estima o ângulo de reboque ATA
180 / 186 (tomado com relação a uma linha 9140 paralela ao para-choque do caminhão) como o ângulo que bissecciona os dois vetores (ângulos externos) 9120, 9122 do ponto de engate do caminhão/reboque nas bordas externas opostas dos dois grupos de pontos 9110 e 9112.
[00269] Em ângulos relativos extremos entre o caminhão e o reboque, uma das pernas da estrutura de suporte no chão 9010, 9012 pode ser oculta da vista do sensor LIDAR (por exemplo, a perna oculta pode ser na frente do para-choque traseiro por causa do ângulo extremo). Essa condição é mostrada a título de exemplo na Fig. 92, em que a perna da estrutura de suporte no chão 9012 do reboque 8920 é visível dentro do máximo leque (cone) de cobertura de sensoreamento 9220 do dispositivo LIDAR 8922, mas a perna oposta 9010 fica fora do cone (posicionada na frente do para-choque 9030), e oculta. Se nenhum par de pontos representativo de pernas da estrutura de suporte no chão for encontrado, e se um único grupo de pontos for detectado (por exemplo, pontos correspondentes à perna 9012) na área onde seria de se esperar que a perna estivesse oculta (já que essa perna está agora em uma posição esquerda ou direita extrema), então o processo/processador 8926 usa uma largura de reboque predefinida WTP para estimar a localização da perna oculta 9010. O processo/processador 8926 então usa a localização sensoreada da perna encontrada 9012 e uma localização estimada para a perna oculta 9010 com um par aproximado para efeitos do procedimento supradescrito. Ele então usa esse par para estimar o ângulo de reboque como o ângulo que bissecciona os dois vetores do pino mestre nas bordas externas das duas pernas no par aproximado.
[00270] Note que, em certas situações, uma etapa adicional de prover uma estimativa quadrática linear (por exemplo, filtro de Kalman) pode ser empregada a fim de suavizar a saída e melhorar a robustez do procedimento de determinação do ângulo de reboque aqui descrito.
[00271] Com referência novamente à Fig. 89, em uma modalidade
181 / 186 adicional, pode ser útil confirmar o ângulo de reboque ATA, ou melhorar a precisão do ângulo de reboque. O procedimento pode empregar o uso das bordas externas inferiores 8970 da borda dianteira do reboque 8920. Esse procedimento pode ser feito pelo processamento dos anéis de LIDAR superiores recebidos para detectar as bordas externas do reboque e pode ser útil na confirmação de resultados da detecção da estrutura de suporte no chão, ou na eliminação de falsos positivos se o procedimento de detecção da estrutura de suporte no chão retornar mais que uma solução.
[00272] Em uma outra modalidade, e com referência novamente à Fig. 91, o dispositivo LIDAR pode ser usado para detectar as rodas do reboque 9030 e 9034 pela localização de pontos correspondentes 9130 e 9134. Esses dados podem ser usados para confirmar, e/ou refinar a precisão do ângulo determinado usando detecção da estrutura de suporte no chão, ou, se a detecção da estrutura de suporte no chão não for conclusiva, a localização das rodas pode ser usada para estabelecer independentemente o ângulo de reboque. A largura típica (armazenada) WTW entre (por exemplo) as bodas internas podem ser comparadas com a largura sensoreada para estabelecer que os grupos de pontos são rodas, e os ângulos podem ser computados de uma maneira similar à anteriormente aqui descrita para estrutura de suporte no chão. S. Detecção Automática do Pino Mestre
[00273] Referência é feita às Figs. 93 e 94 que representam um sistema e método para assistir adicionalmente na recuperação de um reboque por um caminhão autônomo. Na realização dessa operação, o sistema e método empregam a localização aproximada do reboque, que pode ser obtida por sensoreamento visual e/ou outras técnicas como descrito aqui. O sistema e método desta modalidade geralmente permitem que o caminhão possa ser manobrado de ré para baixo e conecte ao reboque com sucesso. Essa modalidade pode empregar o dispositivo LIDAR supradescrito 8922 (nas
182 / 186 Figs. 89-92). Outros números de referência iguais são também empregados na representação das Figs. 93 e 94 onde eles se aplicam a estruturas/componentes similares ou idênticos.
[00274] O sistema e método, mais particularmente, permitem conexão adequada da quinta roda do caminhão 9310 ao pino mestre do reboque 8960 em uma operação de manobra de ré. Ele emprega um processo/processador de detecção e determinação de localização do pino mestre 9320, que pode ser parte do processador/CPU de veículo geral 8910, e é interconectado ao dispositivo LIDAR e quaisquer processos/ores residente(s) instanciados no mesmo (ou associado ao mesmo). Usando a localização de reboque provida pelo sistema, o caminhão 8910 é posicionado adjacente ao reboque 8920, e o procedimento de manobra de ré é então iniciado para conectar o caminhão e o reboque. Durante esse processo, é altamente desejável determinar precisamente a posição relativa do pino mestre do reboque 8960. Embora o pino mestre 8960 seja uma estrutura relativamente pequena no lado de baixo do reboque geral 8940, usando um dispositivo LIDAR 8922 montado em um para-choque traseiro do caminhão 8930, ele é exclusivamente identificável como um conjunto de recursos de imagem produzido pelos feixes 9330 do dispositivo LIDAR 8922.
[00275] De acordo com uma modalidade, e com referência adicional às Fig. 95 e ao fluxograma da Fig. 96, um procedimento 9600 para determinar precisamente a localização do pino mestre do reboque 8960 é mostrado. O procedimento 9600 processa (por exemplo, usando o processo/processador 9320) cada um dos anéis de LIDAR independentemente e segrega os pontos encontrados em grupos (etapa 9610). O procedimento 9600 então busca três grupos de pontos discretos 9510, 9512 e 9520 que são separados, mas relativamente adjacentes (dentro de um limiar predeterminado), e onde o grupo intermediário 9520 é mais próximo ao sensor 8922 do que os outros dois grupos (flanqueadores) 9510 e 9512 (etapa 9620).
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[00276] A etapa 9620 do procedimento 9600 então elimina adicionalmente trios de grupos onde os grupos flanqueadores 9510 e 9512 não são relativamente planos e, aproximadamente na mesma altura, e/ou onde o grupo intermediário é significativamente mais amplo ou maior que a largura/altura prevista de um pino mestre. Se um trio de grupos corresponder a todos os critérios (etapa de decisão 9630), então o procedimento 9600 estima a posição x, y (ou um outro sistema de coordenadas) do pino mestre como a média de todos os acertos de ponto no grupo intermediário 9520 (etapa 9640). O procedimento 9600 também reporta a altura da chapa do pino mestre (mínima altura dos grupos flanqueadores 9510, 9512) HK (Fig. 93) de forma que o sistema terá uma métrica de até que altura levantar a quinta roda 9310 (etapa 9650). O procedimento 9600 então transforma a posição x, y do espaço de coordenadas do sensor no espaço de coordenadas de navegação/veículo (etapa 9660). O procedimento 9600 então compara a posição x, y com as coordenadas de qualquer detecção anterior (etapa 9670). Se não houver correspondência (etapa de decisão 9680), então a nova posição x, y é anexada à lista de detecções anteriores (etapa 9682), e o procedimento 9600 continua pesquisar (por meio das etapas 9610-9670). Entretanto, se houver uma correspondência (etapa de decisão 9680), então a confiança da detecção correspondida é incrementada para aumentar o seu valor (etapa 9684). Com base na incrementação do valor de confiança na etapa 9684, o procedimento 9600 prioriza a lista de detecções anteriores usando a confiança acumulada, bem como a proximidade ao veículo (etapa 9690). Após priorização na etapa 9690, o procedimento 9600 produz detecção que tem a mais alta prioridade para uso para guiar a operação de manobra de ré do caminhão sobre o reboque por meio do espaço de coordenada de navegação.
[00277] Em uma modalidade relacionada alternativa, o sistema e método empregam o procedimento de determinação de ângulo de reboque supradescrito (Figs. 89-92) que detecta a localização das pernas da estrutura
184 / 186 de suporte no chão do reboque 9010 e 9012. Uma vez que ambas as pernas da estrutura de suporte no chão tenham sido identificadas e localizadas, a localização do pino mestre 8960 pode ser estimada com base na geometria do reboque conhecida/padrão, tipicamente expressa em termos de um relacionamento de coordenadas x, y entre (por exemplo, centroides). Essa localização estimada é traduzida no espaço de coordenada veículo/navegação. Como mostrado na Fig. 95, as bordas externas 9550, 9552, 9560 e 9562 são identificadas em grupos de pontos relacionados que cobrem a largura do lado de baixo/laterais do reboque, e podem também ser a base para determinação de um ângulo de reboque. VII. Conclusão
[00278] Deve ficar claro que o sistema e método supradescritos de manobrar e gerenciar reboques em um pátio de expedição e os dispositivos e técnicas operacionais associados para tratores de terminais AV autônomos provêm uma maneira efetiva para reduzir intervenção humana, por meio disso reduzindo custos, potencialmente aumentando a segurança e reduzindo o tempo de parada. Os sistemas e métodos aqui são praticamente aplicáveis a uma ampla gama de caminhões tanto de acionamento elétrico quanto com combustível e qualquer arranjo de reboque comercialmente disponível. Mais particularmente, os sistemas e métodos aqui efetivamente permitem automação de operações de pátio críticas, tais como conexão de uma ou mais linhas pneumáticas e elétricas entre caminhão e reboque, destravamento e abertura de portas de reboque, engate seguro, navegação e docagem de reboques com baias e docas de carregamento, manutenção de segurança na doca e no veículo contra operações e/ou usuários não autorizados, e outros aspectos de operação de veículo autônomo. Tais sistemas também intensificam operações em pátios de contêiner, e em outros ambientes de pátio ativos onde direção a ré pode ser uma preocupação e garantir a segurança de veículos estacionados é uma consideração. Esses sistemas, métodos e
185 / 186 operações novos, embora adaptados para uso em tratores de terminais AV, podem também beneficiar outros tipos de veículos de transporte automáticos, e é contemplado que, usando técnica, isso pode ser estendido a uma ampla gama de veículos não baseados em pátio e/ou OTR . O exposto foi uma descrição detalhada de modalidades ilustrativas da invenção.
Várias modificações e adições podem ser feitas sem fugir do espírito e escopo desta invenção.
Recursos de cada das várias modalidades aqui descritas podem ser combinados com recursos de outras modalidades descritas da maneira apropriada a fim de prover uma multiplicidade de combinações de recursos em novas modalidades associadas.
Além disso, embora o apresentado descreva um número de modalidades separadas do aparelho e método da presente invenção, o que foi aqui descrito é meramente ilustrativo da aplicação dos princípios da presente invenção.
Por exemplo, na forma aqui usada, vários termos direcionais e de orientação (e variações gramaticais dos mesmos) tais como “vertical”, “horizontal”, “para cima”, “para baixo”, “base”, “topo”, “lado”, “frente”, “traseira”, “esquerda”, “direita”, “para frente”, “para trás”, e similares, são usados apenas como convenções relativas e não como orientações absolutas com relação a um sistema de coordenadas fixas, tal como a direção de atuação da gravidade.
Além disso, um processo ou processador representado pode ser combinado com outros processos e/ou processadores ou dividido em vários sub-processos ou processadores.
Tais sub-processos e/ou sub-processadores podem ser combinados de formas variadas de acordo com modalidades aqui.
Similarmente, é expressamente contemplado que qualquer função, processo e/ou processador aqui pode ser implementado usando hardware eletrônico, software que consiste em uma mídia legível por computador não transitória de instruções de programa, ou uma combinação de hardware e software.
Também, termos qualificativos tais como “substancialmente” e “aproximadamente” são contemplados para permitir uma variação razoável de
186 / 186 uma medição ou valor declarado podem ser empregados de uma maneira que o elemento permaneça funcional na forma contemplada aqui - por exemplo, variação de 1-5 por cento.
Dessa forma, essa descrição deve ser considerada apenas a título de exemplo, e não para de outra forma limitar o escopo desta invenção.

Claims (117)

1 / 21 REIVINDICAÇÕES
1. Sistema para operação de um trator de terminal de veículo autônomo (AV) em um ambiente de pátio, caracterizado pelo fato de que compreende: um processador para facilitar o movimento autônomo do trator de terminal AV, substancialmente sem entradas de controle de usuário humano nos controles internos do caminhão, e conexão e desconexão de reboques no pátio; uma pluralidade de sensores interconectados com o processador que sensoreiam terreno e objetos no pátio e assistem a conectar e desconectar automaticamente os reboques; e um servidor interconectado de forma sem fio com o processador, que rastreia o movimento do trator de terminal AV em torno do pátio e determina localizações para conexão e desconexão dos reboques.
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um mecanismo de conexão que conecta uma linha de serviço entre um dos reboques e o trator de terminal AV quando o trator de terminal AV e um dos reboques são conectados entre si e desconecta a linha de serviço quando o trator de terminal AV e um dos reboques são desconectados.
3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a linha de serviço compreende pelo menos um dentre uma linha elétrica, uma linha pneumática de freio de emergência e uma linha pneumática de freio de serviço.
4. Sistema de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de conexão inclui um manipulador robótico que une um conector no trator de terminal AV a um conector de recebimento no reboque.
5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo
2 / 21 fato de que o conector de recebimento compreende um receptáculo que é afixado de forma removível ao reboque com um conjunto de aperto.
6. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o conector de recebimento compreende um receptáculo que é afixado de forma removível ao reboque com um prendedor tipo tecido de interencaixe.
7. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador e o servidor comunicam com um estação de porta para destrancar e abrir as portas traseiras do reboque quando adjacentes ao mesmo.
8. Sistema de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a estação de porta inclui um mecanismo de aperto que mantém de forma removível as portas traseiras em uma posição aberta quando sai da estação de porta.
9. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador e o servidor comunicam com um sistema de segurança montado na doca que indica quando movimento do reboque para fora da doca é habilitado, o processador e servidor instruindo o caminhão a mover quando indicado pelo sistema de segurança.
10. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o sistema de segurança compreende um semáforo multicores operacionalmente conectado com o servidor e o processador.
11. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o sistema de segurança compreende um semáforo multicores e o caminhão inclui um sensor que lê um estado do semáforo multicores.
12. Sistema de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o sistema de segurança compreende um mecanismo de trava que seletivamente engata uma porção do reboque quando movimento para fora da doca não é habilitado.
3 / 21
13. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador e o servidor comunicam com um processo de monitoramento de carga que determina intervalos ideais nos quais se carregam as baterias do caminhão com base em pelo menos um dentre, para cada caminhão em um grupo monitorado, (a) o estado de carga atual do caminhão, (b) localização do caminhão, e (c) disponibilidade do caminhão para ser carregado, o processo de monitoramento de carga sendo arranjado para direcionar o servidor e o processador para retornar o caminhão para uma estação de carregamento para ser carregado.
14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a estação de carregamento permite carregamento manual ou automático do caminhão e o processo de monitoramento é adaptado para permitir que o retorno do caminhão seja instruído manualmente por um usuário ou automaticamente, com base no estado de carga atual.
15. Sistema de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o processo de monitoramento de carga comunica com um usuário por meio de uma interface gráfica de usuário.
16. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador comunica com um processo de teste de puxe que, quando o caminhão é engatado no reboque, determina automaticamente se o reboque está engatado aplicando potência motriz no caminhão e determinando a carga no caminhão por meio disso.
17. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o processador comunica com um conjunto de sensor que é direcionado para trás e é adaptado para sensorear um recurso em uma porção visível do reboque quando adjacente, ou engatado, no caminhão, o conjunto de sensor sendo interconectado com um processo de determinação de altura que computa pelo menos um dentre (a) uma altura do reboque, e (b) se a estrutura de suporte do reboque no chão está engatada ou desengatada do
4 / 21 chão.
18. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o recurso compreende pelo menos um dentre um fiducial na face dianteira do reboque e uma borda em um corpo do reboque.
19. Sistema de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que o fiducial compreende um código ID com informação codificada no mesmo.
20. Sistema de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o código ID compreende uma ARTag.
21. Sistema de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o processo de determinação de altura é operacionalmente conectado com um controlador de altura da quinta roda que levanta e abaixa a quinta roda em resposta a uma computação de pelo menos um dentre (a) e (b).
22. Sistema de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que a computação inclui uma determinação de uma altura de reboque exigida para prover folga para uma localização predeterminada.
23. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um processo de autenticação que comunica com o servidor e o processador, que recebe dados de identificação de entrada de um usuário e verifica, com base em informação armazenada, uma identidade e autorização do usuário para assumir o controle manual do caminhão a partir de um modo de direção autônoma.
24. Sistema de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma interface no caminhão, na qual um usuário entra com pelo menos um dentre senhas, nomes de usuário, e informação biométrica.
25. Sistema de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o processo de autenticação, se determinar que o usuário não está autorizado a assumir o controle manual, pelo menos um dentre (a) alerta
5 / 21 o servidor, (b) para o caminhão e (c) retorna o caminhão para uma localização segura.
26. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um arranjo dole de roda que engata rodas do reboque, e isola as rodas do chão, e permite o engate e movimento do reboque com relação ao caminhão.
27. Sistema de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o arranjo dole de roda inclui freios de roda automáticos que respondem a sinais de frenagem do caminhão.
28. Sistema para controlar o carregamento de um caminhão elétrico em uma instalação, em um grupo de caminhões, o caminhão tendo um processador interno, caracterizado pelo fato de que compreende: um servidor remoto, em que o processador e o servidor comunicam com um processo de monitoramento de carga que determina intervalos ideais nos quais se carregam as baterias do caminhão com base em pelo menos um dentre, para cada caminhão em um grupo monitorado, (a) o estado de carga atual do caminhão, (b) localização do caminhão, e (c) disponibilidade do caminhão para ser carregado, o processo de monitoramento de carga sendo arranjado para direcionar o servidor e o processador para retornar o caminhão para uma estação de carregamento para ser carregado.
29. Sistema de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que a estação de carregamento permite carregamento manual ou automático do caminhão e o processo de monitoramento é adaptado para permitir que o retorno do caminhão seja instruído manualmente por um usuário ou automaticamente, com base no estado de carga atual.
30. Sistema de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o processo de monitoramento de carga comunica com um usuário por meio de uma interface gráfica de usuário.
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31. Sistema para manobrar um reboque com relação a um caminhão, caracterizado pelo fato de que compreende: um processador que comunica com um conjunto de sensor que é direcionado para trás no caminhão e é adaptado para sensorear um recurso em uma porção visível do reboque quando adjacente, ou engatado, ao caminhão, o conjunto de sensor sendo interconectado com um processo de determinação de altura que computa pelo menos um dentre (a) uma altura do reboque, e (b) se a estrutura de suporte do reboque no chão está engatada ou desengatada do chão.
32. Sistema de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que o recurso compreende pelo menos um dentre um fiducial na face dianteira do reboque e uma borda em um corpo do reboque.
33. Sistema de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que o fiducial compreende um código ID com informação codificada no mesmo.
34. Sistema de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que o código ID compreende uma ARTag.
35. Sistema de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de que o processo de determinação de altura é operacionalmente conectado com um controlador de altura da quinta roda que levanta e abaixa a quinta roda em resposta a uma computação de pelo menos um dentre (a) e (b).
36. Sistema de acordo com a reivindicação 35, caracterizado pelo fato de que a computação inclui uma determinação de uma altura de reboque exigida para prover folga para uma localização predeterminada.
37. Sistema para controlar acesso por um usuário a um caminhão autônomo, em uma instalação tendo um servidor, caracterizado pelo fato de que compreende: um processo de autenticação que comunica com o servidor e um processador interno do caminhão, que recebe dados de identificação de
7 / 21 entrada de um usuário e verifica, com base em informação armazenada, uma identidade e autorização do usuário para assumir o controle manual do caminhão a partir de um modo de direção autônoma.
38. Sistema de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma interface no caminhão, na qual um usuário entra com pelo menos um dentre senhas, nomes de usuário, e informação biométrica.
39. Sistema de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que o processo de autenticação, se determinar que o usuário não está autorizado a assumir o controle manual, pelo menos um dentre (a) alerta o servidor, (b) para o caminhão e (c) retorna o caminhão para uma localização segura.
40. Sistema para permitir movimento de um reboque em torno de uma instalação sem interconexão de conexões de serviço entre um caminhão e o reboque, caracterizado pelo fato de que compreende: um arranjo dole de roda que engata e isola rodas do reboque do chão e permite o engate e movimento do reboque com relação ao caminhão.
41. Sistema de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que o arranjo dole de roda inclui freios de roda automáticos que respondem a sinais de frenagem do caminhão.
42. Método para operação de um trator de terminal de veículo autônomo (AV) em um ambiente de pátio, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: prover um processador para facilitar o movimento autônomo do trator de terminal AV, substancialmente sem entradas de controle de usuário humano nos controles internos do caminhão, e conexão e desconexão de reboques no pátio; receber, de uma pluralidade de sensores interconectados com o
8 / 21 processador, informação relacionada a terreno e objetos no pátio para assistir automaticamente a conectar e desconectar os reboques; rastrear, com um servidor, o movimento do trator de terminal AV em torno do pátio; e determinar localizações para conectar e desconectar os reboques.
43. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente conectar uma linha de serviço entre um dos reboques e o trator de terminal AV quando o trator de terminal AV e um dos reboques são conectados entre si e desconectar a linha de serviço quando o trator de terminal AV e um dos reboques são desconectados.
44. Método de acordo com a reivindicação 43, caracterizado pelo fato de que a linha de serviço compreende pelo menos um dentre uma linha elétrica, uma linha pneumática de freio de emergência e uma linha pneumática de freio de serviço.
45. Método de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que a etapa de conectar a linha de serviço inclui operar um manipulador robótico que une um conector no trator de terminal AV a um conector de recebimento no reboque.
46. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente comunicar com uma estação de porta para destrancar e abrir as portas traseiras do reboque quando adjacentes ao mesmo.
47. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente comunicar com um sistema de segurança montado na doca que indica quando movimento do reboque para fora da doca é habilitado, e incluindo instruir o caminhão a mover quando indicado pelo sistema de segurança.
48. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado
9 / 21 pelo fato de que compreende adicionalmente monitorar o nível de carga para determinar intervalos ideais nos quais se carregam as baterias do caminhão com base em pelo menos um dentre, para cada caminhão em um grupo monitorado, (a) o estado de carga atual do caminhão, (b) localização do caminhão, e (c) disponibilidade do caminhão para ser carregado, o processo de monitoramento de carga sendo arranjado para direcionar o servidor e o processador para retornar o caminhão para uma estação de carregamento para ser carregado.
49. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente realizar um processo de teste de puxe que, quando o caminhão é engatado no reboque, determina automaticamente se o reboque está engatado aplicando potência motriz no caminhão e determinando a carga no caminhão por meio disso.
50. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que comunica com um conjunto de sensor que é direcionado para trás e é adaptado para sensorear um recurso em uma porção visível do reboque quando adjacente, ou engatado, no caminhão, o conjunto de sensor sendo interconectado com um processo de determinação de altura que computa pelo menos um dentre (a) uma altura do reboque, e (b) se a estrutura de suporte do reboque no chão está engatada ou desengatada do chão.
51. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente receber dados de identificação de entrada de um usuário e verificar, com base em informação armazenada, uma identidade e autorização do usuário para assumir o controle manual do caminhão a partir de um modo de direção autônoma.
52. Método de acordo com a reivindicação 42, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente engatar um arranjo dole de roda com rodas do reboque, e isolar as rodas por meio disso, para permitir engate e movimento do reboque com relação ao caminhão.
10 / 21
53. Sistema para identificar e orientar com relação a poços de contêiner em vagões ferroviários em um pátio, caracterizado pelo fato de que compreende: um escâner que escaneia vagões ferroviários com base em movimento relativo entre os vagões ferroviários e o escâner, e que compara as etiquetas com informação armazenada com relação aos vagões ferroviários.
54. Sistema de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pelo fato de que o escâner é um escâner fixo e os vagões ferroviários passam em relação ao mesmo.
55. Sistema de acordo com a reivindicação 54, caracterizado pelo fato de que as etiquetas são etiquetas RFID localizadas em pelo menos um dentre uma dianteira ou traseira de cada um dos vagões ferroviários.
56. Sistema de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pelo fato de que o escâner é parte de um sistema de percepção móvel com sensores que escaneiam os vagões ferroviários.
57. Sistema de acordo com a reivindicação 56, caracterizado pelo fato de que um processador recebe informação a respeito dos vagões ferroviários do sistema de percepção e organiza localizações de estacionamento para reboques que transportam contêiner adjacentes aos vagões ferroviários com base em localização e orientação dos poços.
58. Sistema de acordo com a reivindicação 57, caracterizado pelo fato de que os reboques são movimentados por tratores de terminais autônomos sob controle de pelo menos um servidor de sistema.
59. Sistema de acordo com a reivindicação 53, caracterizado pelo fato de que um processador recebe informação a respeito dos vagões ferroviários do escâner e organiza localizações de estacionamento para reboques que transportam contêiner adjacentes aos vagões ferroviários com base em localização e orientação dos poços.
60. Sistema de acordo com a reivindicação 59, caracterizado
11 / 21 pelo fato de que os reboques são movimentados por tratores de terminais autônomos sob controle de pelo menos um servidor de sistema.
61. Sistema para transportar um reboque de longa distância (OTR) com um trator de terminal autônomo, caracterizado pelo fato de que compreende: um reboque dole dividido tendo uma frente e um par de trilhos separados que se estendem para trás da frente, a frente incluindo um engate de quinta roda para engatar o caminhão e uma pluralidade de rodas traseiras localizadas em cada um dos trilhos adjacentes a uma traseira do reboque dole dividido interconectado com linhas elétricas e pneumáticas do caminhão autônomo para prover frenagem às rodas traseiras e iluminação à traseira; e um mecanismo de elevação nas rodas de forma que, quando o dole dividido é apoiado e engata o reboque OTR, os trilhos são levantados para remover as rodas do reboque OTR do chão.
62. Sistema de acordo com a reivindicação 61, caracterizado pelo fato de que os trilhos são arranjados para mudar de comprimento para acomodar um comprimento predeterminado do reboque OTR.
63. Sistema para transportar um reboque de longa distância (OTR) com um trator de terminal autônomo, caracterizado pelo fato de que compreende: um par de doles móveis autônomos cada um adaptado para engatar conjuntos de rodas em cada um dos respectivos lados opostos do reboque OTR, os doles adaptados cada um para levantar os conjuntos de rodas para fora de contato com o chão e prover frenagem e iluminação em resposta a sinais providos pelo trator de terminal autônomo.
64. Sistema para transportar um reboque de longa distância (OTR) com um trator de terminal autônomo, caracterizado pelo fato de que compreende: um sistema de ponte-rolante tendo uma armação estrutural
12 / 21 com rodas em uma frente e traseira da mesma e tendo um mecanismo de elevação que é adaptado para ser apoiado no reboque com o mecanismo de elevação confrontando um lado de baixo do reboque, o mecanismo de elevação construído e arranjado para levantar o lado de baixo de forma que o reboque fique desengatado do contato com uma superfície do chão; um controle de acionamento que direciona as rodas para mover e esterçar para alinhamento e engate com o reboque; e pelo menos um dentre um sistema de frenagem e iluminação que opera com base em comandos de um controlador de sistema.
65. Sistema de ponte-rolante como definido na reivindicação 64, caracterizado pelo fato de que o controlador de sistema é parte de pelo menos um dentre um trator de terminal automático que reboca com relação a pelo menos um dentre a armação estrutural e o reboque quando levantado pelo mecanismo de elevação.
66. Sistema de acordo com a reivindicação 64, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de elevação se estende por todo o comprimento do reboque.
67. Sistema para transportar um reboque de longa distância (OTR) com um caminhão autônomo, caracterizado pelo fato de que compreende: um dole móvel dimensionado e arranjado para ser desdobrado e deslocar por baixo de um lado de baixo do reboque OTR e residir entre conjuntos de rodas opostos adjacentes a uma traseira do reboque OTR; e elementos de aperto que engatam cada um dos conjuntos de rodas opostos, adaptados para levantar os conjuntos de rodas para fora de contato com o chão e prover frenagem e iluminação em resposta a sinais providos remotamente.
68. Sistema de acordo com a reivindicação 67, caracterizado pelo fato de que os sinais são providos por pelo menos um dentre um servidor
13 / 21 de sistema e o caminhão autônomo.
69. Sistema de acordo com a reivindicação 68, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma amarra que seletivamente se estende de uma localização de anexação no caminhão autônomo até o dole.
70. Sistema de acordo com a reivindicação 69, caracterizado pelo fato de que a amarra transporta pelo menos um dentre pressão pneumática e energia elétrica.
71. Sistema de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que o caminhão autônomo é arranjado para prender o dole com relação a um chassi do mesmo quando o dole está em um estado não desdobrado.
72. Sistema para transportar um reboque de longa distância (OTR) com um caminhão autônomo, caracterizado pelo fato de que compreende, um par de doles móveis autônomos cada um adaptado para engatar conjuntos de rodas em cada um dos respectivos lados opostos do reboque OTR, os doles adaptados cada um para levantar os conjuntos de rodas para fora de contato com o chão e prover frenagem e iluminação em resposta a sinais providos pelo caminhão autônomo.
73. Sistema de acordo com a reivindicação 72, caracterizado pelo fato de que cada um dos doles inclui um processador interno e fonte de alimentação para operação autônoma e é desdobrado a partir de uma localização remota.
74. Sistema de acordo com a reivindicação 73, caracterizado pelo fato de que a localização remota é pelo menos uma dentre uma área de espera da instalação, uma localização em um chassi do caminhão autônomo e um estação de carregamento.
75. Sistema de acordo com a reivindicação 72, caracterizado pelo fato de que os doles incluem sensores que permitem o movimento e alinhamento com relação ao reboque OTR e conjuntos de rodas e fornecem
14 / 21 sinais a um controlador.
76. Sistema de acordo com a reivindicação 75, caracterizado pelo fato de que o controlador é provido com relação a pelo menos um dentre o caminhão autônomo e um servidor de sistema.
77. Sistema de acordo com a reivindicação 76, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma amarra que seletivamente se estende de uma localização de anexação no caminhão autônomo até pelo menos um dentre os doles.
78. Sistema de acordo com a reivindicação 77, caracterizado pelo fato de que a amarra transporta pelo menos um dentre pressão pneumática e energia elétrica.
79. Sistema de acordo com a reivindicação 79, caracterizado pelo fato de que o caminhão autônomo é arranjado para prender o dole com relação a um chassi do mesmo quando o dole está em um estado não desdobrado.
80. Sistema para transportar um reboque de longa distância (OTR) em um pátio, caracterizado pelo fato de que compreende: um tug robótico cada um adaptado para passar sob o reboque OTR quando ele estiver suportado na estrutura de suporte no chão do mesmo e engatar um pino mestre do reboque OTR, o tug incluindo sensores que identificam e localizam o pino mestre e a estrutura de suporte no chão, e que fornecem sinais a um controlador associado com um servidor de sistema, o tug provendo potência para movimento, e um suporte verticalmente móvel que seletivamente levanta o pino mestre quando engatado ao mesmo.
81. Sistema de acordo com a reivindicação 80, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um dentre (a) um conjunto dole que engata conjuntos de rodas em cada um dos respectivos lados opostos do reboque OTR, o conjunto dole adaptado para levantar os conjuntos de rodas para fora de contato com o chão e prover frenagem e
15 / 21 iluminação em resposta a sinais que são coordenados com movimento do tug robótico e (b) um manipulador robótico montado com relação ao tug robótico que engata de forma removível pelo menos um dentre uma conexão de pressão pneumática do freio e uma conexão elétrica no reboque OTR, e por meio disso provê potência e pressão pneumática de uma fonte associada com o tug robótico.
82. Sistema para abrir roboticamente portas oscilantes traseiras de um reboque, caracterizado pelo fato de que compreende: uma armação estrutural adaptada para receber, adjacente à mesma, a traseira do reboque um membro na armação estrutural que move em uma pluralidade de graus de liberdade em relação à armação estrutural e ao reboque, e inclui estruturas que são arranjadas para manipular uma porta que prende o conjunto no reboque; um conjunto de abertura de porta que engata e oscila as portas subsequente ao destravamento; uma interface que guia a armação estrutural e o conjunto de abertura de porta remotamente; e um conjunto de fixação de porta que retém cada porta em uma orientação aberta após o reboque mover remoto da armação estrutural.
83. Sistema de acordo com a reivindicação 82, caracterizado pelo fato de que o conjunto de abertura de porta compreende pelo menos um dentre um conjunto de braço robótico e um conjunto de pilar que move de forma aproximadamente vertical a favor e contra engate com cada uma das portas e move ao longo de um trajeto de uma posição fechada e a orientação aberta.
84. Sistema de acordo com a reivindicação 83, caracterizado pelo fato de que os pilares são montados de forma móvel com relação a um piso fendilhado que permite que cada um dos pilares trilhe ao longo de uma
16 / 21 respectiva fenda, definindo o trajeto.
85. Sistema de acordo com a reivindicação 82, caracterizado pelo fato de que o conjunto de fixação de porta compreende um efetor de extremidade, operacionalmente conectado com a armação estrutural, que seletivamente aplica um grampo ou dispositivo tipo braçadeira sobre a porta e um lado do reboque por meio de uma borda traseira do mesmo na orientação aberta.
86. Sistema de acordo com a reivindicação 82, caracterizado pelo fato de que a interface compreende um conjunto de sensor que vê a traseira do reboque e um processador que faz com que a armação estrutural mova em resposta a comandos de controle.
87. Sistema de acordo com a reivindicação 86, caracterizado pelo fato de que o processador inclui pelo menos um dentre (a) um controle de interface homem-máquina(HMI) que permite que um usuário mova a armação estrutural com base em realimentação recebida do conjunto de sensor, e (b) um processo de movimento autônomo que automaticamente move a armação estrutural com base em um padrão treinado em resposta ao conjunto de sensor.
88. Sistema de acordo com a reivindicação 87, caracterizado pelo fato de que o conjunto de sensor compreende um conjunto de câmera e o processo de movimento autônomo inclui um sistema de visão.
89. Sistema para operar um caminhão em um pátio, caracterizado pelo fato de que compreende: um caminhão autônomo e reboque engatado responsivo a um processador interno e um servidor remoto; e um sistema de segurança montado na doca que indica quando movimento do reboque para fora da doca é habilitado, o processador e servidor instruindo o caminhão a mover quando indicado pelo sistema de segurança.
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90. Sistema de acordo com a reivindicação 89, caracterizado pelo fato de que o sistema de segurança compreende um semáforo multicores operacionalmente conectado com o servidor e o processador.
91. Sistema de acordo com a reivindicação 89, caracterizado pelo fato de que o sistema de segurança compreende um semáforo multicores e o caminhão inclui um sensor que lê um estado do semáforo multicores.
92. Sistema de acordo com a reivindicação 89, caracterizado pelo fato de que o sistema de segurança compreende um mecanismo de trava que seletivamente engata uma porção do reboque quando movimento para fora da doca não é habilitado.
93. Sistema para reter portas oscilantes abertas em um reboque, caracterizado pelo fato de que compreende: um dispositivo de aperto tipo grampo construído e arranjado para flexionar e pressionar por atrito cada uma das portas oscilantes abertas contra um lado do reboque, o dispositivo de aperto residindo sobre uma borda traseira da porta oscilante e do lado.
94. Sistema de acordo com a reivindicação 93, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aperto define um par de dentes com uma lacuna entre os mesmos unidos por uma base de conexão.
95. Sistema de acordo com a reivindicação 94, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aperto é adaptado para deslizar roboticamente ou manualmente sobre a borda traseira.
96. Sistema de acordo com a reivindicação 95, caracterizado pelo fato de que a base de conexão inclui uma estrutura que é seletivamente engatada por um efetor de extremidade de um robô.
97. Sistema de acordo com a reivindicação 96, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aperto compreende um material flexível e define uma construção unitária entre os dentes e a base de conexão.
98. Sistema para assistir em operações de ré em um reboque
18 / 21 engatado em um caminhão autônomo, caracterizado pelo fato de que compreende: um veículo não tripulado que é desdobrado com relação a uma traseira do reboque e que produz imagens de um espaço detrás do reboque pelo menos um dentre (a) antes e (b) durante um movimento de ré.
99. Sistema de acordo com a reivindicação 98, caracterizado pelo fato de que o veículo não tripulado compreende pelo menos um dentre um veículo aéreo não tripulado (UAV) e um veículo terrestre não tripulado (UGV).
100. Sistema de acordo com a reivindicação 99, caracterizado pelo fato de que o UGV compreende um veículo robótico tendo uma pluralidade de tipos de sensor no mesmo e que rastreia um perímetro do reboque para localizar uma traseira do mesmo.
101. Sistema de acordo com a reivindicação 100, caracterizado pelo fato de que os tipos de sensor incluem sensores de visão à frente e sensores de visão para cima.
102. Sistema de acordo com a reivindicação 100, caracterizado pelo fato de que o UGV é adaptado para deslocar ao longo de um topo do teto do reboque.
103. Sistema de acordo com a reivindicação 102, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um mecanismo de desdobramento que levanta o UGV de uma localização no caminhão e coloca o UGV no teto.
104. Sistema de acordo com a reivindicação 103, caracterizado pelo fato de que o UGV é arranjado para deslocar com relação a uma linha de centro do teto.
105. Sistema de acordo com a reivindicação 103, caracterizado pelo fato de que o UGV inclui pelo menos um dentre esteiras e rodas que engata por atrito o teto.
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106. Sistema para assistir em operações de ré em um reboque engatado em um caminhão autônomo, caracterizado pelo fato de que compreende: um conjunto de sensor móvel montado em um trilho-guia linear, o trilho-guia sendo montado lateralmente em uma estrutura adjacente a uma área de estacionamento para reboques serem recebidos, o conjunto de sensor provendo dados de sensor relacionados a um espaço detrás do reboque que é empregado por pelo menos um dentre uma servidor de controle da instalação para o caminhão autônomo e um controlador interno do caminhão autônomo.
107. Sistema de acordo com a reivindicação 106, caracterizado pelo fato de que o conjunto de sensor inclui pelo menos um dentre um sistema de câmera de visão, LIDAR e radar.
108. Sistema de acordo com a reivindicação 107, caracterizado pelo fato de que o trilho-guia é montado com relação a uma doca de carregamento.
109. Sistema de acordo com a reivindicação 107, caracterizado pelo fato de que o trilho-guia compreende pelo menos um dentre um trilho, fio e trilha.
110. Sistema de acordo com a reivindicação 106, caracterizado pelo fato de que o conjunto de sensor move para uma localização na estrutura na qual o caminhão autônomo está operando e em que o conjunto de sensor é construído e arranjado para prover o dados de sensor a uma pluralidade de caminhões autônomos quando de ré, respectivamente, na localização na estrutura.
111. Sistema para aplicar automaticamente um suporte de elevação estacionário a um reboque, caracterizado pelo fato de que compreende: uma base montada em uma superfície do chão e um
20 / 21 mecanismo de rotação que roda um conjunto de suporte de elevação estacionário de uma orientação substancialmente nivelada com a superfície do chão para uma orientação vertical com coxins de macaco confrontando uma base do reboque; e um par de membros de suporte de elevação estacionário telescópicos que movem, na orientação vertical, de uma localização retraída por baixo da base do reboque para uma localização desdobrada que engata a base do reboque.
112. Sistema para apoio automático de um reboque, caracterizado pelo fato de que compreende: um par de coxins tendo um comprimento predeterminado que é maior que um comprimento de um conjunto de rodas do reboque, adaptado para os conjuntos de rodas para acionamento nos mesmos; e um material inflável que seletivamente infla para definir uma pluralidade de superfícies onduladas que sustentam as rodas dos conjuntos de rodas para resistir ao rolamento das rodas e que permitem livre rolamento das rodas quando esvaziado.
113. Sistema de acordo com a reivindicação 112, caracterizado pelo fato de que o material inflável define um seção transversal serrilhada quando inflado.
114. Sistema para apoio automático de um reboque, caracterizado pelo fato de que compreende: um par de alojamentos de coletor tendo um comprimento predeterminado que é maior que um comprimento de um conjunto de rodas do reboque, adaptado para os conjuntos de rodas acionarem entre os mesmos com os alojamentos de coletor residindo em cada um dos respectivos lados opostos; e uma pluralidade de tubos infláveis lado a lado que se estendem para dentro até um adjacente dos conjuntos de rodas, em que tubos
21 / 21 completamente estendidos se projetam através das rodas dos conjuntos de rodas para resistir ao rolamento das mesmas.
115. Sistema para apoio automático de um reboque, caracterizado pelo fato de que compreende: uma trilha que reside por baixo do reboque; um corrediço que move ao longo da trilha; e um conjunto de barra que seletivamente move a favor e contra interferência com um conjunto de rodas do reboque quando o corrediço move o conjunto de barra a longo da trilha para proximidade com o conjunto de rodas.
116. Sistema de acordo com a reivindicação 115, caracterizado pelo fato de que o conjunto de barra inclui um par de extensões de barra que se estendem de maneira oposta que seletivamente alongam até o conjunto de barra de uma largura menor que uma largura interna entre os conjuntos de rodas e uma largura que é maior que a largura interna.
117. Sistema de acordo com a reivindicação 115, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dentre o conjunto de barra e o corrediço inclui um mecanismo de rotação que roda a barra entre uma orientação alongada substancialmente paralela à trilha e uma orientação transversal que se estende através de um trajeto de deslocamento dos conjuntos de rodas.
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