CN102890510A - 基于rfid的港口无人运输车辆智能导航云系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于RFID的港口无人运输车辆智能导航云系统，包括云计算系统、无人运输车导航系统、港口无人运输车导航控制管理系统。RFID标签感应器安装在无人运输车上，能从铺设在地面的RFID标签中实时地读取坐标信息，并利用无线通讯模块传送到港口无人运输车导航控制管理系统中，导航命令通过港口无人运输车导航控制管理系统来进行发送，以此来控制一辆或多辆无人运输车的行走路径。本发明用于港口无人运输车辆的智能导航。

Description

基于RFID的港口无人运输车辆智能导航云系统

技术领域

本发明涉及物联网、RFID、云计算领域，尤其是涉及基于RFID的港口无人运输车辆智能导航云系统。

背景技术

随着经济全球化进程的加快，港口物流业也呈现出了快速发展的势态，先进的信息技术和物流技术不断地应用到港口物流业中来，推动了现代物流行业的发展。港口是现代物流产业的重要枢纽，是水路运输与陆路运输的交接点，其在现代物流产业供应链条中的作用不言而喻。

目前港口物流中的无人运输车主要依靠电磁或光学的技术来实现运输车的无人导航，使其能够沿着规定的导引路径行驶，一般分为无线式导航和有线式导航。其中应用较为广泛的导航方式主要有埋线磁感应式导航、标识线图形识别导航。

埋线磁感应式导航需要沿预先设定的行驶路径埋设电线，当高频电流经过导线时，导线周围产生电磁场，无人运输车上的电磁感应器，所接收的电磁信号的强度差异可以反映车辆偏离路径的程度，自动控制系统根据这种偏差来控制无人车辆的转向，连续的动态闭环控制能保证车辆对设定路径的稳定自动跟踪。地下埋线电磁感应导航技术的路径设置成本高、周期长、不便于维护和改造。

标识线图像识别导航主要是利用电荷耦合器采集路径标线和标志的图像信息，经过数字信号处理对图像的处理来识别路径，并根据车辆与路径轨迹之间相对位置的判断结果来控制车辆运行方向。其主要缺点为识别结果很大程度上依赖于图像分割的结果，容易出现误判，且利用数字信号处理进行图像处理的系统较为复杂。

发明内容

本发明为解决以上问题，提出了一种结合RFID与云计算技术的港口无人运输车辆导航云系统，本系统不易受到干扰，操作维护简单，对于RFID标签的坐标信息识别率高，不易产生车辆方向控制误操作，从而实现物资运送的空间效益与时间效益，使港口物流速度加快。

本发明采用的技术方案为：所述基于RFID的港口无人运输车辆智能导航云系统，包括云计算系统、无人运输车导航系统、港口无人运输车导航控制管理系统。

所述云计算系统包括计算资源模块和存储资源模块，负责提供弹性动态可分配的计算与存储资源，保证整个系统能够在高密集计算需求下能正常的运行。

所述港口无人运输车导航控制管理系统运行在云计算系统上，包括地面RFID监测模块、车速监测控制模块、路径分析制定模块、车辆碰撞监测模块、车辆特殊状况控制模块、通讯模块；所述通讯模块负责与无人运输车导航系统进行通信。

所述无人运输车导航系统安装在无人运输车上，负责无人运输车的行驶控制，包括无线通讯模块、RFID标签感应器、车辆故障检测模块、电机控制模块、刹车控制模块；所述无线通讯模块连接RFID标签感应器、电机控制模块和车辆故障检测模块，所述电机控制模块连接刹车控制模块。

所述路径分析制定模块收到用户输入的无人运输车的目的坐标后制定无人运输车的行驶路径，把行驶路径有关的坐标信息通过通讯模块发给无人运输车导航系统，无人运输车导航系统通过电机控制模块来负责车辆的行驶控制；无人运输车行使中，RFID标签感应器实时地读取铺设在地面的RFID标签中的坐标信息，通过无线通讯模块将读取的RFID标签中的坐标信息传送到港口无人运输车导航控制管理系统中的路径分析制定模块，随后路径分析制定模块判定无人运输车的当前位置，进行最优的路径分析和调整，视情况发送导航命令到无人运输车导航系统，控制无人运输车继续行使的路径。

所述地面RFID监测模块负责对安装在地面的RFID标签进行实时的状态监测，如果发现有无法反馈心跳信号的RFID标签，即标定为损坏，并将此RFID标签损坏的信息传送给路径分析制定模块，路径分析制定模块随之调整路径分析制定算法，以便能为车辆提供准确的导航信息。

当多辆无人运输车同时行使时，所述车辆碰撞监测模块开始监测每辆车的行驶路径，当多辆无人运输车需要通过同一路径的时候，进行碰撞的预测及避免方法的制定。

所述车速监测控制模块负责对各辆无人运输车车速的控制与监测，并将车速监测信息反馈给路径分析制定模块，以便及时调整车辆的行驶速度，并且能根据无人运输车载重量的变化相应调整适当的车速。

所述车辆特殊状况控制模块负责无人运输车的倒车、转弯或紧急制动情况下的信号控制，协调电机控制模块与刹车控制模块，并将车辆特殊状况信息反馈给路径分析制定模块，以便及时调整车辆的行驶状态。

所述RFID标签感应器安装在无人运输车的左前端、右前端、左后端、右后端。

所述车辆故障监测模块负责监控车辆的故障状态，如果当车辆发生影响正常行驶的故障时，该模块通过无线通讯模块发送相关故障信息给路径分析制定模块、车速监测控制模块及车辆特殊状况控制模块，以便相关模块作出相应处理，以免造成车辆的路径冲突。

所述电机控制模块负责无人运输车的驱动电机和转向电机的控制；

所述刹车控制模块负责无人运输车的刹车功能，刹车控制模块如果接收到电机控制模块的相关信号，就负责车辆的刹车制动控制。

本发明有以下优点：RFID标签铺设简单，方便未来场地扩展。系统不易受到干扰，操作维护简单。本系统对于RFID标签的坐标信息识别率高，不易产生车辆方向控制误操作。

附图说明

图1是基于RFID的港口无人运输车辆智能导航云系统示意图。

图2是无人运输车行使示意图。

图3是RFID标签感应器读取坐标信息示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，基于RFID的港口无人运输车辆智能导航云系统，包括云计算系统、无人运输车导航系统、港口无人运输车导航控制管理系统。

所述云计算系统包括计算资源模块和存储资源模块，负责提供弹性动态可分配的计算与存储资源，保证整个系统能够在高密集计算需求下能正常的运行。

所述港口无人运输车导航控制管理系统运行在云计算系统上，包括地面RFID监测模块、车速监测控制模块、路径分析制定模块、车辆碰撞监测模块、车辆特殊状况控制模块、通讯模块；所述通讯模块负责与无人运输车导航系统进行通信。

所述无人运输车导航系统安装在无人运输车上，负责无人运输车的行驶控制，包括无线通讯模块、RFID标签感应器、车辆故障检测模块、电机控制模块、刹车控制模块；所述无线通讯模块连接RFID标签感应器、电机控制模块和车辆故障检测模块，所述电机控制模块连接刹车控制模块。

所述路径分析制定模块收到用户输入的无人运输车的目的坐标后制定无人运输车的行驶路径，把行驶路径有关的坐标信息通过通讯模块发给无人运输车导航系统，无人运输车导航系统通过电机控制模块来负责车辆的行驶控制；无人运输车行使中，RFID标签感应器实时地读取铺设在地面的RFID标签中的坐标信息，通过无线通讯模块将读取的RFID标签中的坐标信息传送到港口无人运输车导航控制管理系统中的路径分析制定模块，随后路径分析制定模块判定无人运输车的当前位置，进行最优的路径分析和调整，视情况发送导航命令到无人运输车导航系统，控制无人运输车继续行使的路径。

所述地面RFID监测模块负责对安装在地面的RFID标签进行实时的状态监测，如果发现有无法反馈心跳信号的RFID标签，即标定为损坏，并将此RFID标签损坏的信息传送给路径分析制定模块，路径分析制定模块随之调整路径分析制定算法，以便能为车辆提供准确的导航信息。

当多辆无人运输车同时行使时，所述车辆碰撞监测模块开始监测每辆车的行驶路径，当多辆无人运输车需要通过同一路径的时候，进行碰撞的预测及避免方法的制定。

所述车速监测控制模块负责对各辆无人运输车车速的控制与监测，并将车速监测信息反馈给路径分析制定模块，以便及时调整车辆的行驶速度，并且能根据无人运输车载重量的变化相应调整适当的车速。

所述车辆特殊状况控制模块负责无人运输车的倒车、转弯或紧急制动情况下的信号控制，协调电机控制模块与刹车控制模块，并将车辆特殊状况信息反馈给路径分析制定模块，以便及时调整车辆的行驶状态。

所述RFID标签感应器安装在无人运输车的左前端、右前端、左后端、右后端。

所述车辆故障监测模块负责监控车辆的故障状态，如果当车辆发生影响正常行驶的故障时，该模块通过无线通讯模块发送相关故障信息给路径分析制定模块、车速监测控制模块及车辆特殊状况控制模块，以便相关模块作出相应处理，以免造成车辆的路径冲突。

所述电机控制模块负责无人运输车的驱动电机和转向电机的控制；

所述刹车控制模块负责无人运输车的刹车功能，刹车控制模块如果接收到电机控制模块的相关信号，就负责车辆的刹车制动控制。

如图2所示，在地面上根据算法结果间隔铺设一定数量的RFID标签，这些RFID标签主要包含了位置坐标信息，另外在无人运输车的左前端、右前端、左后端、右后端分别安装了RFID标签感应器，在车辆后端安装了用于自动控制的转向电机等设备。无人运输车行走时，行使在地面上铺设RFID标签的区域，通过车上的RFID标签感应器从铺设在地面的RFID标签中实时的读取坐标信息，并利用无线通讯模块传送到后台的港口无人运输车导航控制管理系统中，路径分析制定模块判断无人运输车所处的位置，以及无人运输车前、后、左、右距离障碍物的距离，以制定无人运输车继续行使的路径。无人运输车在路径分析制定模块发送的导航命令下，避开障碍物和可能存在的其它车辆，行驶到目的地。管理员可通过港口无人运输车导航控制管理系统来进行导航命令的发送，控制一辆或多辆无人运输车的行走路径。

如图3所示，安装在无人运输车的左前端、右前端的RFID标签感应器分别朝各自前方一定区域发射一定频率的无线电波能量，对应区域的RFID标签将内部包含坐标信息的数据送出，此时RFID标签感应器便依序接收解读包含坐标信息的数据。

Claims (1)

1. 一种基于RFID的港口无人运输车辆智能导航云系统，其特征在于：包括云计算系统、无人运输车导航系统、港口无人运输车导航控制管理系统；

所述云计算系统包括计算资源模块和存储资源模块，负责提供弹性动态可分配的计算与存储资源，保证整个系统能够在高密集计算需求下能正常的运行；

所述港口无人运输车导航控制管理系统运行在云计算系统上，包括地面RFID监测模块、车速监测控制模块、路径分析制定模块、车辆碰撞监测模块、车辆特殊状况控制模块、通讯模块；所述通讯模块负责与无人运输车导航系统进行通信；

所述无人运输车导航系统安装在无人运输车上，负责无人运输车的行驶控制，包括无线通讯模块、RFID标签感应器、车辆故障检测模块、电机控制模块、刹车控制模块；所述无线通讯模块连接RFID标签感应器、电机控制模块和车辆故障检测模块，所述电机控制模块连接刹车控制模块；

所述路径分析制定模块收到用户输入的无人运输车的目的坐标后制定无人运输车的行驶路径，把行驶路径有关的坐标信息通过通讯模块发给无人运输车导航系统，无人运输车导航系统通过电机控制模块来负责车辆的行驶控制；无人运输车行使中，RFID标签感应器实时地读取铺设在地面的RFID标签中的坐标信息，通过无线通讯模块将读取的RFID标签中的坐标信息传送到港口无人运输车导航控制管理系统中的路径分析制定模块，随后路径分析制定模块判定无人运输车的当前位置，进行最优的路径分析和调整，视情况发送导航命令到无人运输车导航系统，控制无人运输车继续行使的路径；

所述地面RFID监测模块负责对安装在地面的RFID标签进行实时的状态监测，如果发现有无法反馈心跳信号的RFID标签，即标定为损坏，并将此RFID标签损坏的信息传送给路径分析制定模块，路径分析制定模块随之调整路径分析制定算法，以便能为车辆提供准确的导航信息；

当多辆无人运输车同时行使时，所述车辆碰撞监测模块开始监测每辆车的行驶路径，当多辆无人运输车需要通过同一路径的时候，进行碰撞的预测及避免方法的制定；

所述车速监测控制模块负责对各辆无人运输车车速的控制与监测，并将车速监测信息反馈给路径分析制定模块，以便及时调整车辆的行驶速度，并且能根据无人运输车载重量的变化相应调整适当的车速；

所述车辆特殊状况控制模块负责无人运输车的倒车、转弯或紧急制动情况下的信号控制，协调电机控制模块与刹车控制模块，并将车辆特殊状况信息反馈给路径分析制定模块，以便及时调整车辆的行驶状态；

所述RFID标签感应器安装在无人运输车的左前端、右前端、左后端、右后端；

所述车辆故障监测模块负责监控车辆的故障状态，如果当车辆发生影响正常行驶的故障时，该模块通过无线通讯模块发送相关故障信息给路径分析制定模块、车速监测控制模块及车辆特殊状况控制模块，以便相关模块作出相应处理，以免造成车辆的路径冲突；

所述电机控制模块负责无人运输车的驱动电机和转向电机的控制；

所述刹车控制模块负责无人运输车的刹车功能，刹车控制模块如果接收到电机控制模块的相关信号，就负责车辆的刹车制动控制。

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