CN109933076A - 一种基于无人驾驶的移动多功能车系统及使用方法 - Google Patents

一种基于无人驾驶的移动多功能车系统及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于无人驾驶的移动多功能车系统及使用方法。包括服务器（1），服务器（1）分别与远程调度模块（2）和车载端通信连接；所述的车载端包括底盘和车体，底盘与车体可拆卸连接；所述的底盘上设有底盘管理系统（3），车体上设有车体分离系统（4）；所述的底盘管理系统（3）包括自动驾驶模块（31）和底盘无线通信模块（32）；所述的车体分离系统（4）包括分离执行模块（41）和车体无线通信模块（42）；所述的自动驾驶模块（31）包括工控机（311）、激光雷达（312）、GPS模块（313）。本发明具有节省人力，扩展性好和节约资源的特点。

Description

一种基于无人驾驶的移动多功能车系统及使用方法
技术领域
本发明涉及自动驾驶应用技术领域，特别是一种基于无人驾驶的移动多功能车系统及使用方法。
背景技术
随着当今交通领域的智能化和电动化发展，一些具有特殊功能的汽车已经陆续出现在人们的视野中，比如可以移动的快递配送车、移动的售卖车等。目前，大部分该类运营车都需要人为驾驶移动且功能单一，智能化程度低，同时需要人为参与运营，增加了用工成本。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于无人驾驶的移动多功能车系统及使用方法。本发明具有节省人力，扩展性好和节约资源的特点。
本发明的技术方案：一种基于无人驾驶的移动多功能车系统。包括服务器，服务器分别与远程调度模块和车载端通信连接；所述的车载端包括底盘和车体，底盘与车体可拆卸连接；所述的底盘上设有底盘管理系统，车体上设有车体分离系统；所述的底盘管理系统包括自动驾驶模块和底盘无线通信模块；所述的车体分离系统包括分离执行模块和车体无线通信模块；所述的自动驾驶模块包括工控机、激光雷达、GPS模块；
所述的远程调度模块，用于实现车载端的远程调度；
所述的服务器，用于远程调度模块和车载端间的数据传递、整合、分配、存储处理；
所述的底盘管理系统，用于底盘的行驶管理；
所述的车体分离系统，用于车体与底盘的分离；
底盘管理系统中：
底盘无线通信模块，用于底盘管理系统与服务器间的数据交互，
自动驾驶模块，用于控制底盘的自动驾驶；
车体分离系统中：
车体无线通信模块，用于车体分离系统与服务器间的信息交互，
分离执行模块，用于执行车体与底盘分离动作；
自动驾驶模块中：
工控机，用于对交互的数据进行处理和决策，将底盘需要执行的动作命令传递给相应底盘执行部件实现自动驾驶，
所述的激光雷达，用于对车载端周围环境数据的采集，并将所述环境数据发送给工控机，以供工控机决策，
所述的GPS模块，用于提供底盘位置，并与地图上位置进行匹配。
前述的基于无人驾驶的移动多功能车系统中，所述的底盘管理系统还包括能量管理模块，用于对车辆电池的充/放电、均衡维护、电量显示、电量预警的管理。
前述的基于无人驾驶的移动多功能车系统中，所述的自动驾驶模块还包括摄像头模块，用于采集路况信息、交通信号信息和行人车辆信息，并将采集的信息发送给工控机，以供工控机决策。
前述的基于无人驾驶的移动多功能车系统的使用方法，按下述步骤进行：
a.远程调度模块经服务器调度底盘运送车体，被调度底盘的自动驾驶模块控制底盘进行自动驾驶，将车体运送至预设位置；
b.到达预设位置后，自动驾驶模块停止运行，并将停止信号反馈至服务器；
c.服务器经车体无线通信模块将停止信号发送至车体分离系统的分离执行模块；
d.分离执行模块接收到停止信号后，执行车体与底盘分离动作，执行完毕后，将分离信号反馈至服务器；服务器再将分离信号发送至远程调度模块；
e.远程调度模块接收到分离信号后，命令底盘的自动驾驶模块控制底盘驶离车体，调度底盘进行下一车体的运送。
前述的基于无人驾驶的移动多功能车系统的使用方法所述的步骤e中，底盘驶离车体后，能量管理模块根据底盘上电池的剩余电量信息计算最大行驶里程；当下一车体的运送里程大于所述最大行驶里程时，能量管理模块向服务器发送预警信息，该底盘停止移动或行驶至最大行驶里程内的充电站充电，远程调度模块再调度另一底盘进行所述下一车体的运送。
有益效果
与现有技术相比，本发明的服务器分别与远程调度模块和车载端通信连接；车载端包括底盘和车体，底盘与车体间设置为可拆卸连接结构，底盘上设有底盘管理系统，车体上设有车体分离系统；底盘管理系统包括自动驾驶模块和底盘无线通信模块；车体分离系统包括分离执行模块和车体无线通信模块；通过该结构，车载端的底盘和车体为可分离设计，车体可按照标准化设计成为不同功能的载体，如零售舱体、快递柜舱体、移动的小型健身房、移动饮品店等，其功能具有高度扩展性；各种功能舱体(车体)都能与底盘进行自动连接，底盘利用其自动驾驶的功能属性，将各种功能的舱体(车体)运送到不同的目的地，运送后底盘与舱体自动分离，分离后底盘再被远程调度模块调度，进行下一舱体的运送，以此实现了底盘的重复利用，起到节约资源、优化效率的效果；同时本发明的底盘通过远程调度模块进行远程调度，实现了无人驾驶的自主移动，因而该自主移动的多功能车系统不仅节约驾驶员，减少人力成本，而且其还能够融入城市交通网中，可进行统一管理和调度，有效提高交通运行效率，满足城市智能化发展的需求。
本发明的能量管理模块根据底盘上电池的剩余电量信息计算最大行驶里程，再将最大行驶里程与运送里程比对确认底盘下一步的工作；通过该方法，实现远程调度模块对底盘的科学调度，进一步提高系统的运行效率和可靠性。
综上，本发明具有节省人力，扩展性好和节约资源的特点。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
附图标记：1-服务器，2-远程调度模块，3-底盘管理系统，31-自动驾驶模块，311-工控机，312-激光雷达，313-GPS模块，314-摄像头模块，32-底盘无线通信模块，33-能量管理模块，4-车体分离系统，41-分离执行模块，42-车体无线通信模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种基于无人驾驶的移动多功能车系统,参见图1，包括服务器1，服务器1分别与远程调度模块2和车载端通信连接；所述的车载端包括底盘和车体，底盘与车体可拆卸连接(底盘与车体可拆卸连接结构，采用常规可分离结构即可)；所述的底盘上设有底盘管理系统3，车体上设有车体分离系统4；所述的底盘管理系统3包括自动驾驶模块31和底盘无线通信模块32；所述的车体分离系统4包括分离执行模块41和车体无线通信模块42；所述的自动驾驶模块31包括工控机311、激光雷达312、GPS模块313；
所述的远程调度模块2，用于实现车载端的远程调度；具体地，用于通过GPS模块313实时获取车辆位置，控制自动驾驶模块31，实现远程调度，优化运行效率。远程调度模块2主要用于：①实时的跟踪与定位监控车载端，跟踪车载端是否越限、电量状态、车辆运行状态、实时收益等，都在电子屏幕上显示出来，方便后台直观了解车辆的状态信息。②指挥调度与综合管理，根据实际车载端反馈回来的数据，可以人为介入参与车载端运行规划，如某个地区出现人流量增大，该区域车辆较少，无法满足需求，此时需要智能调度最近的车载端前往；③数据的统计分析和轨迹回放，远程调度模块2可对系统内的车体形成相关业务统计报表，回放指定时间内存储在数据中车辆行驶轨迹，便于事后分析处理需要。
所述的服务器1，用于远程调度模块2和车载端间的数据传递、整合、分配、存储处理；
所述的底盘管理系统3，用于底盘的行驶管理；
所述的车体分离系统4，用于车体与底盘的分离；
底盘管理系统3中：
底盘无线通信模块32，用于底盘管理系统3与服务器1间的数据交互，底盘无线通信模块32采用 常规4G或5G模块即可；
自动驾驶模块31，用于控制底盘的自动驾驶；自动驾驶模块31的系统构架基于常规的无人驾驶系统即可，如Autoware、百度系的Apollo或谷歌的无人驾驶系统等，
车体分离系统4中：
车体无线通信模块42，用于车体分离系统4与服务器1间的信息交互，
分离执行模块41，用于执行车体与底盘分离动作；分离执行模块41采用常用液压执行机构即可，液压执行机构的分离动作的执行如下：液压执行机构接收到停止信号后，液压缸伸长支撑地面，并将车体顶高，使车体与底盘在竖直方向分离，之后底盘即可由车体下方驶离；
自动驾驶模块31中：
工控机311，用于对交互的数据进行处理和决策，将底盘需要执行的动作命令传递给相应底盘执行部件(如车轮或转向机构等)实现自动驾驶；具体地，工控机311主要接收来自激光雷达312和/或摄像头模块314采集的环境数据，之后经过数据处理，得到周围物体与本车的相对距离、相对速度、角度、运动方向等特征信息，以供工控机311决策；之后工控机311再将决策 (即车辆需要执行的动作命令)传递给相应车辆执行部件实现自动驾驶；
所述的激光雷达312，用于对车载端周围环境数据的采集，并将所述环境数据发送给工控机311，以供工控机311决策；所述的环境数据，包括具有特殊特征的人群、周围车辆等；具体地，激光雷达312通过高速旋转的激光线束实时扫描本车周围信息，得到环境数据；
所述的GPS模块313，用于提供底盘位置，并与地图上位置进行匹配。
前述的底盘管理系统3还包括能量管理模块33，用于对车辆电池的充/放电、均衡维护、电量显示、电量预警的管理。
前述的自动驾驶模块31还包括摄像头模块314，用于采集路况信息、交通信号信息和行人车辆信息，并将采集的信息发送给工控机311，以供工控机311决策。
前述的基于无人驾驶的移动多功能车系统按下述步骤使用：
a.远程调度模块2经服务器1调度底盘运送车体，被调度底盘的自动驾驶模块31控制底盘进行自动驾驶，将车体运送至预设位置；远程调度模块2与服务器1建立通信，服务器1再经底盘无线通信模块32与自动驾驶模块31建立通信，通过服务器1建立远程调度模块2与自动驾驶模块31间的数据交互，以实现远程调度模块2对底盘的调度；
b.到达预设位置后，自动驾驶模块31停止运行，并将停止信号反馈至服务器1；
c.服务器1经车体无线通信模块42将停止信号发送至车体分离系统4的分离执行模块41；
d.分离执行模块41接收到停止信号后，执行车体与底盘分离动作，执行完毕后，将分离信号反馈至服务器1；服务器1再将分离信号发送至远程调度模块2；
e.远程调度模块2接收到分离信号后，命令底盘的自动驾驶模块31控制底盘驶离车体，调度底盘进行下一车体的运送。
前述的步骤e中，底盘驶离车体后，能量管理模块33根据底盘上电池的剩余电量信息计算最大行驶里程；当下一车体的运送里程大于所述最大行驶里程时，能量管理模块33向服务器1发送预警信息，该底盘停止移动或行驶至最大行驶里程内的充电站充电，远程调度模块2再调度另一底盘进行所述下一车体的运送。通过该方法，实现远程调度模块2的科学调度，进一步提高系统的运行效率和可靠性。

Claims (5)

1.一种基于无人驾驶的移动多功能车系统，其特征在于，包括服务器（1），服务器（1）分别与远程调度模块（2）和车载端通信连接；所述的车载端包括底盘和车体，底盘与车体可拆卸连接；所述的底盘上设有底盘管理系统（3），车体上设有车体分离系统（4）；所述的底盘管理系统（3）包括自动驾驶模块（31）和底盘无线通信模块（32）；所述的车体分离系统（4）包括分离执行模块（41）和车体无线通信模块（42）；所述的自动驾驶模块（31）包括工控机（311）、激光雷达（312）、GPS模块（313）；
所述的远程调度模块（2），用于实现车载端的远程调度；
所述的服务器（1），用于远程调度模块（2）和车载端间的数据传递、整合、分配、存储处理；
所述的底盘管理系统（3），用于底盘的行驶管理；
所述的车体分离系统（4），用于车体与底盘的分离；
底盘管理系统（3）中：
底盘无线通信模块（32），用于底盘管理系统（3）与服务器（1）间的数据交互，
自动驾驶模块（31），用于控制底盘的自动驾驶；
车体分离系统（4）中：
车体无线通信模块（42），用于车体分离系统（4）与服务器（1）间的信息交互，
分离执行模块（41），用于执行车体与底盘分离动作；
自动驾驶模块（31）中：
工控机（311），用于对交互的数据进行处理和决策，将底盘需要执行的动作命令传递给相应底盘执行部件实现自动驾驶，
所述的激光雷达（312），用于对车载端周围环境数据的采集，并将所述环境数据发送给工控机（311），以供工控机（311）决策，
所述的GPS模块（313），用于提供底盘位置，并与地图上位置进行匹配。
2.根据权利要求1所述的基于无人驾驶的移动多功能车系统，其特征在于，所述的底盘管理系统（3）还包括能量管理模块（33），用于对车辆电池的充/放电、均衡维护、电量显示、电量预警的管理。
3.根据权利要求1所述的基于无人驾驶的移动多功能车系统，其特征在于，所述的自动驾驶模块（31）还包括摄像头模块（314），用于采集路况信息、交通信号信息和行人车辆信息，并将采集的信息发送给工控机（311），以供工控机（311）决策。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的基于无人驾驶的移动多功能车系统的使用方法，其特征在于，按下述步骤进行：
a.远程调度模块（2）经服务器（1）调度底盘运送车体，被调度底盘的自动驾驶模块（31）控制底盘进行自动驾驶，将车体运送至预设位置；
b.到达预设位置后，自动驾驶模块（31）停止运行，并将停止信号反馈至服务器（1）；
c.服务器（1）经车体无线通信模块（42）将停止信号发送至车体分离系统（4）的分离执行模块（41）；
d.分离执行模块（41）接收到停止信号后，执行车体与底盘分离动作，执行完毕后，将分离信号反馈至服务器（1）；服务器（1）再将分离信号发送至远程调度模块（2）；
e.远程调度模块（2）接收到分离信号后，命令底盘的自动驾驶模块（31）控制底盘驶离车体，调度底盘进行下一车体的运送。
5.根据权利要求4所述的基于无人驾驶的移动多功能车系统的使用方法，其特征在于，步骤e中，底盘驶离车体后，能量管理模块（33）根据底盘上电池的剩余电量信息计算最大行驶里程；当下一车体的运送里程大于所述最大行驶里程时，能量管理模块（33）向服务器（1）发送预警信息，该底盘停止移动或行驶至最大行驶里程内的充电站充电，远程调度模块（2）再调度另一底盘进行所述下一车体的运送。
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