CN107452168A - 利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的系统，所述系统包括：包括：库房，地灯和港口集装箱无人车，其中，所述库房门口配置有所述地灯，所述地灯闪烁颜色信息和闪烁频率信息，所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息可以确定位置信息，所述港口集装箱无人车可以获取所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息。还提供了一种利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的方法。保证了港口集装箱无人车对初始化位置快速确定，从而使港口集装箱无人车的运行更为高效和有序。同时给出无人车朝向的信息，利用预先存储的映射关系表，提高了无人车的初始化位置时的容错率，进而给出更为准确的路径信息。

Description

利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的系统及方法

技术领域

本发明涉及无人车导航控制领域，具体而言，涉及一种利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的系统和一种利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的方法。

背景技术

在港口环境中，搬运集装箱常规需要人为开动卡车进行来回搬运，效率较低，常常出现难以确定无人车当前初始化位置信息和目标位置信息的情况，或者因为等候或排队进而重新启动时无法确定朝向信息的情况，造成了资源浪费和效率降低；现有的集装箱自动搬运车，通过磁钉与惯导组合来获取位置姿态，从而到达目标位置，减少人为的干预。但在实践中，效果并不理想。

发明内容

本发明为了解决现有技术中难以确定港口集装箱无人车当前初始化位置信息和朝向信息的问题，提出了一种利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的系统，包括：

库房，地灯和港口集装箱无人车，

其中，所述库房门口配置有所述地灯，

所述地灯发送闪烁颜色信息和闪烁频率信息，所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息可以确定位置信息，

所述港口集装箱无人车可以获取所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息。

进一步地，所述库房为多个，所述库房门口均朝向导航区，

所述地灯为多个，所述导航区配置有所述地灯，

库房门口的地灯与导航区的地灯构成M×N型矩阵。

进一步地，在所述M行方向，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化，在所述N列方向，所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化；或者，在所述M行方向，所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化，在所述N列方向，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化。

进一步地，所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化为线性变化，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化为按照赤橙黄绿青蓝紫的可见光光谱方向发生变化。

进一步地，所述港口集装箱无人车包括光信号检测模块、存储模块、处理模块和输出模块，

其中，所述光信号检测模块用于获取所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息，

所述存储模块存储有映射关系表，所述映射关系表映射所述闪烁颜色信息、所述闪烁频率信息和二者共同确定的所述位置信息，

所述处理模块用于根据所述光信号检测模块获取的所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息，在所述存储模块中进行查找以确定所述港口集装箱无人车的位置信息。

进一步地，所述港口集装箱无人车的左右两侧均配置有光信号检测模块，

所述处理模块根据所述光信号检测模块获取的所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息判断所述港口集装箱无人车的朝向。

本发明另一方面提供了一种利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的方法，包括：

S101，库房门口的地灯与导航区的地灯构成M×N型矩阵，

S102，在M行方向，地灯发送的闪烁颜色信息发生变化，在N列方向，地灯发送的闪烁频率信息发生变化；或者，在所述M行方向，所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化，在所述N列方向，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化，

S103，港口集装箱无人车根据所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息，确定所述港口集装箱无人车的位置信息。

进一步地，还包括：

所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化为线性变化，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化为按照赤橙黄绿青蓝紫的可见光光谱方向发生变化。

进一步地，还包括：

S104，港口集装箱无人车根据左右两侧获取的所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息判断所述港口集装箱无人车的朝向。

进一步地，还包括：

S105，港口集装箱无人车根据位置信息、朝向和预先存储的仓库的位置信息，规划所述港口集装箱无人车的行车路径。

本发明相对于现有技术，借助港口地灯的闪烁颜色信息和闪烁频率信息，通过对二维场景构建X方向和Y方向的标示，保证了港口集装箱无人车对初始化位置快速确定，从而使港口集装箱无人车的运行更为高效和有序。同时给出无人车朝向的信息，利用预先存储的映射关系表，提高了无人车的初始化位置时的容错率，进而给出更为准确的路径信息。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明一些实施例中的港口环境示意图；

图2为本发明另一些实施例中的港口环境示意图；

图3为本发明一些实施例中的港口集装箱无人车的信息流程示意图；

图4为本发明一些实施例中利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的方法流程图。

其中，101-库房，1011-库房门，102-导航区，103-地灯组成的M×N型矩阵，104-库房门口的地灯，105-导航区的地灯，106-港口集装箱无人车，1061-光信号检测模块。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明为了解决现有技术中难以确定港口集装箱无人车当前初始化位置信息和朝向信息的问题，提出了一种利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的系统。

本发明实施例中的港口环境如图1所示，包括仓库101，导航区102，仓库门口的地灯104，导航区内的地灯105，港口集装箱无人车106，港口集装箱无人车106上配置有光信号检测模块1061。导航区内的地灯105之间的间距与所述无人车700的宽度和转弯容量适应。

港口地灯可以发送闪烁颜色信息和闪烁频率信息。因为仓库门口的地灯104与每一间仓库101一一对应，所以港口集装箱无人车在初始化启动时，可以通过现场采集的港口地灯的闪烁颜色信息和闪烁频率信息唯一地确定对应的仓库位置。因为同时借助了闪烁颜色信息和闪烁频率信息，所以可以更为精准地确定对应的仓库位置。以图1中左下角的仓库为坐标原点，则可以绘制出固定的港口地图信息。

需要说明的是，图1中横向为X方向，图1中纵向为Y方向，为清楚起见，规定库房101并排设置的方向为Y方向。库房与库房之间共用X方向的地灯，可以减少地灯的数量，精简系统的组成。

港口地灯可以发送闪烁颜色信息和闪烁频率信息。图1中，地灯不同的灰度代表不同的闪烁颜色信息，地灯不同的形状代表不同的闪烁频率信息。图1中，在X方向规定了不同闪烁颜色信息的地灯，在Y方向上规定了不同闪烁频率信息的地灯。当然，也可以如图2所示，在X方向规定了不同闪烁频率信息的地灯，在Y方向上规定了不同闪烁颜色信息的地灯。

根据地灯的闪烁颜色信息和闪烁频率信息，可以确定不同的位置信息。以图1中左下角的仓库为坐标原点，则可以绘制出固定的港口地图信息。根据预先设定好的地灯间距，在整个M×N型矩阵103内分配地灯。因为在X方向和Y方向的地灯闪烁颜色信息和闪烁频率信息不同，因而整个M×N型矩阵103内没有闪烁颜色信息和闪烁频率信息完全相同的地灯。这样就确定了空间坐标的唯一性。

具体地，可以在港口集装箱无人车106内设置存储模块，存储模块内存储有映射关系表，映射关系表映射上述闪烁颜色信息、闪烁频率信息和二者共同确定的位置信息。

仓库门口的地灯104与导航区内的地灯105之间的间距可以如图所示，比导航区内的地灯105之间的间距更大，以整数倍为宜，优选2倍，可以作为无人车相向行驶的场所。当然，也可以将所有的港口地灯间距设置为相同，对此不做必然限制。

仓库门口的地灯104和导航区内的地灯105共同构成了M×N型矩阵103。图1中横向为X方向，是M×N型矩阵103的M行方向，图1中纵向为Y方向，是M×N型矩阵103 的N列方向。为清楚起见，规定库房101并排设置的方向为Y方向，即与M×N型矩阵103 的N列方向相同。库房与库房之间共用X方向的地灯，可以减少地灯的数量，精简系统的组成。

规定在所述M行方向，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化，在所述N列方向，所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化，如图1所示；或者，在所述M行方向，所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化，在所述N列方向，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化，如图2所示。

规定地灯发送的闪烁频率信息发生变化为线性变化，规定地灯发送的闪烁颜色信息发生变化为按照赤橙黄绿青蓝紫的可见光光谱方向发生变化。从而可以更为便捷地对系统进行控制设置，并且，当港口集装箱无人车内设置处理模块，并根据光信号检测模块1061检测到的闪烁颜色信息和闪烁频率信息，在映射关系表中进行查找、以确定所述港口集装箱无人车的位置信息时，可以更为快捷地遍历得到。

如图3所示，本发明中的港口集装箱无人车包括光信号检测模块、处理模块、存储模块和输出模块。

在港口集装箱无人车启动时，其需要对自身所处的位置进行初始化。光信号检测模块用于对港口集装箱无人车周围的地灯进行信号采集。具体地，可以采用摄像头进行拍摄，从而获得闪烁频率信息和闪烁颜色信息；或者采用可见光技术，直接采集地灯的闪烁频率信息和闪烁颜色信息，对此本发明不做限定。

港口集装箱无人车的光信号检测模块将获取的闪烁频率信息和闪烁颜色信息传递给处理模块，处理模块与存储模块之间进行信息交互，即处理模块根据闪烁频率信息和闪烁颜色信息，在存储单元中的映射关系表中进行查找，从而得到当前位置的信息，存储单元将其反馈给处理模块。处理单元再将当前位置信息反馈给输出模块。具体地，处理模块可以采用单片机、CPU芯片等，存储单元可以采用RAM等，输出模块可以为设置于港口集装箱无人车上的频闪灯等。

此外，如图1所示，当港口集装箱无人车的光信号检测模块数量为至少两个，且设置于港口集装箱无人车的车头两侧时，根据“左侧为较高闪烁频率，右侧为较低闪烁频率”或者“左侧为较低闪烁频率，右侧为较高闪烁频率”的不同，即可以判断车头的朝向。同理，如图2所示，根据车头两侧不同的闪烁颜色信息，同样可以做出车头朝向的判断。

需要说明的是，可以提前在港口集装箱无人车的存储模块中设置更为复杂的映射关系。如港口集装箱无人车左右两侧光信号检测模块检测的地灯闪烁频率信息和闪烁颜色信息均不相同时，即对应港口集装箱无人车朝向错误的信息，对应输出模块反馈给港口集装箱无人车“调转车头45度并重新获取地灯闪烁频率信息和闪烁颜色信息”的操作。

本发明同时提供了一种利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的方法，如图4所示，包括：

S101，库房门口的地灯与导航区的地灯构成M×N型矩阵，

S102，在M行方向，地灯发送的闪烁颜色信息发生变化，在N列方向，地灯发送的闪烁频率信息发生变化；或者，在所述M行方向，所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化，在所述N列方向，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化，

S103，港口集装箱无人车根据所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息，确定所述港口集装箱无人车的位置信息。

借助港口地灯的闪烁颜色信息和闪烁频率信息，通过对二维场景构建X方向(M行方向) 和Y方向(N列方向)的标示，保证了港口集装箱无人车对初始化位置快速确定，从而使港口集装箱无人车的运行更为高效和有序。

此外，本发明提供的一种利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的方法，还可以包括：S104，港口集装箱无人车根据左右两侧获取的所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息判断所述港口集装箱无人车的朝向。

如前所述，利用预先存储在港口集装箱无人车的存储单元的映射关系表中的信息，得知港口集装箱无人车的朝向，并反馈给输出单元进行纠错的操作。从而提高了无人车初始化位置信息时的容错率，保证了港口货物搬运的高效流畅运转。

此外，本发明提供的一种利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的方法，还可以包括：S105，港口集装箱无人车根据位置信息、朝向和预先存储的仓库的位置信息，规划所述港口集装箱无人车的行车路径。

如前所述，利用预先存储在港口集装箱无人车的存储单元的映射关系表中的信息，得知港口集装箱无人车的朝向，并反馈给处理单元重新规划路径的操作。从而保证了无人车位置初始化的准确性，保证了港口货物搬运的高效流畅运转。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的系统，其特征在于，包括：

库房，地灯和港口集装箱无人车，

其中，所述库房门口配置有所述地灯，

所述地灯发送闪烁颜色信息和闪烁频率信息，所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息可以确定位置信息，

所述港口集装箱无人车可以获取所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息。

2.根据权利要求1所述的利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的系统，其特征在于，

所述库房为多个，所述库房门口均朝向导航区，

所述地灯为多个，所述导航区配置有所述地灯，

库房门口的地灯与导航区的地灯构成M×N型矩阵。

3.根据权利要求2所述的利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的系统，其特征在于，

在所述M行方向，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化，在所述N列方向，所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化；或者，在所述M行方向，所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化，在所述N列方向，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化。

4.根据权利要求2所述的利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的系统，其特征在于，所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化为线性变化，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化为按照赤橙黄绿青蓝紫的可见光光谱方向发生变化。

5.根据权利要求1所述的利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的系统，其特征在于，

所述港口集装箱无人车包括光信号检测模块、存储模块、处理模块和输出模块，

其中，所述光信号检测模块用于获取所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息，

所述存储模块存储有映射关系表，所述映射关系表映射所述闪烁颜色信息、所述闪烁频率信息和二者共同确定的所述位置信息，

所述处理模块用于根据所述光信号检测模块获取的所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息，在所述存储模块中进行查找以确定所述港口集装箱无人车的位置信息。

6.根据权利要求5所述的利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的系统，其特征在于，

所述港口集装箱无人车的左右两侧均配置有光信号检测模块，

所述处理模块根据所述光信号检测模块获取的所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息判断所述港口集装箱无人车的朝向。

7.一种利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的方法，其特征在于，包括：

S101，库房门口的地灯与导航区的地灯构成M×N型矩阵，

S102，在M行方向，地灯发送的闪烁颜色信息发生变化，在N列方向，地灯发送的闪烁频率信息发生变化；或者，在所述M行方向，所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化，在所述N列方向，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化，

S103，港口集装箱无人车根据所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息，确定所述港口集装箱无人车的位置信息。

8.根据权利要求7所述的利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的方法，其特征在于，还包括：

所述地灯发送的闪烁频率信息发生变化为线性变化，所述地灯发送的闪烁颜色信息发生变化为按照赤橙黄绿青蓝紫的可见光光谱方向发生变化。

9.根据权利要求8所述的利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的方法，其特征在于，还包括：

S104，港口集装箱无人车根据左右两侧获取的所述闪烁颜色信息和所述闪烁频率信息判断所述港口集装箱无人车的朝向。

10.根据权利要求9所述的利用港口地灯对港口集装箱无人车进行定位的方法，其特征在于，还包括：

S105，港口集装箱无人车根据位置信息、朝向和预先存储的仓库的位置信息，规划所述港口集装箱无人车的行车路径。