CN112874512A - 一种港口无人集卡的停车方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种港口无人集卡的停车方法及系统，获取任务指令，当无人集卡驶入行驶路径中的集装箱可识别范围时，通过安装在车头上的激光雷达获取无人集卡与放置在挂车的集装箱的当前相对位置信息，根据当前相对位置信息、装卸箱任务类型和集装箱标定放置位置，确定无人集卡距离停车终点的第一纵向距离，当第一纵向距离不大于停车误差允许范围时，控制无人集卡停车。本发明由于预先确定了集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时的集装箱标定放置位置，因此根据无人集卡和集装箱的当前相对位置和集装箱标定放置位置，可实现对无人集卡的精准停车，整个停车过程无需人为干预，节省了人力和停车时间，提高了无人集卡的作业效率。

Description

一种港口无人集卡的停车方法及系统

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，更具体的说，涉及一种港口无人集装箱卡车(简称无人集卡)的停车方法及系统。

背景技术

目前，随着全自动化港口的发展，无人集卡因其无需对环境进行任何改造，可以全天候24h高效率工作而逐渐受到港口的青睐，港口需要进行集装箱装货或卸货时通过港口管理系统进行任务下单，管理系统根据任务订单信息指派无人集卡前往订单中集装箱装/卸货站点，配合龙门吊等设备进行集装箱的装/卸货。为保证集装箱装卸货的顺利进行，通常对无人集卡的停车精度要求较高，即要求无人集卡停在固定区域范围内，否则将增加集装箱装卸过程的难度。

现有技术中，为提高无人集卡的停车精度，最常见的方案是在无人集卡提前制动进入低速行驶后，由驾驶员根据吊具的集卡对位系统(Chassis Positioning System，CPS)输出的CPS值来调整无人集卡的停车位置，CPS值表示当前无人集卡到指定装卸箱位置的距离，CPS值为正值时，需要向前调整停车位置，CPS值为负值时需要倒车调整停车位置，直到CPS值调整为0时表明无人集卡停车到位。当CPS值存在偏差时，无人集卡的停车位置会不准确，此时需吊车司机通过和驾驶员沟通来引导驾驶员微调无人集卡的停车位置。

由此可以看出，现有方案中为实现无人集卡的精准停车，仍然需要人为干预，因此不仅耗费人力，而且无人集卡精准停车时所花费的时间较长，从而影响了无人集卡的作业效率。

发明内容

有鉴于此，本发明公开一种港口无人集卡的停车方法及系统，以实现无人集卡的精准停车，整个停车过程无需人为干预，从而大大节省人力和停车时间，进而提高无人集卡的作业效率。

一种港口无人集卡的停车方法，包括：

获取任务指令，所述任务指令中包括：装卸箱任务类型、停车终点坐标、集装箱标定放置位置和行驶路径，其中，所述集装箱标定放置位置为：集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时的集装箱放置位置；

当无人集卡驶入所述行驶路径的集装箱可识别范围时，通过安装在车头上的激光雷达获取所述无人集卡与放置在挂车的集装箱的当前相对位置信息；

根据所述当前相对位置信息、所述任务类型和所述集装箱标定放置位置，确定所述无人集卡距离停车终点的纵向距离，记为第一纵向距离；

当所述第一纵向距离不大于停车误差允许范围时，控制所述无人集卡停车。

可选的，所述根据所述当前相对位置信息、所述任务类型和所述集装箱标定放置位置，确定所述无人集卡距离所述停车终点坐标的第一纵向距离，具体包括：

根据如下公式确定所述第一纵向距离，

D＝丨(d_0测—d_0标)—(d_2测—d_2标)丨；

式中，D为所述第一纵向距离，d_0测为实际装卸箱精准停车过程中，由安装在所述无人集卡的车头上的侧激光雷达实时检测d₀的取值，d₀为所述侧激光雷达测量的集装箱前端面和所述侧激光雷达安装位置的纵向距离，d_2测为实际装卸箱精准停车过程中，由安装在所述无人集卡的车头上的后激光雷达实时检测d₂的取值，d₂为所述后激光雷达测量的集装箱前端面和所述后激光雷达安装位置的纵向距离，d_0标为预先实车标定集装箱和所述无人集卡的挂车中心对齐时d₀的取值，d_2标为预先实车标定集装箱和所述无人集卡的挂车中心对齐时d₂的取值，所述集装箱标定放置位置包括d_0标和d_2标，当所述任务类型为装箱时，d_2测＝d_2标。

可选的，还包括：

当所述第一纵向距离不大于第一预设距离且不小于第二预设距离时，控制无人集卡进入制动能量回收模式，并将车速减速至预设低速区间范围；

其中，所述第二预设距离小于所述第一预设距离，所述制动能量回收模式为：所述无人集卡的制动模式由初始的纯机械制动模式，通过逐渐降低机械制动且同时逐渐升高电机制动，逐渐过渡为纯电机制动模式。

可选的，在所述制动能量回收模式下，所述无人集卡的制动力分配原则如下：

F_电＝k₁·k₂·k₃·k₄·F_All；

式中，F_电为电机所需制动力，k₁为根据制动强度大小和车速确定的制动力分配系数，k₂为根据集卡载荷和车速确定的制动力分配系数，k₃为根据电池SOC确定的制动力分配系数，k₄为根据电机故障等级确定的制动力分配系数，F_All为车辆所需制动力。

可选的，还包括：

当所述第一纵向距离小于所述第二预设距离，且所述无人集卡未进入所述停车误差允许范围内时，控制所述无人集卡的电机切换至转速模式，并控制所述无人集卡按照预设低速行驶。

可选的，在所述获取任务指令后，还包括：

根据所述停车终点坐标和自身定位信息确定所述无人集卡距离所述停车终点的纵向距离，记为第二纵向距离；

当所述第二纵向距离大于第一预设距离时，控制所述无人集卡按照期望车速正常行驶。

一种港口无人集卡的停车系统，包括：

指令获取单元，用于获取任务指令，所述任务指令中包括：装卸箱任务类型、停车终点坐标、集装箱标定放置位置和行驶路径，其中，所述集装箱标定放置位置为：集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时的集装箱放置位置；

位置信息获取单元，用于当无人集卡驶入所述行驶路径的集装箱可识别范围时，通过安装在车头上的激光雷达获取所述无人集卡与放置在挂车的集装箱的当前相对位置信息；

第一纵向距离确定单元，用于根据所述当前相对位置信息、所述装卸箱任务类型和所述集装箱标定放置位置，确定所述无人集卡距离停车终点的纵向距离，记为第一纵向距离；

停车控制单元，用于当所述第一纵向距离不大于停车误差允许范围时，控制所述无人集卡停车。

可选的，还包括：

回收模式控制单元，用于当所述第一纵向距离不大于第一预设距离且不小于第二预设距离时，控制无人集卡进入制动能量回收模式，并将车速减速至预设低速区间范围；

其中，所述第二预设距离小于所述第一预设距离，所述制动能量回收模式为：所述无人集卡的制动模式由初始的纯机械制动模式，通过逐渐降低机械制动且同时逐渐升高电机制动，逐渐过渡为纯电机制动模式。

可选的，还包括：

模式切换单元，用于当所述第一纵向距离小于所述第二预设距离，且所述无人集卡未进入所述停车误差允许范围内时，控制所述无人集卡的电机切换至转速模式，并控制所述无人集卡按照预设低速行驶。

可选的，还包括：

第二纵向距离确定单元，用于在所述指令获取单元获取任务指令后，根据所述停车终点坐标和自身定位信息确定所述无人集卡距离所述停车终点的纵向距离，记为第二纵向距离；

车速控制单元，用于当所述第二纵向距离大于第一预设距离时，控制所述无人集卡按照期望车速正常行驶。

从上述的技术方案可知，本发明公开了一种港口无人集卡的停车方法及系统，获取任务指令，任务指令中包括装卸箱任务类型、停车终点坐标、集装箱标定放置位置以及行驶路径，当无人集卡驶入行驶路径的集装箱可识别范围时，通过安装在车头上的激光雷达获取无人集卡与放置在挂车的集装箱的当前相对位置信息，根据当前相对位置信息、装卸箱任务类型和集装箱标定放置位置，确定无人集卡距离停车终点的第一纵向距离，当第一纵向距离不大于停车误差允许范围时，控制无人集卡停车。本发明通过安装在无人集卡上的激光雷达获取无人集卡和集装箱的当前相对位置，由于预先确定了集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时的集装箱标定放置位置，因此，根据无人集卡和集装箱的当前相对位置和集装箱标定放置位置，也即“箱对箱”策略，实现对无人集卡的精准停车，整个停车过程无需人为干预，从而大大节省了人力和停车时间，进而提高了无人集卡的作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据公开的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种港口无人集卡的停车方法流程图；

图2为本发明公开的一种港口无人集卡在实现精准停车时的示意图；

图3为本发明公开的一种港口无人集卡的整个精准停车过程示意图；

图4为本发明实施例公开的一种港口无人集卡的停车系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种港口无人集卡的停车方法及系统，获取任务指令，任务指令中包括装卸箱任务类型、停车终点坐标、集装箱标定放置位置以及行驶路径，当无人集卡驶入行驶路径的集装箱可识别范围时，通过安装在车头上的激光雷达获取无人集卡与放置在挂车的集装箱的当前相对位置信息，根据当前相对位置信息、装卸箱任务类型和集装箱标定放置位置，确定无人集卡距离停车终点的第一纵向距离，当第一纵向距离不大于停车误差允许范围时，控制无人集卡停车。本发明通过安装在无人集卡上的激光雷达获取无人集卡和集装箱的当前相对位置，由于预先确定了集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时的集装箱标定放置位置，因此，根据无人集卡和集装箱的当前相对位置和集装箱标定放置位置，也即“箱对箱”策略，实现对无人集卡的精准停车，整个停车过程无需人为干预，从而大大节省了人力和停车时间，进而提高了无人集卡的作业效率。

参见图1，本发明实施例公开的一种港口无人集卡的停车方法流程图，该方法应用于无人集卡的自动驾驶系统，该方法包括：

步骤S101、获取任务指令；

当需要无人集卡执行装卸箱任务时，港口管理系统会向无人集卡的自动驾驶系统发送任务指令。任务指令中包括：装卸任务类型(装箱和卸箱)、停车终点坐标、集装箱标定放置位置以及行驶路径等任务信息。

其中，集装箱标定放置位置为：集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时的集装箱放置位置。

步骤S102、当无人集卡驶入行驶路径中的集装箱可识别范围时，通过安装在车头上的激光雷达获取无人集卡与放置在挂车的集装箱的当前相对位置信息；

其中，无人集卡包括：牵引车和与牵引车相连接的挂车。

当无人集卡驶入集装箱可识别范围时，无人集卡距离停车终点的纵向距离在激光发射距离范围内，同时由于无人集卡要求精准停车的精度为厘米级，因此，此时本实施例采用激光雷达进行精确测距。

参见图2所示的港口无人集卡在实现精准停车时的示意图，本发明在无人集卡的车头的侧面安装有激光雷达，为方便描述记为：侧激光雷达11，在车头的后面安装有激光雷达，为方便描述记为：后激光雷达12，图2中示出的各个参数的含义如下：

d₀：侧激光雷达11测量的集装箱前端面和侧激光雷达11安装位置的纵向距离；

d₁：侧激光雷达11和后激光雷达12安装位置的纵向距离；

d₂：后激光雷达12测量的集装箱前端面和后激光雷达12安装位置的纵向距离。

L为集装箱的纵向长度，比如，40英尺。

实际装卸箱精准停车过程中，d₀＝d₁+d₂+△d，△d表示停车误差允许范围，精准停车理想控制目标：△d＝0，d₀＝d₁+d₂。

本实施例中，通过安装在车头上的激光雷达获取无人集卡与放置在挂车的集装箱的当前相对位置信息具体包括：d₀和d₂。

步骤S103、根据当前相对位置信息、装卸箱任务类型和集装箱标定放置位置，确定无人集卡距离停车终点的纵向距离，记为第一纵向距离；

为减小无人集卡的停车误差，实现无人集卡的精准停车，本发明采用“箱对箱”对齐的策略，具体如下：

预先实车标定集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时d₀的取值和d₂的取值作为标准值，分别记为：d_0标和d_2标。

需要特别说明的是，任务指令中集装箱标定放置位置包括：d_0标和d_2标。

实际装卸箱精准停车过程中，由安装在无人集卡的车头上的侧激光雷达11实时检测d₀的取值，记为d_0测。

实际装卸箱精准停车过程中，由安装在无人集卡的车头上的后激光雷达12实时检测d₂的取值，记为d_2测。

无人集卡距离停车终点的第一纵向距离D的表达式如公式(1)所示，公式(1)下：

D＝丨(d_0测—d_0标)—(d_2测—d_2标)丨 (1)；

其中，当任务类型为装箱时，由于无人集卡的挂车上无集装箱，此时，d_2测＝d_2标。

步骤S104、当第一纵向距离不大于停车误差允许范围时，控制无人集卡停车。

为实现无人集卡的精准停车，当无人集卡距离停车终点的第一纵向距离D满足公式(2)所示的表达式时，确定无人集卡到达停车终点，公式(2)如下：

D≤△d (2)；

式中，△d表示停车误差允许范围。

其中，停车误差产生的原因为：d₁为侧激光雷达和后激光雷达安装位置的纵向距离，d₁为标定量，根据不同车辆的激光雷达的安装位置而定。但是，在无人集卡运行过程中，侧激光雷达对于纵向距离d₀的检测是实时改变的。当无人集卡上放置的集装箱位置发生改变时，后激光雷达对于纵向距离d₂的检测也会相应的发生改变。具体如公式(3)所示，公式(3)如下：

通过控制无人集卡距离停车终点的第一纵向距离D保证△d在停车误差允许范围内，即可达到精准停车的目的。

综上可知，本发明公开的港口无人集卡的停车方法，获取任务指令，任务指令中包括装卸箱任务类型、停车终点坐标、集装箱标定放置位置以及行驶路径，当无人集卡驶入行驶路径的集装箱可识别范围时，通过安装在车头上的激光雷达获取无人集卡与放置在挂车的集装箱的当前相对位置信息，根据当前相对位置信息、装卸箱任务类型和集装箱标定放置位置，确定无人集卡距离停车终点的第一纵向距离，当第一纵向距离不大于停车误差允许范围时，控制无人集卡停车。本发明通过安装在无人集卡上的激光雷达获取无人集卡和集装箱的当前相对位置，由于预先确定了集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时的集装箱标定放置位置，因此，根据无人集卡和集装箱的当前相对位置和集装箱标定放置位置，也即“箱对箱”策略，实现对无人集卡的精准停车，整个停车过程无需人为干预，从而大大节省了人力和停车时间，进而提高了无人集卡的作业效率。

需要特别说明的是，传统方案中，无人集卡在制动过程中，制动能量转化为热量耗散，无法进行回收利用，因此不利于节能环保。为实现节能环保，本发明在无人集卡制动过程中，还可以实现制动能量回收。

为进一步优化上述实施例，停车方法还可以包括：

当第一纵向距离不大于第一预设距离且不小于第二预设距离时，控制无人集卡进入制动能量回收模式，并将车速减速至预设低速区间范围。

本实施例中，当D2≤D≤D1时，控制无人集卡进入制动能量回收模式，D为：无人集卡距离停车终点的第一纵向距离，第二预设距离D2小于第一预设距离D1。

其中，第一预设距离D1的取值依据无人集卡的车速和加速度确定，比如第一预设距离D1为21m，第二预设距离D2的取值依据无人集卡的作业效率确定，比如第二预设距离D2为4m，本发明在此不做限定。

本实施例中，在制动能量回收模式下，无人集卡的制动力分配原则如公式(4)所示，公式(4)如下：

F_电＝k₁·k₂·k₃·k₄·F_All (4)；

式中，F_电为电机所需制动力，k₁为根据制动强度大小和车速确定的制动力分配系数，k₂为根据集卡载荷和车速确定的制动力分配系数，k₃为根据电池SOC确定的制动力分配系数，k₄为根据电机故障等级确定的制动力分配系数，F_All为车辆所需制动力。

需要说明的是，k₁可通过标定查表得到。当制动强度越大，集卡车速越高时，k₁的取值越小，当存在需要紧急制动的特殊情况时，无人集卡优先采用机械制动刹停来保证安全性。

k₂可通过标定查表得到。当集卡载荷越大，集卡车速越高时，k₂的取值越小。

k₃可通过标定查表得到。当电池SOC越低时，k₃的取值越小。

k₄可通过标定查表得到。当电机故障等级越高时，k₄的取值越小。当电机存在严重故障时，不使用电机制动，采用机械制动将车辆刹停。

无人集卡的载荷一般较大，当无人集卡在高速重载下电机制动突然介入时，容易对电机造成较大冲击，本实施例采取纯机械制动→机械制动(↓)+电机制动(↑)→纯电机制动的过渡模式，在保证无人集卡制动效果和保护电机的情况下，尽可能实现制动能量的回收。

其中，“↓”表示机械制动逐渐下降，“↑”表示电机制动逐渐上升。

也就是说，当无人集卡处于制动能量回收模式时，无人集卡的制动模式由初始的纯机械制动模式，通过逐渐降低机械制动且同时逐渐升高电机制动，逐渐过渡为纯电机制动模式。

为进一步优化上述实施例，停车方法还可以包括：

当第一纵向距离小于第二预设距离且无人集卡未进入停车误差允许范围内时，控制无人集卡的电机切换至转速模式，并控制无人集卡按照预设低速行驶；

具体的，当D＜D2时，控制无人集卡的电机切换到转速模式来精确控制车速行驶，根据电机的控制精度，将无人集卡的车速控制在预设低速Vmin(例如Vmin＝0.5km/h)行驶，这是因为无人集卡在车速极低时刹停，可以更好地控制停车时纵向距离的误差，以便在无人集卡到达停车终点处，在停车误差允许范围内刹停，从而实现精准停车，达到一次到位的效果。

需要说明的是，当无人集卡距离停车终点的纵向距离超过一定距离时，由于激光雷达的激光发射距离有限，因此无法通过安装在无人集卡的车头上的激光获取无人集卡与停车终点的纵向距离。

因此，在步骤S101之后，还可以包括：

(1)根据任务指令中包含的停车终点坐标和自身定位信息确定无人集卡距离停车终点的纵向距离，记为第二纵向距离；

其中，无人集卡上安装有组合惯导系统，无人集卡通过组合惯导系统对自身所在位置进行实时定位。从而根据停车终点坐标和无人集卡的实时定位信息，即可计算得到无人集卡距离停车终点的纵向距离。

(2)当第二纵向距离大于第一预设距离时，控制无人集卡按照期望车速正常行驶；

本实施例中，当无人集卡距离停车终点的纵向距离D距离停车终点较远时，即D＞D1，D1为第一预设距离，控制无人集卡按照期望车速正常行驶。

需要说明的是，实际港口各个路段均有限速要求，例如主干道限速为30km/h，堆场限速为10km/h。因此，本实施例中，期望车速即根据各个路段的限速要求和车辆运行的实际情况确定的目标车速。

基于上述论述可知，无人集卡的整个精准停车过程分为是三个阶段，如图3所示的港口无人集卡的整个精准停车过程示意图，三个阶段包括：

(1)正常行驶阶段：当无人集卡距离停车终点的纵向距离大于第一预设距离时，无人集卡按照期望车速正常行驶；

(2)制动能量回收阶段：当无人集卡距离停车终点的纵向距离第一预设距离且不小于第二预设距离时，无人集卡进入制动能量回收模式，可为无人集卡的电池充电，并将车速减速至预设低速区间范围。

(3)低速行驶阶段：基于无人集卡的激光雷达的精确测距及电机精确控速能力，保持无人集卡的车辆低速行驶至停车误差允许范围内时停车。

与上述方法实施例相对应，本发明还公开了一种港口无人集卡的停车系统。

参见图4，本发明实施例公开的一种港口无人集卡的停车系统的结构示意图，该系统应用于无人集卡的自动驾驶系统，该系统包括：

指令获取单元201，用于获取任务指令；

当需要无人集卡执行装卸箱任务时，港口管理系统会向无人集卡的自动驾驶系统发送任务指令。任务指令中包括：装卸任务类型(装箱和卸箱)、停车终点坐标、集装箱标定放置位置以及行驶路径等任务信息。

其中，集装箱标定放置位置为：集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时的集装箱放置位置。

位置信息获取单元202，用于当无人集卡驶入行驶路径中的集装箱可识别范围时，通过安装在车头上的激光雷达获取无人集卡与放置在挂车的集装箱的当前相对位置信息；

其中，无人集卡包括：牵引车和与牵引车相连接的挂车。

当无人集卡驶入集装箱可识别范围时，无人集卡距离停车终点的纵向距离在激光发射距离范围内，同时由于无人集卡要求精准停车的精度为厘米级，因此，此时本实施例采用激光雷达进行精确测距。

第一纵向距离确定单元203，用于根据当前相对位置信息、装卸箱任务类型和集装箱标定放置位置，确定无人集卡距离停车终点的纵向距离，记为第一纵向距离；

为减小无人集卡的停车误差，实现无人集卡的精准停车，本发明采用“箱对箱”对齐的策略，具体如下：

预先实车标定集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时d₀的取值和d₂的取值作为标准值，分别记为：d_0标和d_2标。

需要特别说明的是，任务指令中集装箱标定放置位置包括：d_0标和d_2标。

实际装卸箱精准停车过程中，由安装在无人集卡的车头上的侧激光雷达11实时检测d₀的取值，记为d_0测。

实际装卸箱精准停车过程中，由安装在无人集卡的车头上的后激光雷达12实时检测d₂的取值，记为d_2测。

无人集卡距离停车终点的第一纵向距离D的表达式如公式(1)所示，公式(1)下：

D＝丨(d_0测—d_0标)—(d_2测—d_2标)丨 (1)；

其中，当任务类型为装箱时，由于无人集卡的挂车上无集装箱，此时，d_2测＝d_2标。

停车控制单元204，用于当第一纵向距离不大于停车误差允许范围时，控制无人集卡停车。

为实现无人集卡的精准停车，当无人集卡距离停车终点的第一纵向距离D满足公式(2)所示的表达式时，确定无人集卡到达停车终点，公式(2)如下：

D≤△d (2)；

式中，△d表示停车误差允许范围。

其中，停车误差产生的原因为：d₁为侧激光雷达和后激光雷达安装位置的纵向距离，d₁为标定量，根据不同车辆的激光雷达的安装位置而定。但是，在无人集卡运行过程中，侧激光雷达对于纵向距离d₀的检测是实时改变的。当无人集卡上放置的集装箱位置发生改变时，后激光雷达对于纵向距离d₂的检测也会相应的发生改变。具体如公式(3)所示，公式(3)如下：

通过控制无人集卡距离停车终点的第一纵向距离D保证△d在停车误差允许范围内，即可达到精准停车的目的。

综上可知，本发明公开的港口无人集卡的停车系统，获取任务指令，任务指令中包括装卸箱任务类型、停车终点坐标、集装箱标定放置位置以及行驶路径，当无人集卡驶入行驶路径的集装箱可识别范围时，通过安装在车头上的激光雷达获取无人集卡与放置在挂车的集装箱的当前相对位置信息，根据当前相对位置信息、装卸箱任务类型和集装箱标定放置位置，确定无人集卡距离停车终点的第一纵向距离，当第一纵向距离不大于停车误差允许范围时，控制无人集卡停车。本发明通过安装在无人集卡上的激光雷达获取无人集卡和集装箱的当前相对位置，由于预先确定了集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时的集装箱标定放置位置，因此，根据无人集卡和集装箱的当前相对位置和集装箱标定放置位置，也即“箱对箱”策略，实现对无人集卡的精准停车，整个停车过程无需人为干预，从而大大节省了人力和停车时间，进而提高了无人集卡的作业效率。

需要特别说明的是，传统方案中，无人集卡在制动过程中，制动能量转化为热量耗散，无法进行回收利用，因此不利于节能环保。为实现节能环保，本发明在无人集卡制动过程中，还可以实现制动能量回收。

为进一步优化上述实施例，停车系统还可以包括：

回收模式控制单元，用于当第一纵向距离不大于第一预设距离且不小于第二预设距离时，控制无人集卡进入制动能量回收模式，并将车速减速至预设低速区间范围；

其中，第二预设距离小于第一预设距离，制动能量回收模式为：无人集卡的制动模式由初始的纯机械制动模式，通过逐渐降低机械制动且同时逐渐升高电机制动，逐渐过渡为纯电机制动模式。

其中，第一预设距离D1的取值依据无人集卡的车速和加速度确定，比如第一预设距离D1为21m，第二预设距离D2的取值依据无人集卡的作业效率确定，比如第二预设距离D2为4m，本发明在此不做限定。

本实施例中，在制动能量回收模式下，无人集卡的制动力分配原则如公式(4)所示，公式(4)如下：

F_电＝k₁·k₂·k₃·k₄·F_All (4)；

式中，F_电为电机所需制动力，k₁为根据制动强度大小和车速确定的制动力分配系数，k₂为根据集卡载荷和车速确定的制动力分配系数，k₃为根据电池SOC确定的制动力分配系数，k₄为根据电机故障等级确定的制动力分配系数，F_All为车辆所需制动力。

需要说明的是，k₁可通过标定查表得到。当制动强度越大，集卡车速越高时，k₁的取值越小，当存在需要紧急制动的特殊情况时，无人集卡优先采用机械制动刹停来保证安全性。

k₂可通过标定查表得到。当集卡载荷越大，集卡车速越高时，k₂的取值越小。

k₃可通过标定查表得到。当电池SOC越低时，k₃的取值越小。

k₄可通过标定查表得到。当电机故障等级越高时，k₄的取值越小。当电机存在严重故障时，不使用电机制动，采用机械制动将车辆刹停。

为进一步优化上述实施例，停车系统还可以包括：

模式切换单元，用于当第一纵向距离小于第二预设距离，且无人集卡未进入停车误差允许范围内时，控制无人集卡的电机切换至转速模式，并控制无人集卡按照预设低速行驶。

具体的，当D＜D2时，控制无人集卡的电机切换到转速模式来精确控制车速行驶，根据电机的控制精度，将无人集卡的车速控制在预设低速Vmin(例如Vmin＝0.5km/h)行驶，这是因为无人集卡在车速极低时刹停，可以更好地控制停车时纵向距离的误差，以便在无人集卡到达停车终点处，在停车误差允许范围内刹停，从而实现精准停车，达到一次到位的效果。

需要说明的是，当无人集卡距离停车终点的纵向距离超过一定距离时，由于激光雷达的激光发射距离有限，因此无法通过安装在无人集卡的车头上的激光获取无人集卡与停车终点的纵向距离。

因此，停车系统还可以包括：

第二纵向距离确定单元，用于在指令获取单元201获取任务指令后，根据停车终点坐标和自身定位信息确定无人集卡距离停车终点的纵向距离，记为第二纵向距离；

车速控制单元，用于当第二纵向距离大于第一预设距离时，控制无人集卡按照期望车速正常行驶。

需要说明的是，系统实施例中各组成部分的具体工作原理，请参见方法实施例对应部分，此处不再赘述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种港口无人集卡的停车方法，其特征在于，包括：

获取任务指令，所述任务指令中包括：装卸箱任务类型、停车终点坐标、集装箱标定放置位置和行驶路径，其中，所述集装箱标定放置位置为：集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时的集装箱放置位置；

当无人集卡驶入所述行驶路径的集装箱可识别范围时，通过安装在车头上的激光雷达获取所述无人集卡与放置在挂车的集装箱的当前相对位置信息；

根据所述当前相对位置信息、所述装卸箱任务类型和所述集装箱标定放置位置，确定所述无人集卡距离停车终点的纵向距离，记为第一纵向距离；

当所述第一纵向距离不大于停车误差允许范围时，控制所述无人集卡停车。

2.根据权利要求1所述的停车方法，其特征在于，所述根据所述当前相对位置信息、所述装卸箱任务类型和所述集装箱标定放置位置，确定所述无人集卡距离所述停车终点坐标的第一纵向距离，具体包括：

根据如下公式确定所述第一纵向距离，

D＝丨(d_0测—d_0标)—(d_2测—d_2标)丨；

式中，D为所述第一纵向距离，d_0测为实际装卸箱精准停车过程中，由安装在所述无人集卡的车头上的侧激光雷达实时检测d₀的取值，d₀为所述侧激光雷达测量的集装箱前端面和所述侧激光雷达安装位置的纵向距离，d_2测为实际装卸箱精准停车过程中，由安装在所述无人集卡的车头上的后激光雷达实时检测d₂的取值，d₂为所述后激光雷达测量的集装箱前端面和所述后激光雷达安装位置的纵向距离，d_0标为预先实车标定集装箱和所述无人集卡的挂车中心对齐时d₀的取值，d_2标为预先实车标定集装箱和所述无人集卡的挂车中心对齐时d₂的取值，所述集装箱标定放置位置包括d_0标和d_2标，当所述任务类型为装箱时，d_2测＝d_2标。

3.根据权利要求1所述的停车方法，其特征在于，还包括：

当所述第一纵向距离不大于第一预设距离且不小于第二预设距离时，控制无人集卡进入制动能量回收模式，并将车速减速至预设低速区间范围；

其中，所述第二预设距离小于所述第一预设距离，所述制动能量回收模式为：所述无人集卡的制动模式由初始的纯机械制动模式，通过逐渐降低机械制动且同时逐渐升高电机制动，逐渐过渡为纯电机制动模式。

4.根据权利要求3所述的停车方法，其特征在于，在所述制动能量回收模式下，所述无人集卡的制动力分配原则如下：

F_电＝k₁·k₂·k₃·k₄·F_All；

式中，F_电为电机所需制动力，k₁为根据制动强度大小和车速确定的制动力分配系数，k₂为根据集卡载荷和车速确定的制动力分配系数，k₃为根据电池SOC确定的制动力分配系数，k₄为根据电机故障等级确定的制动力分配系数，F_All为车辆所需制动力。

5.根据权利要求3所述的停车方法，其特征在于，还包括：

当所述第一纵向距离小于所述第二预设距离，且所述无人集卡未进入所述停车误差允许范围内时，控制所述无人集卡的电机切换至转速模式，并控制所述无人集卡按照预设低速行驶。

6.根据权利要求1所述的停车方法，其特征在于，在所述获取任务指令后，还包括：

根据所述停车终点坐标和自身定位信息确定所述无人集卡距离所述停车终点的纵向距离，记为第二纵向距离；

当所述第二纵向距离大于第一预设距离时，控制所述无人集卡按照期望车速正常行驶。

7.一种港口无人集卡的停车系统，其特征在于，包括：

指令获取单元，用于获取任务指令，所述任务指令中包括：装卸箱任务类型、停车终点坐标、集装箱标定放置位置和行驶路径，其中，所述集装箱标定放置位置为：集装箱和无人集卡的挂车中心对齐时的集装箱放置位置；

位置信息获取单元，用于当无人集卡驶入所述行驶路径中的集装箱可识别范围时，通过安装在车头上的激光雷达获取所述无人集卡与放置在挂车的集装箱的当前相对位置信息；

第一纵向距离确定单元，用于根据所述当前相对位置信息、所述装卸箱任务类型和所述集装箱标定放置位置，确定所述无人集卡距离停车终点的纵向距离，记为第一纵向距离；

停车控制单元，用于当所述第一纵向距离不大于停车误差允许范围时，控制所述无人集卡停车。

8.根据权利要求7所述的停车系统，其特征在于，还包括：

回收模式控制单元，用于当所述第一纵向距离不大于第一预设距离且不小于第二预设距离时，控制无人集卡进入制动能量回收模式，并将车速减速至预设低速区间范围；

其中，所述第二预设距离小于所述第一预设距离，所述制动能量回收模式为：所述无人集卡的制动模式由初始的纯机械制动模式，通过逐渐降低机械制动且同时逐渐升高电机制动，逐渐过渡为纯电机制动模式。

9.根据权利要求8所述的停车系统，其特征在于，还包括：

模式切换单元，用于当所述第一纵向距离小于所述第二预设距离，且所述无人集卡未进入所述停车误差允许范围内时，控制所述无人集卡的电机切换至转速模式，并控制所述无人集卡按照预设低速行驶。

10.根据权利要求7所述的停车系统，其特征在于，还包括：

第二纵向距离确定单元，用于在所述指令获取单元获取任务指令后，根据所述停车终点坐标和自身定位信息确定所述无人集卡距离所述停车终点的纵向距离，记为第二纵向距离；

车速控制单元，用于当所述第二纵向距离大于第一预设距离时，控制所述无人集卡按照期望车速正常行驶。

Images