CN111619590A - 港口运输设备控制系统以及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种港口运输设备控制系统以及控制方法，涉及港口机械领域，用以提高港口运输设备控制的灵活性。该控制系统包括港口运输设备、导航控制系统、行走控制系统以及姿态控制系统。港口运输设备被构造为接收、运输货物。导航控制系统被构造为港口运输设备规划导航路线；行走控制系统安装于港口运输设备且与导航控制系统通信连接，行走控制系统被构造为根据导航路线控制港口运输设备的行走。姿态控制系统安装于港口运输设备，姿态控制系统被构造为控制港口运输设备的姿态。上述控制系统实现了港口运输设备的自动作业，自动化程度高，港口运输设备的控制更加灵活、更加智能。

Description

港口运输设备控制系统以及控制方法

技术领域

本发明涉及港口机械领域，具体涉及一种港口运输设备控制系统以及控制方法。

背景技术

当前无人驾驶港口运输车分为无人驾驶集装箱卡车和无人驾驶平板运输车。无人驾驶港口运输车采用磁钉导航，无人驾驶港口运输车的导航控制器与港口的码头操作系统(Terminal Operating System,简称TOS))对接。为了实现无人驾驶港口运输车的导航，需要在建厂初期在道路内预埋磁钉。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：港口长时间使用后，道路会因多种情况被破坏，这可能会导致磁钉损坏或失效，从而导致导航失败。另外，采用磁钉导航，其导航路径相对固定，无人驾驶港口运输车自动行驶的灵活性差，不满足实际使用需求。

发明内容

本发明提出一种港口运输设备控制系统以及控制方法，用以提高港口运输设备控制的灵活性。

本发明一些实施例提供一种港口运输设备控制系统，包括：

港口运输设备，被构造为接收、运输货物；

导航控制系统，被构造为港口运输设备规划导航路线；

行走控制系统，安装于所述港口运输设备且与所述导航控制系统通信连接，所述行走控制系统被构造为根据导航路线控制港口运输设备的行走；以及

姿态控制系统，安装于所述港口运输设备，所述姿态控制系统被构造为控制所述港口运输设备的姿态。

在一些实施例中，港口运输设备控制系统还包括：

障碍检测系统，安装于所述港口运输设备且与所述姿态控制系统通信连接，所述障碍检测系统被构造为检测所述港口运输设备的导航路线上是否存在障碍。

在一些实施例中，所述港口运输设备包括：

悬架；

转向驱动器；

多组车轮，安装于所述悬架，每组所述车轮都安装有所述转向驱动器，各所述转向驱动器与所述姿态控制系统电连接；

动力系统，安装于所述悬架，且被构造为驱动其中一些所述车轮行走，所述动力系统与所述行走控制系统电连接；以及

制动系统，安装于所述悬架，且被构造为制动其余的所述车轮，所述制动系统与所述行走控制系统电连接。

在一些实施例中，所述动力系统包括两套，所述车包括四组车轮，两套所述动力系统沿着所述悬架的对角线安装布置，以驱动所述四组车轮中的两组。

在一些实施例中，所述制动系统包括两套，两套所述制动系统沿着所述车的另一对角线安装布置，以驱动所述四组车轮中的另外两组。

在一些实施例中，所述车轮包括多组，各组所述车轮被构造为独立转向控制。

在一些实施例中，所述导航控制系统被构造为采用GPS导航或者北斗星定位导航。

在一些实施例中，所述导航控制系统包括：

激光雷达，安装于所述港口运输设备，以确定所述港口运输设备的位置；和/或

摄像头，安装于所述港口运输设备，以确定所述港口运输设备的位置。

本发明又一些实施例提供一种港口运输设备控制方法，包括以下步骤：

根据导航线路运行港口运输设备；

判断所述导航线路上是否存在障碍，如果存在障碍，根据障碍类型和设定策略更改所述港口运输设备的运行状态以避开所述障碍；其中，所述设定策略包括以下其中一种：改变所述港口运输设备的姿态、所述港口运输设备停车。

在一些实施例中，所述港口运输设备的姿态包括以下：直行模式、横行模式、摆头模式、斜行模式、中心回转模式、摆尾模式、八字模式、前半八字模式和后八字模式。

在一些实施例中，所述障碍类型为以下其中之一：车道内存在障碍物、车道变窄。

在一些实施例中，所述根据设定策略更改所述港口运输设备的运行状态以避开所述障碍的步骤包括：

判断所述障碍类型；

如果障碍类型为车道内存在障碍物，变换所述港口运输设备的车道，以躲避障碍物；

避开障碍物后，恢复到原车道运行。

在一些实施例中，所述根据设定策略更改所述港口运输设备的运行状态以避开所述障碍的步骤包括：判断所述障碍类型；

如果障碍类型为车道内存在障碍物，停止所述港口运输设备；

障碍物消除后，重新启动所述港口运输设备。

在一些实施例中，所述根据设定策略更改所述港口运输设备的运行状态以避开所述障碍的步骤包括：

判断所述障碍类型；

如果障碍类型为车道变窄，变换所述港口运输设备的姿态，以适应车道的尺寸。

在一些实施例中，港口运输设备控制方法还包括以下步骤：

判断是否存在碰撞危险，如果存在碰撞危险，则发出报警信号和/或停止所述港口运输设备。

在一些实施例中，港口运输设备控制方法还包括以下步骤：

如果存在急转弯，则将所述港口运输设备的姿态调节为以下其中一种模式：八字模式、前半八字模式和后八字模式。

上述技术方案提供的港口运输设备控制系统，具有姿态控制系统、行走控制系统和导航控制系统，通过这些系统共同控制港口运输设备，所以多个不仅可以设定导航路线，还可以判断故障以及躲避障碍，上述控制方法实现了港口运输设备的自动作业，自动化程度高，港口运输设备的控制更加灵活、更加智能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1a～图1i为本发明一些实施例提供的港口运输设备各种姿态示意图；

图2为本发明一些实施例提供的港口运输设备控制系统示意图；

图3为本发明一些实施例提供的港口运输设备控制原理示意图；

图4为本发明一些实施例提供的港口运输设备控制系统各部件连接关系示意图；

图5为本发明一些实施例提供的港口运输设备控制系统的整体原理示意图；

图6为本发明一些实施例提供的港口运输设备控制方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合图1a～图6对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1a至图5，本发明实施例提供一种港口运输设备控制系统，包括港口运输设备1、导航控制系统2、行走控制系统3以及姿态控制系统4。

港口运输设备1作为被控制的对象，是导航控制系统2、行走控制系统3以及姿态控制系统4的目标对象。港口运输设备1比如为无人驾驶车、AGV等。港口运输设备1的运行模式有以下几种：直行模式、横行模式、摆头模式、斜行模式、中心回转模式、摆尾模式、八字模式、前半八字模式和后八字模式。以港口运输设备1具有四组前车轮13、两组后车轮13为例，详细介绍各种模式。

所谓直行模式，是指港口运输设备1的前轮131和后轮132都不偏转，前后车轮13和前进方向都与车体的长度方向L相同，如图1a示意的。

所谓横行模式，是指港口运输设备1的前轮131和后轮132都偏转90°，前后车轮13和前进方向都与车体的长度方向L垂直，如图1b示意的，此模式下车辆可以很方便地变换车道，并且前后车距比较小(比如小于50cm)的情形下。另外，在车道有些窄的时候，也可以通过横向模式改变港口运输设备1在车道中的位置，使得港口运输设备1位于车道的正中间。

所谓摆头模式，是指只有车辆的两组前轮131偏转，并且两组前轮131的偏转方向相反，两组后轮132不偏转，如图1c示意的。此模式下，对应车道极其窄的情况。

所谓斜行模式，是指车辆的两组前轮131和两组后轮132均偏转，并且两组前轮131和两组后轮132的偏转方向相同，港口运输设备1的四组车辆呈平行状态，如图1d示意的。此模式下，对应车辆横向变道，并且车距比较大的情形下。斜行模式下，港口运输设备1的车轮13的倾斜角有上限值，比如为40°，需要根据该倾斜角确定实时位置是否满足斜行要求。

所谓中心回转模式，是指车辆的两组前轮131和两组后轮132均偏转，并且两组前轮131的偏转方向相反，两组后轮132的偏转方向相反，处于对角线上的前轮131和后轮132大致平行，如图1e示意的。此模式下，对应车道极其窄的情况。

所谓摆尾模式，是指只有车辆的两组后轮132偏转，并且两组后轮132的偏转方向相反，两组前轮131不偏转，如图1f示意的。此模式下，对应车道极其窄的情况。

上文介绍的摆头模式、摆尾模式、中心回转模式三者可以根据具体应用场景择一选择。

所谓八字模式，是指车辆的两组前轮131偏转方向相同，两组后轮132的偏转方向相同，并且前轮131和后轮132的偏转方向相反，如图1g示意的。此模式下，对应港口运输设备1的转弯操作。

所谓前半八字模式，是指车辆的两组前轮131偏转方向相同，两组后轮132不偏转，如图1h示意的。此模式对应港口运输设备1车轮13且转弯情况下，港口运输设备1距离车道边缘小于设定值(比如20cm)。

所谓后八字模式，是指车辆的两组后轮132偏转方向相同，两组前轮131不偏转，如图1i示意的。此模式对应港口运输设备1车轮13后退且转弯情况下，港口运输设备1距离车道边缘小于设定值(比如20cm)。

导航控制系统2被构造为港口运输设备1确定导航路线。导航控制系统2采用导航等定位技术完成无人驾驶操作控制任务的系统。以港口运输设备1工作中最常见的一种工作模式：去栈桥准备接货、接货、将货物存放到位三个过程为例，详细介绍对港口运输设备1的控制过程。港口运输设备1的工作过程如下：港口运输设备1停放在某个设定位置，当接收到接货信号后，导航控制系统2根据接收到的接货信号里的栈桥位置信息以及港口运输设备1当前的位置的信息，计算得到港口运输设备1的导航路线。随后，导航控制系统2将该导航路线传输至行走控制系统3，行走控制系统3安装于港口运输设备1且与导航控制系统2通信连接，行走控制系统3被构造为控制港口运输设备1的行走。行走控制系统3具体控制港口运输设备1的运行速度等参数以及是否刹车。行走控制系统3控制港口运输设备1运行至栈桥位置。

在港口运输设备1按照导航路线行进的过程中，导航控制系统2实时检测港口运输设备1当前位置前方的导航路线上的道路情况。如果导航路线上有可能会出现障碍，障碍比如为车道堵塞、车道变窄、急转弯等。此时，港口运输设备1可能需要改变自身的行驶状态，以适应目前的路况。

姿态控制系统4安装于港口运输设备1且与行走控制系统3通信连接，姿态控制系统4被构造为控制港口运输设备1的姿态。姿态控制系统4用于改变港口运输设备1的运行模式。在出现障碍时，根据障碍的类型，确定港口运输设备1选择上述九种模式中的哪一种。

当港口运输设备1按照上述的控制策略到达目的地之后，港口运输车承接栈桥处运输船/运输车上吊下的货物。在接货之前，需要精准定位港口运输设备1的位置。导航控制系统2所包括的定位装置精准定位港口运输设备1的位置，如果港口实时位置与预设的精准接货位置有一定误差，则调节港口运输设备1的位置，直至港口运输设备1精准定位。此处所指的精准定位，不仅包括港口运输设备1的位置满足要求，也包括港口运输设备1的朝向等满足要求。

港口运输设备1接到货物之后，导航控制系统2根据货物自带的条码信息计算该货物所需要存放的位置，随后导航控制系统2根据货物需要存放的位置信息以及港口运输设备1当前的位置，再规划一条存货导航线路。港口运输设备1沿着存货导航线路运行过程中，依然遵照上文介绍的判断方法，在存货导航路线上出现障碍时，判断躲避障碍的策略。

为了便于识别导航路径上是否存在障碍，港口运输设备控制系统还包括障碍检测系统5，障碍检测系统5与姿态控制系统4通信连接，且被构造为检测港口运输设备1的导航路线上是否存在障碍。障碍检测系统5比如采用高清摄像头拍摄港口运输设备1实时位置周围的照片，通过照片判断是否存在障碍。高清摄像头可以有多个，多个高清摄像头安装在港口运输设备1的不同位置，以采用在港口运输设备1周围360°的信息。或者，障碍检测系统5采用雷达检测港口运输设备1周围是否有障碍。高清摄像头采集到的信息还可以用于定位港口运输设备1的实时位置。

在一些实施例中，港口运输设备1包括悬架11、车轮13、动力系统14以及制动系统15。车轮13安装于悬架11。动力系统14安装于悬架11，动力系统14被构造为驱动车轮13行走。制动系统15安装于悬架11，制动系统15被构造为制动车轮13。车辆的制动控制系统采用液压制动，分行车制动和驻车制动，整车控制器通过检测当前制动系统15的压力，能够自动将制动压力控制在12MPa到16MPa之间，通过控制制动系统15泵站电机的启停来实现此功能。驻车制动为开关电磁阀，行车制动为开关阀和行车制动比例电磁阀，通过整车控制器的PWM输出可变的电压给比例电磁阀，改变比例阀的开度最终实现行车制动的不同刹车力矩。

车轮13为多组，在本文介绍的一些实施例中，每组车轮13是独立的，也就是说两组前轮131之间没有联动车轴。车轮13具有两组动作，其一为正常行走和制动，该动作由行走控制系统3控制。其二为转向，即姿态调节，由姿态控制系统4控制。以港口运输设备1具有四组车轮13为例，每组车轮13都配套设置有转向驱动器12，四个转向驱动器12都与姿态控制系统4连接。转向驱动器12采用伺服驱动器驱动伺服电机从而带动涡轮蜗杆机构来实现全轮独立转向，使得港口运输设备1具有多种转向模式，车轮13具有多种姿态，可以根据实际情况选择所需要的姿态。

各组车轮13是独立的，一方面使得各个车轮13的被独立驱动行走，整个港口运输设备1的车轮13可以具有两个驱动轮、两个从动轮。两个驱动轮比如左前轮131、右后轮132呈对角线的方式布置，动力系统14包括驱动马达或者轮边驱动电机，采用两套动力系统14驱动这两个驱动轮。轮边驱动电机采用混合动力LNG发动机和动力电池作为动力源。在电池电量充足时，直接采用动力电池驱动。在电池电量不足时，采用混合动力LNG发动机发电，以实现对动力电池充电。当然，动力电池还配备有直接连接充电桩的充电接口。

为了增加动力电池工作的可靠性，采用BMS(电池管理系统)和电池热管理控制电池的状态，判断动力电池发热是否满足要求，是否需要充电等情况。

制动系统15包括刹车片以及刹车片驱动器等。制动系统15安装在另外两组从动轮上。

另一方面使得各个车轮13的姿态能够独立控制，也就是各个车轮13是独立转向的。一个车轮13转向并不必然引起另一个车轮13转向。这种设置方式，使得港口运输设备1的姿态可以非常丰富，具有上文介绍的九种模式。

上文介绍的行走控制系统3与动力系统14的驱动马达驱动连接，以控制驱动马达是否转达、转达速度等参数。另外，行走控制系统3还与制动系统15的刹车片驱动器驱动连接。以在需要制动时，抱死车轮13。

在一些实施例中，动力系统14包括两套，车包括四组车轮13，两套动力系统14沿着悬架11的对角线安装布置，以驱动四组车轮13中的两组。比如动力系统14安装在左前轮131、右后轮132上。左前轮131和右后轮132在悬架11上以对角线的方式布置。所谓的对角线是指四组车轮13组成的矩形行走的对角线。

在一些实施例中，制动系统15包括两套，两套制动系统15沿着车的另一对角线安装布置，以驱动四组车轮13中的另外两组。比如制动系统15安装在右前轮131、左后轮132上。

在一些实施例中，导航控制系统2被构造为采用GPS导航或者北斗星定位导航。

在一些实施例中，导航控制系统2包括激光雷达和摄像头中的至少一种。激光雷达安装于港口运输设备1，以确定港口运输设备1的位置。摄像头安装于港口运输设备1，以确定港口运输设备1的位置。摄像头为高清摄像头。

在一些实施例中，导航控制系统2还包括防撞雷达，防撞雷达用于在港口运输设备1距离周围环境内的部件的距离小于设定值时发出报警信号和/或停止港口运输设备1，以提高行驶安全性。

在一些实施例中，港口运输设备控制系统还包括遥控器，操作人员通过遥控器可以控制港口运输设备1的运行状态、姿态等参数。

在一些实施例中，港口运输设备控制系统还包括显示屏，显示屏用于现实港口运输设备1的目前位置信息、载货信息以及所在位置的周围信息等。

下面介绍一些具体的实施例。

港口运输设备控制系统包括以下几部分：港口运输设备1、导航控制系统2、行走控制系统3以及姿态控制系统4。港口运输设备1带有整体控制器。导航控制系统2、行走控制系统3以及姿态控制系统4共同作为无人驾驶智能控制的一部分，该部分有一个整体的无人驾驶智能控制器。

整车控制器负责与电机控制器19、发电机控制器18、、DCDC(直流电压变换器)、转向用伺服驱动器、编码器通过CAN总线连接，并通过整车控制器的开关量和模拟量接口来控制车辆液压制动系统15。检测制动系统15状态、检测悬挂系统压力等。

导航控制系统2也和整车控制器实现CAN总线连接，通过无人驾驶工控机根据接收TOS系统指令和当前传感器检测的路况信息、定位信息。发出具体的开车指令给整车控制器，整车控制器经过程序计算出所需的速度、转向和刹车等指令信息。

下面详细介绍港口运输设备1的各个部件。

1)两套二合一轮边电机控制器。港口运输设备1共有四组车轮13，每组车轮13有两个轮子。四组车轮13中有两组为主动轮，另外两组为从动轮。一组中的每个轮子都单独配备有轮边电机控制器，所以每组车轮13需要二合一轮边电机控制器。整个港口运输设备1具有两组主动轮，共需要两套二合一轮边电机控制器。两套二合一轮边电机控制器用来驱动与主动轮配套的4台轮边电机。该轮边电机为永磁同步发卡电机。电机控制器内含有电机驱动的主回路和控制回路，控制回路采用CAN2.0B通信协议与外界控制器进行通信。

2)四台伺服驱动器。四台伺服驱动器用来驱动控制4台伺服电机，实现4个车轮13悬挂系统的独立转向控制。该伺服驱动器分主回路和控制回路，主回路采用电池组直流母线直接供电，控制回路供电为24V专用稳压电源，以确保控制系统的稳定。控制回路采用CANOPEN通信协议与外部控制器进行通信。

3)发电机控制器和DCDC(直流变直流)电压转换模块。发电机控制器将通过LNG发动机拖动的永磁同步发电机发出的三相交流电逆变为直流电，用来给电池充电，电池提供供电机驱动和转向所需要的动力。DCDC模块将蓄电池和发电机控制器输出的高压直流电转换为28V直流电用于为24V蓄电池充电并提供整车的弱电系统供电。混合动力车同时有发电机和天然气发动机。采用发电机控制器和DCDC(直流变直流)电压转换模块可以给电池充电，以增加续航里程。

4)电池组及高压配电箱模块。电池组用来储存发电机的供电和提供给整车行走驱动和转向的电能。高压配电箱负责完成将电池组输出的高压电输出给各个用电系统。并将发电机控制器和外部充电机的电分配到电池组中。高压配电箱具有绝缘检测和高压上电前的预充电功能。并与电池组的BMS(电池管理系统)进行通信，具有高压检测和继电器保护功能。

5)整车控制器和低压供配电控制系统。整车控制器为整车动作的底层控制程序。用来接收遥控器或者无人驾驶导航系统发出的指令，采集数字量和模拟量传感器的信号，根据整车逻辑将控制命令通过CAN总线发给电机控制器、伺服驱动器、发电机控制器、LNG发动机等和继电器控制电路来实现相应的驱动、转向、制动、灯喇叭等的动作控制。低压供配电系统给24V的电机及电机控制器冷却散热系统、发动机冷却散热系统、电池组冷却散热系统、制动泵站及电磁阀、自动润滑系统、导航系统以及一些检测传感器供电。

下面介绍无人驾驶控制系统的各部分。

无人驾驶导航控制系统2包括防撞雷达、激光雷达、GPS定位模块，高清定位摄像机、5G无线传输模块，工控机、交换机等组成。防撞雷达用于判断港口运输设备1是不是与周围部件距离太近。激光雷达用于扫描周围状况，以生成三维地图，以实现实时定位。GPS定位模块和激光雷达的功能部分重叠，这样就能更大限度地降低GPS信号弱导致的无法定位现象的发生。高清定位摄像机可以实现精准拍摄港口运输设备1的位置。工控机用于和整车控制器数据交互。

工控机将采集到的各个信号综合处理运算，并通过5G无线网络与中央控制室的TOS系统(码头管理系统)实时对接，接收控制任务并形成最佳控制路径，最佳运行姿态，安全可靠精确的完成指定集装箱的转移作业。

由于上述组成部分所使用的电气元器件所支持的CAN协议的不同(分为CAN2.0B和CANOPEN两种协议)，以及总线的数据载流量的限制，各个部件形成的CAN总线拓扑结构参见图4所示，附图4中有两条支持CAN2.0B协议的CAN网络和一条CANOPEN协议的CAN网络。

港口运输设备控制方法的控制原理如下：通过遥控器或者无人驾驶实现操作控制，通过遥控器上的选择开关在遥控器和无人驾驶模式间进行切换。遥控器主要用于非施工区域，车辆维护，调试等过程的人工介入，以弥补无人驾驶模式的不足。

无人驾驶模式用于集装箱运输作业。目前以GPS或北斗卫星定位+惯性导航技术，激光雷达和高清摄像头识别探测周围环境与车身距离，通过5G网络技术实现远程调度系统的交互。

上述技术方案车辆自身具有的多种转向模式，通过工控机对获取的各种信息进行综合的分析判断，得出最优的路径和灵活的行驶模式。港口运输设备控制系统可以自学习自积累的控制算法，能够不断的识别环境状态及其变化，并作出相应的记录存储，更新三维地图，并对车辆行驶过程中的状态进行分析，对于车速控制进行优化，能够根据不同的路况状况选择合理的行驶速度和跟车距离。具有故障自诊断、自识别，自适应功能，单一传感器出现故障时不影响正常行车。实现灵活和最优化的目的。满足港口集装箱安全性、精确性、灵活性、效率最优的控制目标。

如上文介绍的，整车控制程序可分为两大部分，底盘控制程序和无人驾驶上位机控制程序。

底盘控制程序实现车辆的基本行走，转向，制动指示等作业，并提供与遥控器和无人驾驶控制之间的命令输入控制及状态返回程序。

行走控制由遥控器或无人驾驶控制器通过总线发送给整车控制器转速指令和加速度指令，整车控制器通过速度闭环控制输出转矩指令给电机控制器。由电机控制器将直流电压转换成频率和幅值可变的交流电压输出给永磁同步电机实现电机的速度和扭矩控制。

整车控制器含有差速控制算法，在车辆具有转向角度时可以分配不同的速度给内侧和外侧的驱动电机，保证在转弯过程中的差速控制。

转向系统通过遥控器或无人驾驶控制器提供转向角度和角度的加速度，通过转向角度闭环控制器输出实时的伺服电机的给定速度值给伺服驱动器，伺服驱动器通过内部的算法转化成电压幅值和频率可变的交流电压信号给伺服电机，通过伺服电机减速机和涡轮蜗杆传动实现车辆转向角度和速度的控制。

伺服电机本身带有增量式编码器，可以实时测量电机的转速，另外涡轮蜗杆回转减速机带有多圈绝对式编码器，能实时的将当前的转向角度发送给整车控制器实现闭环控制。

无人驾驶上位机控制程序主要实现TOS系统对接，接收码头集装箱调度系统分配的转运集装箱任务；导航控制系统2用于获取精确的车辆位置和目标位置，并根据所接收的任务确定出最优的行驶路线。

场桥岸桥精确对位控制通过激光雷达获取和场桥岸桥的相对位置实现，通过控制港口运输设备1行驶，保证精确的对位。

激光雷达监测车身行驶方向或转弯方向可能会遇到的障碍物，及时减速或刹车，完成安全避障功能。

另外，对于狭窄区域和道路车辆路况复杂的情况，可以根据任务情况选择不同的转向模式，完成斜行变道、横行变道、摇头、摆尾或中心回转等功能，保证安全顺利通过复杂路况。

本发明实施例提供得港口运输设备控制系统的操作方式为遥控器操作方式、无人驾驶操作方式两种模式。遥控器操作由人员操作来完成，无人驾驶操作由无人驾驶系统来完成，均能实现车辆前进、后退和各种转向模式，并有精确对位的位置模式等功能。

上述技术方案，提供了一种结构简单、灵活性好、故障率低的，可靠性高、经济性好、智能化程度高的港口运输设备控制系统，有利于实现智能自动化集装箱码头。

参见图6，本发明实施例提供一种港口运输设备控制方法，可以采用上述任意实施例提供的港口运输设备控制系统实现。该港口运输设备控制方法包括以下步骤：

步骤S10、根据导航线路运行港口运输设备1。

具体可以采用以下方式确定导航路线：根据港口运输设备1的实时位置和目标位置，规划计算导航路线。目标位置信息可以以下发的方式传输给导航控制系统2；或者，利用导航控制系统2自带的高清摄像头、二维码扫描仪等设备扫描货物上的信息，根据货物信息查询预存的位置信息来确定目标信息。港口运输设备1的实时位置可以采用GPS定位、北斗星定位等多种方式。港口运输设备控制方法采用当前最先进的导航控制系统2和传感器，利用激光雷达和GPS导航系统建立一个三维的地图，实际行驶路线的定位通过GPS和三维地图共同实现，无需道路铺设磁钉，最终形成适应绿色港口建设的高精度，绿色智能化的港口运输设备1。

步骤S20、判断导航线路上是否存在障碍，如果存在障碍，根据障碍类型和设定策略更改港口运输设备1的运行状态以避开障碍。其中，设定策略包括以下其中一种：改变港口运输设备1的姿态、港口运输设备1停车。

在一些实施例中，港口运输设备1的姿态包括以下：八字模式、半八字模式、斜行模式、横行模式、摆头模式、转向模式。各个模式的具体内容请参见上文介绍的，此处不再赘述。

在一些实施例中，障碍类型为以下其中之一：车道内存在障碍物、车道变窄。

根据障碍的类型，可以采用不同的躲避障碍的策略。具体方式如下：

如果障碍类型为车道内存在障碍物，变换港口运输设备1的车道，以躲避障碍物；避开障碍物后，恢复到原车道运行。

如果障碍类型为车道内存在障碍物，停止港口运输设备1；障碍物消除后，重新启动港口运输设备1。

如果障碍类型为车道变窄，变换，改变港口运输设备1的姿态，以适应车道。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (16)

1.一种港口运输设备控制系统，其特征在于，包括：

港口运输设备(1)，被构造为接收、运输货物；

导航控制系统(2)，被构造为港口运输设备(1)规划导航路线；

行走控制系统(3)，安装于所述港口运输设备(1)且与所述导航控制系统(2)通信连接，所述行走控制系统(3)被构造为根据导航路线控制港口运输设备(1)的行走；以及

姿态控制系统(4)，安装于所述港口运输设备(1)，所述姿态控制系统(4)被构造为控制所述港口运输设备(1)的姿态。

2.根据权利要求1所述的港口运输设备控制系统，其特征在于，还包括：

障碍检测系统(5)，安装于所述港口运输设备(1)且与所述姿态控制系统(4)通信连接，所述障碍检测系统(5)被构造为检测所述港口运输设备(1)的导航路线上是否存在障碍。

3.根据权利要求1所述的港口运输设备控制系统，其特征在于，所述港口运输设备(1)包括：

悬架(11)；

转向驱动器(12)；

多组车轮(13)，安装于所述悬架(11)，每组所述车轮(13)都安装有所述转向驱动器(12)，各所述转向驱动器(12)与所述姿态控制系统(4)电连接；

动力系统(14)，安装于所述悬架(11)，且被构造为驱动其中一些所述车轮(13)行走，所述动力系统(14)与所述行走控制系统(3)电连接；以及

制动系统(15)，安装于所述悬架(11)，且被构造为制动其余的所述车轮(13)，所述制动系统(15)与所述行走控制系统(3)电连接。

4.根据权利要求3所述的港口运输设备控制系统，其特征在于，所述动力系统(14)包括两套，所述车包括四组车轮(13)，两套所述动力系统(14)沿着所述悬架(11)的对角线安装布置，以驱动所述四组车轮(13)中的两组。

5.根据权利要求4所述的港口运输设备控制系统，其特征在于，所述制动系统(15)包括两套，两套所述制动系统(15)沿着所述车的另一对角线安装布置，以驱动所述四组车轮(13)中的另外两组。

6.根据权利要求3所述的港口运输设备控制系统，其特征在于，所述车轮(13)包括多组，各组所述车轮(13)被构造为独立转向控制。

7.根据权利要求1所述的港口运输设备控制系统，其特征在于，所述导航控制系统(2)被构造为采用GPS导航或者北斗星定位导航。

8.根据权利要求1所述的港口运输设备控制系统，其特征在于，所述导航控制系统(2)包括：

激光雷达，安装于所述港口运输设备(1)，以确定所述港口运输设备(1)的位置；和/或

摄像头，安装于所述港口运输设备(1)，以确定所述港口运输设备(1)的位置。

9.一种港口运输设备控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据导航线路运行港口运输设备；

判断所述导航线路上是否存在障碍，如果存在障碍，根据障碍类型和设定策略更改所述港口运输设备的运行状态以避开所述障碍；其中，所述设定策略包括以下其中一种：改变所述港口运输设备的姿态、所述港口运输设备停车。

10.根据权利要求9所述的港口运输设备控制方法，其特征在于，所述港口运输设备的姿态包括以下：直行模式、横行模式、摆头模式、斜行模式、中心回转模式、摆尾模式、八字模式、前半八字模式和后八字模式。

11.根据权利要求9所述的港口运输设备控制方法，其特征在于，所述障碍类型为以下其中之一：车道内存在障碍物、车道变窄。

12.根据权利要求9所述的港口运输设备控制方法，其特征在于，所述根据设定策略更改所述港口运输设备的运行状态以避开所述障碍的步骤包括：

判断所述障碍类型；

如果障碍类型为车道内存在障碍物，变换所述港口运输设备的车道，以躲避障碍物；

避开障碍物后，恢复到原车道运行。

13.根据权利要求9所述的港口运输设备控制方法，其特征在于，所述根据设定策略更改所述港口运输设备的运行状态以避开所述障碍的步骤包括：判断所述障碍类型；

如果障碍类型为车道内存在障碍物，停止所述港口运输设备；

障碍物消除后，重新启动所述港口运输设备。

14.根据权利要求9所述的港口运输设备控制方法，其特征在于，所述根据设定策略更改所述港口运输设备的运行状态以避开所述障碍的步骤包括：

判断所述障碍类型；

如果障碍类型为车道变窄，变换所述港口运输设备的姿态，以适应车道的尺寸。

15.根据权利要求9所述的港口运输设备控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

判断是否存在碰撞危险，如果存在碰撞危险，则发出报警信号和/或停止所述港口运输设备。

16.根据权利要求9所述的港口运输设备控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：

如果存在急转弯，则将所述港口运输设备的姿态调节为以下其中一种模式：八字模式、前半八字模式和后八字模式。

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