CN111007856B - 一种自动运输车的对接方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一自动运输车的对接方法，包括自动运输车的第一定位装置获取包含自动运输车的位置和姿态的第一信息；自动运输车的第一通讯装置将第一信息上传至中央控制系统；中央控制系统根据第一信息生成第一指令；自动运输车根据第一指令自主调整姿态和位置；自动运输车发送第二信息至中央控制系统；中央控制系统根据第二信息生成第二指令；自动运输车根据第二指令进行与对接设备的对接。本发明公开的自动运输车的对接方法，作业无需人工参与，降低了安全风险，可实现航空集装器自动运输车与对接设备自动对接，完成取送航空集装器，减少人力成本，提高对接精度，缩短对接时间，从而提高了作业效率。本发明还公开了一种自动运输车的对接系统。

Description

一种自动运输车的对接方法及系统

技术领域

本发明涉及自动运输车对接领域，特别涉及一种空港内应用的自动运输车的对接方法及系统。

背景技术

目前空港物流行业中搬运航空集装器的环境相对单一，物流转运设备比较落后，效率较低且需要投入大量的人工。传统的对接方式都是通过司机驾驶拖车，把运输车停到准备与其进行对接的设备前。由于空港中的航空集装器较重，且体积较大，人工参与转运过程存在安全风险。而且，由于对接设备的姿态不是固定的，在对接前需要将自动运输车的位置和姿态再进行调整，使其与对接设备一致后，再与对接设备进行对接。传统对接方式需要较长的对接时间，并且需要人工参与，整个对接过程对参与作业人员存在着安全风险。因此急需一种能够能减少人力成本，降低安全风险，缩短对接时间，提高作业效率的自动运输车的对接方法及对接系统。

发明内容

本发明的目的在于解决空港物流行业中搬运航空集装器需大量人工成本，且作业人员有安全风险，对接耗时长，作业效率低的问题。本发明提供了一种自动运输车的对接方法及系统，作业无需人工参与，降低了安全风险，可实现航空集装器的自动运输车与对接设备自动对接，完成取送航空集装器作业，减少了人力成本，提高了对接的精度，缩短了对接的时间，从而提高了作业效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种自动运输车的对接方法，对接系统包括自动运输车，中央控制系统和对接设备，其中，自动运输车包含第一定位装置，控制器，第一通讯装置和传送机构；对接设备包含第二定位装置和第二通讯装置，对接方法包含以下步骤：

自动运输车的第一定位装置获取包含自动运输车的位置和姿态的第一信息；

自动运输车的第一通讯装置将第一信息上传至中央控制系统；

中央控制系统根据第一信息生成第一指令，其中第一指令包括控制自动运输车行驶至相应的对接等待位以及对接设备姿态和位置的指令；

自动运输车根据第一指令自主调整姿态和位置；

自动运输车发送第二信息至中央控制系统，第二信息包括对接准备完毕的信息；

中央控制系统根据第二信息生成第二指令，第二指令包括启动对接的指令；

自动运输车根据第二指令进行与对接设备的对接。

采用上述技术方案，可以实现航空集装器自动运输车与对接设备的自动对接，无需人工参与完成取送航空集装器作业，减少了人力成本，降低了安全风险，提高了对接的精度，缩短了对接的时间，从而提高了作业效率。

可选地，对接系统包括自主对接区域，自动运输车根据第一指令自主调整姿态和位置的步骤，包括：自动运输车在自主对接区域内的姿态调整区域进行姿态调整；自动运输车保持调整后的姿态行驶至对接设备处。

可选地，自动运输车在自主对接区域内的姿态调整区域进行姿态调整过程的步骤，包括：控制器根据第一指令控制自动运输车的前轮和后轮通过反对称转向规划转弯路径；自动运输车通过直行和/或转弯在姿态调整区域内进行姿态调整；

可选地，自动运输车保持调整后的姿态行驶至对接设备处的步骤，包括：控制器根据第一指令控制自动运输车的前轮和后轮通过对称转向规划靠近对接设备的路径；自动运输车通过直行和/或斜行靠近对接设备。

可选地，自动运输车上设置有止动机构，自动运输车根据第二指令进行与对接设备的对接的步骤，包括：第一通讯装置接收中央控制系统下发的第二指令；控制器根据第二指令控制自动运输车的止动机构落下；控制器控制传送机构启动，进行航空集装器的取和/或放。

可选地，本发明所公开的对接方法进一步包括以下步骤：自动运输车完成对接后返回至对接等待位；第一通讯装置向中央控制系统上传代表对接完成的第三信息；中央控制系统向自动运输车下发第三指令；自动运输车的控制器根据第三指令控制自动运输车离开对接等待位。

本发明的实施方式还公开了一种自动运输车的对接系统，包括自动运输车，中央控制系统，对接设备，

自动运输车包含有第一定位装置，控制器，第一通讯装置，传送机构，第一定位装置用于获取包含有自动运输车的姿态和位置的第一信息，第一通讯装置与第一定位装置电连接，并与中央控制系统通讯连接；

控制器与第一通讯装置电连接，控制器根据第一通讯装置接收到的指令信息，控制自动运输车的移动和传送机构的启动；

对接设备包含有第二定位装置和第二通讯装置，第二定位装置与第二通讯装置电连接，第二定位装置用于获取包含有对接设备的姿态和位置的第四信息，第二通讯装置与中央控制系统通讯连接。

采用上述技术方案，可以实现航空集装器自动运输车与对接设备的自动对接，无需人工参与完成取送航空集装器作业，减少了人力成本，降低了安全风险，提高了对接的精度，缩短了对接的时间，从而提高了作业效率。

可选地，第一定位装置为两个对角安装的GPS设备，第二定位装置为两个对角安装的GPS设备。

可选地，对接系统包括自主对接区域，自动运输车在自主对接区域内自主调整姿态和位置，自主对接区域包括有姿态调整区域，控制器根据第一通讯装置接收到的第一指令，控制自动运输车在姿态调整区域内进行姿态调整，并控制自动运输车保持调整后的姿态行驶至对接设备处。

可选地，传送机构为滚筒，控制器根据第一通讯装置接收到的第二指令，控制滚筒的转动方向，完成航空集装器的放和/或取。

进一步可选地，自动运输车包括有止动机构，控制器与止动机构电连接，控制止动机构的释放和/或复位。

附图说明

图1示出本发明一实施例的对接流程图；

图2示出本发明一实施例的对接过程示意图；

图3示出本发明一实施例的对接系统示意图；

图4示出本发明一实施例的自动运输车姿态调整车轮转角示意图；

图5示出本发明一实施例的自动运输车姿态调整车轮转角示意图；

图6示出本发明一实施例的自动运输车斜行车轮转角示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

本发明一实施例公开了一种自动运输车的对接方法，如图1-图3所示，本发明的实施方式公开了一种自动运输车的对接方法，对接系统包括自动运输车1，中央控制系统2和对接设备3，其中，自动运输车1包含第一定位装置(图未示)，控制器(图未示)，第一通讯装置(图未示)和传送机构4；对接设备3包含第二定位装置5和第二通讯装置(图未示)，对接方法包含以下步骤：自动运输车1的第一定位装置获取包含自动运输车1的位置和姿态的第一信息；自动运输车1的第一通讯装置将第一信息上传至中央控制系统2；中央控制系统2根据第一信息生成第一指令，其中第一指令包括控制自动运输车1行驶至相应的对接等待位以及对接设备3姿态和位置的指令；自动运输车1根据第一指令自主调整姿态和位置；自动运输车1发送第二信息至中央控制系统2，第二信息包括对接准备完毕的信息；中央控制系统2根据第二信息生成第二指令，第二指令包括启动对接的指令；自动运输车1根据第二指令进行与对接设备3的对接。

通过该方法可以实现航空集装器自动运输车与对接设备的自动对接，无需人力移动自动运输车，也无需在对接前人工操作调整自动运输车的姿态与对接设备一致，降低了安全风险，减少了人力成本，提高了对接的精度，缩短了对接的时间，从而提高了作业效率。由于空港内的对接设备的姿态是不固定的，因此将对接设备的姿态信息放入第一指令中有利于保证后续对接的准确性。可以理解的是，大型空港的集装器作业系统中，包含有多个对接设备。本发明所公开的对接方法，中央控制系统2可通过包含有自动运输车1姿态和位置信息的第一信息，为自动运输车1匹配选定合适的对接设备3。例如，中央控制系统2可以事先将自动运输车1和对接设备3进行一对一、一对多等设定，当自动运输车1作业时，将对应设定的对接设备3的姿态和位置信息发送至自动运输车1。又例如，中央控制系统2可根据当前整个系统的作业情况，通过运算为自动运输车1选定距离较近且空闲的对接设备3，缩短了对接时间，从而提升整个系统的作业效率。

可选地，对接系统包括自主对接区域6，自动运输车1根据第一指令自主调整姿态和位置的步骤，包括：自动运输车1在自主对接区域6内的姿态调整区域7进行姿态调整；自动运输车1保持调整后的姿态行驶至对接设备3处。

本发明所公开的对接方法中，对接设备3可以拥有对应的自主对接区域6，在自主对接区域6内进行对接，有利于整个空港集装器搬运的合理规划，避免多个自动运输车进行作业时发生碰撞或拥堵，进一步降低了安全风险，提高了作业效率。自动运输车接收第一指令后，在自主对接区域内自主完成姿态和位置的调整，调整过程中不需要与中央控制系统通信，减小了中央控制系统的并发通信负荷和运算负荷，挺高了整个作业系统的作业能力。

可选地，自动运输车1在自主对接区域6内的姿态调整区域7进行姿态调整过程的步骤，包括：控制器根据第一指令控制自动运输车1的前轮和后轮通过反对称转向规划转弯路径；自动运输车1通过直行和/或转弯在姿态调整区域7内进行姿态调整；

本发明所公开的对接方法中，自主对接区域6可以包含有姿态调整区域7，自动运输车1在姿态调整区域7内完成调整，达到与对接设备3姿态一致，有利于减少后续对接进行的时间，避免发生自动运输车已行驶至对接设备附近，但姿态不一致，调整空间小，耗时长，容易碰撞到对接设备等情况。

可选地，自动运输车1在自主对接区域6内的姿态调整区域7进行姿态调整过程的步骤，包括：控制器根据第一指令控制自动运输车1的前轮和后轮通过反对称转向规划转弯路径；自动运输车1通过直行和/或转弯在姿态调整区域7内进行姿态调整。

本发明所公开的对接方法中，控制器可以通过控制自动运输车1有独立转向桥的前轮和后轮来进行姿态的调整。当自动运输车1和对接设备3姿态相差不大时，可通过如图4所示的车轮转角方法，反对称实现自动运输车1的小角度姿态调整，使其与对接设备3姿态一致。当自动运输车1和对接设备3姿态相差较多时，可通过图5所示的车轮反对称转角，并通过保持一定时间的转角来实现大角度姿态调整。通过转弯和直行结合进行姿态调整，当一次无法调整到与对接设备一致时，可以通过进行多次规划和调整达到与对接设备姿态一致，从而做到在有限的姿态调整区域内实现自动运输车姿态调整至与对接设备精准一致，减少后续对接所需的时间，节约姿态调整所需的空间，提高整个系统的作业效率。

可选地，自动运输车1保持调整后的姿态行驶至对接设备3处的步骤，包括：控制器根据第一指令控制自动运输车1的前轮和后轮通过对称转向规划靠近对接设备3的路径；自动运输车1通过直行和/或斜行靠近对接设备3。

本发明所公开的对接方法中，因为在先进行调整使得自动运输车1的姿态和对接设备3一致，因此可以通过控制器控制自动运输车1有独立转向桥的前轮和后轮通过对称转向实现保持已调整好的姿态不变，斜行和/或直行靠近对接设备3，可在减少对接时间的同时精准行驶至对接设备3处。

可选地，自动运输车1上设置有止动机构9，自动运输车1根据第二指令进行与对接设备3的对接的步骤，包括：第一通讯装置接收中央控制系统2下发的第二指令；控制器根据第二指令控制自动运输车1的止动机构9落下；控制器控制传送机构4启动，进行航空集装器8的取和/或放。

本发明所公开的对接方法中，自动运输车1的通讯装置接收到中央控制系统2发出的第二指令后，控制器控制止动机构9落下，保障了在自动运输车1的移动过程中，航空集装器8的稳定存放，避免发生意外掉落。在止动机构9落下后，控制器控制自动运输车1的传送机构4启动，并根据第二指令所包含的开始对接的指令，来控制传送机构4进行航空集装器8的取和/或放，保证自动运输车1准确完成作业任务。第二指令除包含开始对接的指令外，也可以包含本次作业的类型信息，如为取货和/放货的信息，保证自动运输车1的控制器进行相应的控制操作，准确完成作业任务。本次作业的类型信息也可包含在第一指令信息中，还可由自动运输车1根据是否承载了集装器独立判断等方式进行获取，本发明对此不作限制。

可选地，本发明所公开的对接方法进一步包括以下步骤：自动运输车1完成对接后返回至对接等待位；第一通讯装置向中央控制系统2上传代表对接完成的第三信息；中央控制系统2向自动运输车1下发第三指令；自动运输车1的控制器根据第三指令控制自动运输车1离开对接等待位。

参考图2所示，本发明所公开的对接方法中，当自动运输车1完成一次取或/和放航空集装器8，自动运输车1可根据靠近对接设备3过程中的移动路径，进行与移动路径相反的方向移动，即可通过原路线安全回到相应的对接等待位，保障了系统作业的有序性。回到对接等待位后，向中央控制系统2上传代表已完成相应作业任务的第三信息，中央控制系统2接收到第三信息后进行分析判断。例如当本次对接任务为取货时，取货完成后，中央控制系统可向自动运输车下发集装器接下来需运输到的位置，或需要进行放货操作的对接设备的姿态和位置，则自动运输车接收到第三指令后，控制器根据第三指令控制自动运输车从行驶车道驶离对接等待位，进行接下来的作业任务，保证了空港内集装器作业系统的高效有序。

参考图2-图3所示，本发明的另一实施例还公开了一种自动运输车的对接系统，包括自动运输车1，中央控制系统2，对接设备3，自动运输车1包含有第一定位装置(图未示)，控制器(图未示)，第一通讯装置(图未示)，传送机构4，第一定位装置用于获取包含有自动运输车1的姿态和位置的第一信息，第一通讯装置与第一定位装置电连接，并与中央控制系统2通讯连接；控制器与第一通讯装置电连接，控制器根据第一通讯装置接收到的指令信息，控制自动运输车1的移动和传送机构4的启动；对接设备3包含有第二定位装置5和第二通讯装置(图未示)，第二定位装置5与第二通讯装置电连接，第二定位装置5用于获取包含有对接设备3的姿态和位置的第四信息，第二通讯装置与中央控制系统2通讯连接。

本发明所公开的对接系统，可以实现航空集装器自动运输车1与对接设备3的自动对接，无需人工参与完成取送航空集装器作业，减少了人力成本，提高了对接的精度，缩短了对接的时间，从而提高了作业效率。本发明所公开的自动运输车1中包含有可以获取自动运输车1位置和姿态的第一定位装置，该装置可以是多个安装在自动运输车1上的UWB或GPS设备，也可以是其他的位置和姿态获取设备。

可选地，第一定位装置为两个对角安装的GPS设备，第二定位装置5为两个对角安装的GPS设备。

GPS设备适于在室外使用，适合用于空港的航空集装器8的自动运输车1对接，提高了定位的精度。采用两个对角安装的GPS设备，获取自动运输车两个对角的坐标位置，求解中点即可获得自动运输车中心的位置信息。同时结合自动运输车1的车辆信息，比如长、宽、高度等，即可获得自动运输车四个角的位置信息，进一步可获得自动运输车的当前姿态信息，可在保证获取到自动运输车姿态信息的前提下，减少定位设备的数量，节约了生产成本。对角安装可以减少双向行驶的自动运输车在作业过程中，定位设备被遮挡无法正常工作的情况，保证了作业的稳定性。

可选地，对接系统包括自主对接区域6，自动运输车1在自主对接区域6内自主调整姿态和位置，自主对接区域6包括有姿态调整区域7，控制器根据第一通讯装置接收到的第一指令，控制自动运输车1在姿态调整区域7内进行姿态调整，并控制自动运输车1保持调整后的姿态行驶至对接设备3处。

参考图2所示，设置自主对接区域6，在自主对接区域6内进行对接，有利于整个空港集装器搬运的合理规划，避免多个自动运输车1进行作业时发生碰撞或拥堵，进一步降低了安全风险，提高了整体作业效率。自动运输车1在姿态调整区域7内完成姿态调整，达到与对接设备3姿态一致，有利于减少后续对接进行的时间，避免发生自动运输车已行驶至对接设备附近，但姿态不一致，调整空间小，耗时长，容易碰撞到对接设备等情况。

可选地，传送机构4为滚筒，控制器根据第一通讯装置接收到的第二指令，控制滚筒的转动方向，完成集装器8的放和/或取。

参考图3所示，自动运输车1的传送机构4为滚筒，控制器通过控制滚筒的顺时针转动时，航空集装器8可向对接设备3移动，完成航空集装器8的放置，滚筒逆时针旋转时，自动运输车1可将对接设备3送出的航空集装器8放置到运输车上，完成航空集装器8的获取。因为航空集装器8具有重量重，体积大的特点，采用机械臂等机构进行抓取传送的话则对其性能要求较高，成本较大，且不安全。而采用滚筒结构成本较小，且有利于航空集装器8更加安全地进行取和/或放，降低了安全风险。同时，滚筒结构的设计，使得自动运输车1产生故障时，仍然可以通过人力推动航空集装器8，借助滚筒的转动完成航空集装器8的取和/或放。

进一步可选地，自动运输车1包括有止动机构9，控制器与止动机构9电连接，控制止动机构9的释放和/或复位。

参考图3所示，自动运输车1上设置有止动机构9。止动机构9可以保障在自动运输车1的移动过程中，航空集装器8的稳定存放，避免发生意外掉落，进一步降低了安全风险。

虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种自动运输车的对接方法，其特征在于，对接系统包括自主对接区域，自动运输车，中央控制系统和对接设备，其中，所述自动运输车包含第一定位装置，控制器，第一通讯装置和传送机构；所述对接设备包含第二定位装置和第二通讯装置，所述对接方法包含以下步骤：

所述自动运输车的所述第一定位装置获取包含所述自动运输车的位置和姿态的第一信息；

所述自动运输车的所述第一通讯装置将所述第一信息上传至所述中央控制系统；

所述中央控制系统根据所述第一信息生成第一指令，其中所述第一指令包括控制所述自动运输车行驶至相应的对接等待位以及所述对接设备姿态和位置的指令；

所述自动运输车在所述自主对接区域内的姿态调整区域进行姿态调整，所述自动运输车保持调整后的姿态行驶至所述对接设备处；

所述自动运输车发送第二信息至所述中央控制系统，所述第二信息包括对接准备完毕的信息；

所述中央控制系统根据所述第二信息生成第二指令，所述第二指令包括启动对接的指令；

所述自动运输车根据所述第二指令进行与所述对接设备的对接。

2.如权利要求1所述的对接方法，其特征在于，所述自动运输车在所述自主对接区域内的姿态调整区域进行姿态调整过程的步骤，包括：

所述控制器根据所述第一指令控制所述自动运输车的前轮和后轮通过反对称转向规划转弯路径；

所述自动运输车通过直行和/或转弯在所述姿态调整区域内进行姿态调整。

3.如权利要求1中所述的对接方法，其特征在于，所述自动运输车保持调整后的姿态行驶至所述对接设备处的步骤，包括：

所述控制器根据所述第一指令控制所述自动运输车的前轮和后轮通过对称转向规划靠近所述对接设备的路径；

所述自动运输车通过直行和/或斜行靠近所述对接设备。

4.如权利要求1所述的对接方法，其特征在于，所述自动运输车上设置有止动机构，所述自动运输车根据所述第二指令进行与所述对接设备的对接的步骤，包括

所述第一通讯装置接收所述中央控制系统下发的第二指令；

所述控制器根据所述第二指令控制所述自动运输车的止动机构落下；

所述控制器控制所述传送机构启动，进行航空集装器的取和/或放。

5.如权利要求1所述的对接方法，其特征在于，进一步包括以下步骤：

所述自动运输车完成对接后返回至所述对接等待位；

所述第一通讯装置向所述中央控制系统上传代表对接完成的第三信息；

所述中央控制系统向所述自动运输车下发第三指令；

所述自动运输车的控制器根据所述第三指令控制所述自动运输车离开所述对接等待位。

6.一种自动运输车的对接系统，包括自主对接区域，自动运输车，中央控制系统，对接设备，其特征在于，

所述自动运输车包含有第一定位装置，控制器，第一通讯装置，传送机构，所述第一定位装置用于获取包含有自动运输车的姿态和位置的第一信息，所述第一通讯装置与所述第一定位装置电连接，并与所述中央控制系统通讯连接，所述自动运输车在所述自主对接区域内自主调整姿态和位置；

所述控制器与所述第一通讯装置电连接，所述自主对接区域包括有姿态调整区域，所述控制器根据所述第一通讯装置接收到的第一指令，控制所述自动运输车在所述姿态调整区域内进行姿态调整，并控制所述自动运输车保持调整后的姿态行驶至所述对接设备处，以及控制所述传送机构的启动，；

所述对接设备包含有第二定位装置和第二通讯装置，所述第二定位装置与所述第二通讯装置电连接，所述第二定位装置用于获取包含有对接设备的姿态和位置的第四信息，所述第二通讯装置与所述中央控制系统通讯连接。

7.如权利要求6所述的对接系统，其特征在于，所述第一定位装置为两个对角安装的GPS设备，所述第二定位装置为两个对角安装的GPS设备。

8.如权利要求6-7中任一项所述的对接系统，其特征在于，所述传送机构为滚筒，所述控制器根据所述第一通讯装置接收到的第二指令，控制所述滚筒的转动方向，完成航空集装器的放和/或取。

9.如权利要求8所述的对接系统，其特征在于，所述自动运输车包括止动机构，所述控制器与所述止动机构电连接，控制所述止动机构的释放和/或复位。

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