CN108710991A - 一种移动式物流柜系统及其快件配送方法 - Google Patents

一种移动式物流柜系统及其快件配送方法 Download PDF

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陆正辰
张晓�
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Abstract

本发明公开了一种移动式物流柜系统及其快件配送方法，该系统包括：车队调度系统、手动驾驶头车以及自动驾驶货柜车，车队调度系统用于接收自动驾驶货柜车的存取货状态并根据此规划任务，手动驾驶头车用于根据任务带领自动驾驶货柜车按照指定路径行驶，自动驾驶货柜车用于跟随头车行驶至指定点后，脱离车队，自动驾驶至取货点，并在完成存取货之后自动驾驶至入队点，待头车经过时重新加入车队。该方法包括：装柜、配送、等待以及货柜车回收。本发明的移动式物流柜系统及其快件配送方法，采用手动驾驶头车加自动驾驶货柜车的方式，替代派件员进行快件配送，降低了物流企业人力成本和派件员劳动强度，上路行驶安全性高，消除了道路交通安全隐患。

Description

一种移动式物流柜系统及其快件配送方法
技术领域
本发明涉及物流技术领域，特别涉及一种移动式物流柜系统及其快件配送方法。
背景技术
随着信息技术的快速发展，互联网成为了现代社会不可分割的一部分。多家电商平台的崛起也让在线购物成为了越来越多人的选择，物流行业迎来了大幅度的增长。仅在2017年，中国快递件数就达到了400亿件，超过世界40％的份额。
在物流快递行业中，快件的分拣、运输和配送都是十分关键的环节，其中的配送环节由于其目的地分散、交通环境复杂、直接影响用户体验等原因更是成为了各个企业不断试图改进的重点。目前市场上主要采用的快件配送方法主要如下所示：
1.派件员配送。即直接雇佣快递派件员，将货物配送给每个收货人。这种方法的主要缺点是需要雇佣许多人员来负责特定的区域，人员劳动强度大，人力成本较高；同时许多派件员所使用的快递配送车是不规范的非机动车，这对他们自身与道路交通都造成了较大的安全隐患。
2.快递柜取件。即把快件存入各个地区的物流货柜中，由收货人自主前往取件。这种方法的主要缺点是物流货柜占用体积较大，放置于固定区域地租成本较高，无法根据不同的取货人灵活调整货柜地点；同时配送员仍需将货物从快递车搬运到货柜中，劳动强度仍然较大。
为了有效解决这些缺点，越来越多的企业和高校开始研发无人物流车，希望通过自动驾驶技术降低物流配送环节的成本、提高道路交通安全性。
专利申请号为：201710415280.6的中国专利公开了一种园区无人驾驶快递车配送系统及其自动配送方法，提供了一种使用无人驾驶快递车进行物流配送的方法。但是在当前的技术水平下，完全自动驾驶的车辆环境感知与决策规划能力较弱，对于道路交通环境中的行人车辆、交通标志不能保证完全准确识别，在遇到特殊复杂情况时难以自主处理，无法确保上路驾驶的安全性；同时64线激光雷达、毫米波雷达等传感器成本较高，算法开发和维护也消耗了大量的费用，短期内难以实现量产商用。
因此，开发一种能够降低人力成本、货柜停靠灵活，同时易于生产实用的物流配送系统，是十分必要且具有商业价值的。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题，提出一种移动式物流柜系统及其快件配送方法，采用手动驾驶头车加自动驾驶货柜车的方式，替代派件员进行快件配送，降低了物流企业人力成本和派件员劳动强度，上路行驶安全性高，消除了道路交通安全隐患。
为解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的：
本发明提供一种移动式物流柜系统，其包括：车队调度系统、手动驾驶头车以及自动驾驶货柜车；其中，
所述车队调度系统用于接收所述自动驾驶货柜车的货物存取状态，根据此规划所述手动驾驶头车的任务与路径，并将其发送给所述手动驾驶头车；
所述手动驾驶头车用于接收所述车队调度系统发送的任务与路径，根据此跟随指定路径行驶，并将自身的驾驶策略发送给所述自动驾驶货柜车；
所述自动驾驶货柜车用于接收所述手动驾驶头车的驾驶策略，跟随驾驶策略行驶到指定点后脱离车队，执行短途自动驾驶停靠到取货点，并将其自身的货物存取状态发送给所述车队调度系统；还用于在完成货物存取后重新执行短途自动驾驶回到入队点，并在所述手动驾驶头车经过时重新加入车队。
较佳地，所述车队调度系统包括：货物存取状态接收模块、任务规划模块以及头车任务发布模块；
所述货物存取状态接收模块用于接收所述自动驾驶货柜车的货物存取状态；
所述任务规划模块用于根据所述自动驾驶货柜车的货物存取状态规划所述手动驾驶头车的任务与路径；
所述头车任务发布模块用于将所述手动驾驶头车的任务与路径发送给所述手动驾驶头车。
较佳地，所述车队调度系统还包括：多车队全局任务规划模块，其用于根据自动驾驶货柜车的目的地和货物存取状态，规划出行驶路程、派送时间最优的多车队任务。
较佳地，所述手动驾驶头车包括：任务接收模块、驾驶员以及驾驶策略采集与广播模块；其中，
所述任务接收模块用于接收所述车队调度系统发送的任务与路径；
所述驾驶员用于根据周边道路交通环境决定驾驶策略，跟随指定路径行驶；
所述驾驶策略采集与广播模块用于采集所述驾驶员的驾驶策略，并将所述驾驶策略发送给所述自动驾驶货柜车。
较佳地，所述自动驾驶货柜车包括：跟车驾驶模块、短途自动驾驶模块以及存取货状态反馈模块；其中，
所述跟车驾驶模块用于根据所述手动驾驶头车的驾驶策略行驶；
所述短途自动驾驶模块用于跟随驾驶策略行驶到指定点脱离车队后，执行短途自动驾驶停靠到取货点；还用于在完成货物存取后重新执行短途自动驾驶回到入队点；
所述存取货状态反馈模块用于将其自身的货物存取状态发送给所述车队调度系统。
本发明还一种移动式物流柜系统的快件配送方法，其包括以下步骤：
S11：货物装柜：将待配送的货物装到自动驾驶货柜车的物流货柜中；
S12：配送：手动驾驶头车带领自动驾驶货柜车按照指定路径行驶到指定点后，自动驾驶货柜车脱离车队，执行短途自动驾驶停靠到取货点；
S13：等待：手动驾驶头车等待回收所述自动驾驶货柜车以及所述自动驾驶货柜车等待存取货；
S14：货柜车回收：当所述自动驾驶货柜车完成存取货后，执行短途自动驾驶重新回到入队点，在所述手动驾驶头车经过时重新加入车队；所述手动驾驶头车带领所述自动驾驶货柜车按照指定路径返回。
较佳地，所述步骤S12、S14中的指定路径为根据自动驾驶货柜车的目的地和货物存取状态，规划出的行驶路程、派送时间最优的多车队任务。
相较于现有技术，本发明具有以下优点：
(1)本发明的移动式物流柜系统及其快件配送方法，通过采用自动驾驶车队的方式，替代派件员进行快件配送，一个由一辆头车和多辆货柜车组成的自动驾驶车队，硬件成本比较低，且仅需要一个人类驾驶员就可以替代至少十名派件员，降低了企业运营成本；同时通过规范派件车辆，消除不规范的快递车所造成的道路交通安全隐患。
(2)本发明的移动式物流柜系统及其快件配送方法，移动式货柜车不仅能够取代原有的固定货柜，更能够灵活地根据收货人的地址选择停靠的取货点，取货点设置更加灵活，用户体验更好、地租成本更低；
(3)本发明的移动式物流柜系统及其快件配送方法，通过采用共享手动驾驶头车的驾驶策略，自动驾驶货柜车的技术难度较低，相比完全自动驾驶更易于实现、传感器成本更低，方案实施难度低，更利于产品化与商业化；同时手动驾驶的头车能够避免当前自动驾驶环境感知与决策规划模块所存在的问题，在自动驾驶技术不完全成熟的情况下提高上路行驶的安全性。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：
图1为本发明的实施例的移动式物流货柜系统的结构示意图；
图2为本发明的实施例的移动式物流货柜系统的快件配送方法的流程图。
标号说明：1-车队调度系统，2-手动驾驶头车，3-自动驾驶货柜车；
11-货物存取状态接收模块，12-任务规划模块，13-头车任务发布模块；
21-任务接收模块，22-驾驶员，23-驾驶策略采集与广播模块；
31-跟车驾驶模块，32-短途自动驾驶模块，33-存取货状态反馈模块。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1：
结合图1，本实施例对本发明的移动式物流货柜系统进行详细描述，如图1所示，其包括：车队调度系统1、手动驾驶头车2以及自动驾驶货柜车3。
具体地，车队调度系统1包括：货物存取状态接收模块11、任务规划模块12以及头车任务发布模块13，其中，货物存取状态接收模块11用于接收自动驾驶货柜车的货物存取状态；任务规划模块12用于根据自动驾驶货柜车的货物存取状态规划手动驾驶头车的任务与路径；头车任务发布模块13用于将手动驾驶头车的任务与路径发送给手动驾驶头车。
具体地，手动驾驶头车2包括：任务接收模块21、驾驶员22以及驾驶策略采集与广播模块23；其中，任务接收模块21用于接收车队调度系统发送的任务与路径；驾驶员22用于根据周边道路交通环境决定驾驶策略(包括：行驶路径、车辆速度等)，跟随指定路径行驶；驾驶策略采集与广播模块23用于采集驾驶员的驾驶策略，并将驾驶策略发送给自动驾驶货柜车。
具体地，自动驾驶货柜车3包括：跟车驾驶模块31、短途自动驾驶模块32以及存取货状态反馈模块33；其中，跟车驾驶模块31用于根据手动驾驶头车的驾驶策略行驶；短途自动驾驶模块32用于跟随驾驶策略行驶到指定点脱离车队后，根据地图和环境感知结果，执行短途自动驾驶停靠到取货点；还用于在完成货物存取后根据地图和环境感知结果重新执行短途自动驾驶回到入队点；存取货状态反馈模块33用于将其自身的货物存取状态发送给车队调度系统。
较佳实施例中，车队调度系统还包括：多车队全局任务规划模块，其用于根据自动驾驶货柜车的目的地和货物存取状态，结合高精度地图信息，使用路径规划程序(如：基于遗传算法、A*图搜索算法等)计算出行驶路程、派送时间最优的多车队任务。
实施例2：
结合图2，本实施例对本发明的移动式物流货柜系统的快件配送方法进行详细描述，其流程图如图2所示，包括以下步骤：
S11：货物装柜：将待配送的货物装到自动驾驶货柜车的物流货柜中；
S12：配送包括：车队按照指定路线出发、自动驾驶货柜车脱离车队以及自动驾驶货柜车开至取货点；
手动驾驶头车按照指定路径行驶，自动驾驶货柜车共享手动驾驶头车的驾驶策略，即手动驾驶头车带领自动驾驶货柜车按照指定路径行驶到指定点后，自动驾驶货柜车脱离车队，根据地图和环境感知结果，执行短途自动驾驶停靠到取货点；
S13：等待：手动驾驶头车等待回收自动驾驶货柜车以及自动驾驶货柜车等待存取货；
S14：货柜车回收包括：自动驾驶货柜车开至入队点、自动驾驶货柜车加入车队以及车队按照指定路径返回；
当自动驾驶货柜车完成存取货后，根据地图和环境感知结果，执行短途自动驾驶重新回到入队点，在手动驾驶头车经过时重新加入车队；手动驾驶头车带领自动驾驶货柜车按照指定路径返回，完成配送。
较佳实施例中，步骤S12中的指定路径为根据自动驾驶货柜车的目的地和货物存取状态，结合高精度地图信息，使用路径规划程序(如：基于遗传算法、A*图搜索算法等)计算出行驶路程、派送时间最优的多车队任务。
此处公开的仅为本发明的优选实施例，本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，并不是对本发明的限定。任何本领域技术人员在说明书范围内所做的修改和变化，均应落在本发明所保护的范围内。

Claims (7)

1.一种移动式物流柜系统，其特征在于，包括：车队调度系统、手动驾驶头车以及自动驾驶货柜车；其中，
所述车队调度系统用于接收所述自动驾驶货柜车的货物存取状态，根据此规划所述手动驾驶头车的任务与路径，并将其发送给所述手动驾驶头车；
所述手动驾驶头车用于接收所述车队调度系统发送的任务与路径，根据此跟随指定路径行驶，并将自身的驾驶策略发送给所述自动驾驶货柜车；
所述自动驾驶货柜车用于接收所述手动驾驶头车的驾驶策略，跟随驾驶策略行驶到指定点后脱离车队，执行短途自动驾驶停靠到取货点，并将其自身的货物存取状态发送给所述车队调度系统；还用于在完成货物存取后重新执行短途自动驾驶回到入队点，并在所述手动驾驶头车经过时重新加入车队。
2.根据权利要求1所述的移动式物流柜系统，其特征在于，所述车队调度系统包括：货物存取状态接收模块、任务规划模块以及头车任务发布模块；
所述货物存取状态接收模块用于接收所述自动驾驶货柜车的货物存取状态；
所述任务规划模块用于根据所述自动驾驶货柜车的货物存取状态规划所述手动驾驶头车的任务与路径；
所述头车任务发布模块用于将所述手动驾驶头车的任务与路径发送给所述手动驾驶头车。
3.根据权利要求2所述的移动式物流柜系统，其特征在于，所述车队调度系统还包括：多车队全局任务规划模块，其用于根据自动驾驶货柜车的目的地和货物存取状态，规划出行驶路程、派送时间最优的多车队任务。
4.根据权利要求1所述的移动式物流柜系统，其特征在于，所述手动驾驶头车包括：任务接收模块、驾驶员以及驾驶策略采集与广播模块；其中，
所述任务接收模块用于接收所述车队调度系统发送的任务与路径；
所述驾驶员用于根据周边道路交通环境决定驾驶策略，跟随指定路径行驶；
所述驾驶策略采集与广播模块用于采集所述驾驶员的驾驶策略，并将所述驾驶策略发送给所述自动驾驶货柜车。
5.根据权利要求1所述的移动式物流柜系统，其特征在于，所述自动驾驶货柜车包括：跟车驾驶模块、短途自动驾驶模块以及存取货状态反馈模块；其中，
所述跟车驾驶模块用于根据所述手动驾驶头车的驾驶策略行驶；
所述短途自动驾驶模块用于跟随驾驶策略行驶到指定点脱离车队后，执行短途自动驾驶停靠到取货点；还用于在完成货物存取后重新执行短途自动驾驶回到入队点；
所述存取货状态反馈模块用于将其自身的货物存取状态发送给所述车队调度系统。
6.一种移动式物流快递柜的快件配送方法，其特征在于，包括以下步骤：
S11：货物装柜：将待配送的货物装到自动驾驶货柜车的物流货柜中；
S12：配送：手动驾驶头车带领自动驾驶货柜车按照指定路径行驶到指定点后，自动驾驶货柜车脱离车队，执行短途自动驾驶停靠到取货点；
S13：等待：手动驾驶头车等待回收所述自动驾驶货柜车以及所述自动驾驶货柜车等待存取货；
S14：货柜车回收：当所述自动驾驶货柜车完成存取货后，执行短途自动驾驶重新回到入队点，在所述手动驾驶头车经过时重新加入车队；所述手动驾驶头车带领所述自动驾驶货柜车按照指定路径返回。
7.根据权利要求6所述的移动式物流快递柜的快件配送方法，其特征在于，所述步骤S12、S14中的指定路径为根据自动驾驶货柜车的目的地和货物存取状态，规划出的行驶路程、派送时间最优的多车队任务。
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