CN114237213A - 一种用于港口车的自动驾驶系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于港口车的自动驾驶系统，该系统中自动驾驶管理系统根据码头操作系统发送的装卸箱任务确定当前装卸箱作业，自动驾驶控制器控制港口车行驶至当前装卸箱作业对应的行驶终点位置，当行驶终点位置与港口车的当前位置的差值小于预设阈值时，控制港口车停车；自动驾驶管理系统根据港机系统在确定当前位置相对于吊车的位置需调整的偏移量为0后发送的吊具的实时信息确定当前装卸箱作业完成并不存在未完成的装卸箱作业时，发送接管指令至所述自动驾驶控制器。该自动驾驶系统在完成装卸箱作业过程中无需人工参与，提高工作效率。

Description

一种用于港口车的自动驾驶系统
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，具体而言，涉及一种用于港口车的自动 驾驶系统。
背景技术
目前，通常通过港口车进入港口的堆场进行装卸箱作业。
相关自动驾驶技术中，港口车进入港口的堆场进行装卸箱作业的过程为： 港口车作业维护人员人工和港口方进行信息对接，获取需要作业的作业箱 对应的作业贝位的位置信息，提前将作业贝位的位置信息人工录入至港口 车的控制系统。当司机驾驶港口车进入堆场并触发自动驾驶模式时，港口 车的控制系统控制港口车行驶至作业贝位，港机系统识别到港口车到达作业 贝位后，控制堆场的吊车在作业贝位与港口车进行对接从而对作业箱进行装 卸箱作业。当装卸箱作业完成后，若堆场还存在其他作业箱，港口车作业维 护人员再次人工录入下一作业箱的作业贝位的位置信息至港口车的控制系统， 从而再进行上述步骤，再完成一次装卸箱作业，当所有装卸箱作业均完成后， 司机驾驶港口车离开堆场。
由于在上述过程中，需要港口车作业维护人员、司机以及港口车相互配 合才能进行装卸箱作业，智能化程度低，导致工作效率较低。
发明内容
本发明提供了一种用于港口车的自动驾驶系统，能够自动完成装卸箱作 业，智能化程度高，提高工作效率。具体的技术方案如下。
第一方面，本发明提供了一种用于港口车的自动驾驶系统，所述自动驾 驶系统包括安装于港口车的相互通信连接的自动驾驶管理系统和自动驾驶控 制器，所述自动驾驶管理系统分别与码头系统中的港机系统和码头操作系统 连接：
所述自动驾驶控制器接收自动驾驶指令，控制所述港口车进入自动驾驶 模式，并发送已进入自动驾驶模式信息至所述自动驾驶管理系统；
所述自动驾驶管理系统接收所述已进入自动驾驶模式信息，并发送包含 港口车识别号的加入作业信息至所述码头操作系统，接收所述码头操作系统 在接收到所述加入作业信息后发送的装卸箱任务，根据所述装卸箱任务确定 第一个装卸箱作业，将所述第一个装卸箱作业作为当前装卸箱作业，计算所 述港口车在执行所述当前装卸箱作业时的行驶终点位置，并将所述行驶终点 位置发送至所述自动驾驶控制器，其中，所述装卸箱任务包括至少一个装卸 箱作业；
所述自动驾驶控制器控制所述港口车行驶至所述行驶终点位置，获取所 述港口车上的位置检测设备检测到的所述港口车的当前位置，将所述行驶终 点位置与所述当前位置进行对比，当两者的差值小于预设阈值时，控制所述 港口车停车；
所述自动驾驶管理系统接收所述港机系统在检测到所述港口车停车后发 送的所述港口车的当前位置相对于吊车的位置需调整的偏移量，判断所述偏 移量是否为0，如果是，将作业开始指令发送至所述自动驾驶控制器；
所述自动驾驶控制器接收所述作业开始指令，保持停车状态不变；
所述自动驾驶管理系统接收所述港机系统在确定所述偏移量为0后发送 的所述吊车上的吊具的实时信息，根据所述吊具的实时信息判断所述当前装 卸箱作业是否完成，如果完成，判断是否存在未完成的装卸箱作业，如果不 存在，发送接管指令至所述自动驾驶控制器。
可选的，所述当前装卸箱作业包括当前待装卸箱的排序位数、当前待装 卸箱的作业贝位号、作业车道航向角、首贝位的经度坐标、首贝位的纬度坐 标和堆场贝位长度；
所述自动驾驶管理系统根据所述排序位数、所述作业贝位号和所述堆场 贝位长度计算得到作业贝位与所述首贝位之间的距离；
根据所述距离、所述作业车道航向角、所述首贝位的经度坐标、所述首 贝位的纬度坐标和地球半径计算得到所述港口车在执行所述当前装卸箱作业 时的行驶终点位置的经度坐标；
根据所述距离、所述作业车道航向角、所述首贝位的纬度坐标和地球半 径计算得到所述港口车在执行所述当前装卸箱作业时的行驶终点位置的纬度 坐标。
可选的，根据以下公式计算得到作业贝位与首贝位之间的距离：
在当前待装卸箱的作业贝位号为奇数时：
xenc＝(N－1+i)L/2
式中，xenc为作业贝位与首贝位之间的距离，N为当前待装卸箱的作业贝 位号，L为堆场贝位长度，i为当前待装卸箱的排序位数；
在当前待装卸箱的作业贝位号为偶数时：
xenc＝NL/2
式中，xenc为作业贝位与首贝位之间的距离，N为当前待装卸箱的作业贝 位号，L为堆场贝位长度。
可选的，根据以下公式计算得到港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶 终点位置的经度坐标和纬度坐标：
Figure RE-GDA0003501184950000031
Figure BDA0003318410380000032
式中，lngenc为港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶终点位置的经度坐 标，latenc为港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶终点位置的纬度坐标，xenc为作业贝位与首贝位之间的距离，R为地球半径，R＝6371004m，(lng0，lat0) 分别为首贝位的经度坐标和首贝位的纬度坐标，θ为作业车道航向角，即作 业车道与正东方向的夹角。
可选的，当所述自动驾驶管理系统判断所述偏移量不是0，发送所述偏 移量至所述自动驾驶控制器；
所述自动驾驶控制器控制所述港口车移动所述偏移量并停车；
所述自动驾驶管理系统继续执行接收所述港机系统在检测到所述港口车 停车后发送的所述港口车的当前位置相对于吊车的位置需调整的偏移量。
可选的，所述自动驾驶管理系统通过超文本传输协议HTTP接收所述装 卸箱任务；
所述自动驾驶管理系统通过遥测传输协议MQTT报文将所述行驶终点位 置发送至所述自动驾驶控制器；
所述自动驾驶管理系统通过传输控制协议TCP接收所述港口车的当前位 置相对于吊车的位置需调整的偏移量以及所述吊车上的吊具的实时信息；
所述自动驾驶管理系统通过遥测传输协议MQTT报文将作业开始指令发 送至所述自动驾驶控制器。
可选的，所述当前装卸箱作业包括当前装卸箱作业类型，所述吊具的实 时信息包括所述吊具的当前高度和开闭锁状态信息；
在当前装卸箱作业类型为装箱作业，所述自动驾驶管理系统判断所述吊 具由开锁状态转变为闭锁状态，且所述吊具的当前高度大于预设安全高度时， 确定当前装箱作业完成；
在当前装卸箱作业类型为卸箱作业，所述自动驾驶管理系统判断所述吊 具由闭锁状态转变为开锁状态，且所述吊具的当前高度大于预设安全高度时， 确定当前卸箱作业完成。
可选的，所述自动驾驶管理系统接收所述码头操作系统发送的更新后的 装卸箱任务，根据所述更新后的装卸箱任务判断是否存在未完成的装卸箱作 业，其中，所述更新后的装卸箱任务标识所述当前装卸箱作业已完成。
可选的，当所述自动驾驶管理系统判断存在未完成的装卸箱作业时，将 所述未完成的装卸箱作业作为当前装卸箱作业，所述自动驾驶管理系统继续 执行计算所述港口车在执行所述当前装卸箱作业时的行驶终点位置。
可选的，当所述自动驾驶管理系统判断所述当前装卸箱作业已完成时， 通过遥测传输协议MQTT报文将作业结束指令发送至所述自动驾驶控制器；
所述自动驾驶控制器接收所述作业结束指令，解除停车状态；
所述自动驾驶管理系统通过遥测传输协议MQTT报文将所述接管指令发 送至所述自动驾驶控制器；
所述自动驾驶控制器接收所述接管指令，控制驾驶室语音设备输出任务 完成提示音。
由上述内容可知，本发明提供的一种用于港口车的自动驾驶系统中，自 动驾驶控制器接收自动驾驶指令，控制港口车进入自动驾驶模式，并发送已 进入自动驾驶模式信息至自动驾驶管理系统，自动驾驶管理系统接收已进入 自动驾驶模式信息，并发送包含港口车识别号的加入作业信息至码头操作系 统，接收码头操作系统在接收到加入作业信息后发送的装卸箱任务，根据装 卸箱任务确定第一个装卸箱作业，将第一个装卸箱作业作为当前装卸箱作业， 计算港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶终点位置，并将行驶终点位置发 送至自动驾驶控制器，其中，装卸箱任务包括至少一个装卸箱作业，自动驾 驶控制器控制港口车行驶至行驶终点位置，获取港口车上的位置检测设备检 测到的港口车的当前位置，将行驶终点位置与当前位置进行对比，当两者的 差值小于预设阈值时，控制港口车停车，自动驾驶管理系统接收港机系统在 检测到港口车停车后发送的港口车的当前位置相对于吊车的位置需调整的偏 移量，判断偏移量是否为0，如果是，将作业开始指令发送至自动驾驶控制 器，自动驾驶控制器接收作业开始指令，保持停车状态不变，自动驾驶管理 系统接收港机系统在确定偏移量为0后发送的吊车上的吊具的实时信息，根 据吊具的实时信息判断当前装卸箱作业是否完成，如果完成，判断是否存在 未完成的装卸箱作业，如果不存在，发送接管指令至自动驾驶控制器。在本 发明实施例中，通过自动驾驶管理系统分别与码头系统中的港机系统和码头 操作系统连接的方式，实现自动驾驶管理系统分别与港机系统和码头操作系 统对接，从而使得自动驾驶管理系统根据接收到的码头操作系统发送的装卸 箱任务以及港机系统发送的偏移量，控制自动驾驶控制器配合吊车完成装卸 箱作业，全程无需人工参与，智能化程度高，提高工作效率。当然，实施本 发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
本发明实施例的技术效果包括：
1、通过自动驾驶管理系统分别与码头系统中的港机系统和码头操作系统 连接的方式，实现自动驾驶管理系统分别与港机系统和码头操作系统对接， 从而使得自动驾驶管理系统根据接收到的码头操作系统发送的装卸箱任务以 及港机系统发送的偏移量，控制自动驾驶控制器配合吊车完成装卸箱作业， 全程无需人工参与，智能化程度高，提高工作效率。
2、由于当前装卸箱作业包括当前装卸箱作业类型，使得自动驾驶管理系 统可以自动识别当前装卸箱作业类型，无需人工参与，提高了效率。
3、当自动驾驶管理系统判断偏移量不是0时，通过发送偏移量至自动驾 驶控制器以使自动驾驶控制器控制港口车移动偏移量并停车的方式，达到了 全程自动根据偏移量对港口车的位置进行调整，从而实现港口车精准停车的 目的，提高了工作效率，并且，由于偏移量是港口车的当前位置相对于吊车 的位置需调整的量，因此，偏移量是以吊车的位置为基准得到的，使得根据 偏移量对港口车的位置进行调整的调整精度高。
4、由于港口车所使用的自动驾驶传感器的级别为L2-L3级别，而该级别 的自动驾驶传感器的费用较低，因此，降低了成本。
5、当自动驾驶管理系统判断存在未完成的装卸箱作业时，通过将未完成 的装卸箱作业作为当前装卸箱作业的方式，使得自动驾驶管理系统可以继续 完成未完成的装卸箱作业。
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介绍。显而易见地，下面描 述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种用于港口车的自动驾驶系统与码头系统 连接的结构示意图；
图2为司机驾驶港口车进入堆场到驶离堆场的过程的示意图。
图1中，1自动驾驶管理系统、2自动驾驶控制器、3港机系统、4码头 操作系统。
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、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例， 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 付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。
需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及 它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含的一系列步骤或单 元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是 可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、 产品或设备固有的其他步骤或单元。
本发明实施例公开了一种用于港口车的自动驾驶系统，能够自动完成装 卸箱作业，智能化程度高，提高工作效率。下面对本发明实施例进行详细说 明。
图1为本发明实施例提供的一种用于港口车的自动驾驶系统与码头系统 连接的结构示意图，参见图1，本发明实施例提供的一种用于港口车的自动 驾驶系统包括安装于港口车的相互通信连接的自动驾驶管理系统1和自动驾 驶控制器2，自动驾驶管理系统1分别与码头系统中的港机系统3和码头操 作系统4连接。
在本发明实施例中，港口车是港区内部用于短途运输的车辆；码头系统 为设置于码头的用于与自动驾驶系统对接的控制系统；港机系统3为用于对 码头的堆场中的吊车的相关信息进行统一管理和监控的系统；码头操作系统 4为用于整合装卸箱任务的系统。
在工作时，司机驾驶港口车驶入码头的堆场，司机触发自动驾驶切换按 钮生成自动驾驶指令，该自动驾驶指令通过CAN(Controller Area Network， 控制器局域网络)下发至自动驾驶控制器2。自动驾驶控制器2接收自动驾 驶指令，控制港口车进入自动驾驶模式，并发送已进入自动驾驶模式信息至 自动驾驶管理系统1以使自动驾驶管理系统1获知港口车已进入自动驾驶模 式。
自动驾驶管理系统1接收已进入自动驾驶模式信息，并发送包含港口车 识别号的加入作业信息至码头操作系统4，码头操作系统4在接收到加入作 业信息后，获知具有所接收到的港口车识别号的港口车已进入自动驾驶模式， 此时，可以下发装卸箱任务至自动驾驶管理系统1，其中，港口车识别号为 用于标识港口车身份的号码，装卸箱任务包括至少一个装卸箱作业。示例性 的，装卸箱任务可以为可扩展标记语言XML数据格式或者JSON(JavaScript Object Notation,JS对象简谱)数据格式。
自动驾驶管理系统1接收码头操作系统4在接收到加入作业信息后发送 的装卸箱任务，由于有时在同一个堆场可能执行一到两个装卸箱作业，因此， 在接收到装卸箱任务后，需要根据装卸箱任务确定第一个装卸箱作业，将第 一个装卸箱作业作为当前装卸箱作业。
示例性的，自动驾驶管理系统1可以通过超文本传输协议HTTP接收装 卸箱任务。
其中，装卸箱作业可以包含待装卸箱的排序位数，例如：假设装卸箱任 务包含A装卸箱作业和B装卸箱作业，A装卸箱作业包含待装卸箱a的排序 位数为第一位，B装卸箱作业包含待装卸箱b的排序位数为第二位。则自动 驾驶管理系统1根据装卸箱任务确定第一个装卸箱作业的方式可以为：自动 驾驶管理系统1将装卸箱任务中包含待装卸箱的排序位数为第一位的装卸箱 作业作为第一个装卸箱作业，当然还可以采用其他确定方式，本发明实施例 对此并不做任何限定。
自动驾驶管理系统1在确定当前装卸箱作业后，需要计算港口车在执行 当前装卸箱作业时的行驶终点位置。
在本发明实施例中，当前装卸箱作业可以包括当前待装卸箱的排序位数、 当前待装卸箱的作业贝位号、作业车道航向角、首贝位的经度坐标、首贝位 的纬度坐标和堆场贝位长度。其中，贝位为集装箱在堆场上所占用的位置； 首贝位为平行于堆场道的一行贝位中最靠近堆场入口的贝位。
在上述当前装卸箱作业包括当前待装卸箱的排序位数、当前待装卸箱的 作业贝位号、作业车道航向角、首贝位的经度坐标、首贝位的纬度坐标和堆 场贝位长度的情况下，自动驾驶管理系统1计算港口车在执行当前装卸箱作 业时的行驶终点位置的方式可以为：
自动驾驶管理系统1根据排序位数、作业贝位号和堆场贝位长度计算得 到作业贝位与首贝位之间的距离；根据距离、作业车道航向角、首贝位的经 度坐标、首贝位的纬度坐标和地球半径计算得到港口车在执行当前装卸箱作 业时的行驶终点位置的经度坐标；根据距离、作业车道航向角、首贝位的纬 度坐标和地球半径计算得到港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶终点位置 的纬度坐标。
具体的，根据以下公式计算得到作业贝位与首贝位之间的距离：
在当前待装卸箱的作业贝位号为奇数时：
xenc＝(N－1+i)L/2
式中，xenc为作业贝位与首贝位之间的距离，N为当前待装卸箱的作业贝 位号，L为堆场贝位长度，i为当前待装卸箱的排序位数。
在当前待装卸箱的作业贝位号为偶数时：
xenc＝NL/2
式中，xenc为作业贝位与首贝位之间的距离，N为当前待装卸箱的作业 贝位号，L为堆场贝位长度。
示例性的，在当前待装卸箱的作业贝位号为奇数时，当前待装卸箱的箱 型可以为20英尺单箱，在当前待装卸箱的作业贝位号为偶数时，当前待装卸 箱的箱型可以为40英尺单箱。
根据以下公式计算得到港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶终点位置 的经度坐标和纬度坐标：
Figure RE-GDA0003501184950000091
Figure BDA0003318410380000092
式中，lngenc为港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶终点位置的经度坐 标，latenc为港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶终点位置的纬度坐标，xenc为作业贝位与首贝位之间的距离，R为地球半径，R＝6371004m，(lng0，lat0) 分别为首贝位的经度坐标和首贝位的纬度坐标，θ为作业车道航向角，即作 业车道与正东方向的夹角。
在本发明实施例中，作业车即为港口车。例如，该港口车可以为集装箱 卡车等。
自动驾驶管理系统1在计算得到港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶 终点位置后，将行驶终点位置发送至自动驾驶控制器2。示例性的，自动驾 驶管理系统1通过遥测传输协议MQTT报文将行驶终点位置发送至自动驾驶 控制器2。
自动驾驶控制器2接收自动驾驶管理系统1发送的行驶终点位置，自动 驾驶控制器2控制港口车行驶至行驶终点位置。其中，自动驾驶控制器2控 制港口车行驶至行驶终点位置的方式可以为：自动驾驶控制器2根据自动驾 驶传感器采集的传感信息、车道线保持算法和导航定位算法控制港口车行驶 至行驶终点位置。示例性的，港口车所使用的自动驾驶传感器的级别为L2-L3 级别。
由于在自动驾驶控制器2控制港口车行驶至行驶终点位置的过程中，可 能由于机器本身的物理原因导致最终行驶至的位置与行驶终点位置之间有偏 差，这将导致港口车后续与吊车无法对接，因此，自动驾驶控制器2控制港 口车行驶至行驶终点位置后，需要获取港口车上的位置检测设备检测到的港 口车的当前位置，将行驶终点位置与当前位置进行对比，当两者的差值小于 预设阈值时，说明港口车最终行驶至的位置与行驶终点位置之间的偏差较小， 后续可以实现与吊车对接，此时，控制港口车停车，其中，预设阈值可以在自动驾驶控制器2上进行设定。
示例性的，港口车上的位置检测设备可以为GPS(Global Positioning System，全球定位系统)设备。
由于港机系统3实时检测港口车的状态，因此，港机系统3在检测到港 口车停车后，可以计算得到港口车的当前位置也就是停车时所在的位置相对 于吊车的位置需调整的偏移量以便于港口车与吊车对接，然后将此偏移量发 送至自动驾驶管理系统1。
自动驾驶管理系统1接收港机系统3在检测到港口车停车后发送的港口 车的当前位置相对于吊车的位置需调整的偏移量，由于港口车可能恰好停在 可以与吊车进行对接的位置上，此时，就不需要相对于吊车的位置进行调整， 因此，自动驾驶管理系统1需要判断偏移量是否为0，如果是，说明此时港 口车恰好停在可以与吊车进行对接的位置上，将作业开始指令发送至自动驾 驶控制器2。
示例性的，自动驾驶管理系统1通过遥测传输协议MQTT报文将作业开 始指令发送至自动驾驶控制器2。
自动驾驶控制器2接收作业开始指令，获知开始进行当前装卸箱作业， 为了不影响当前装卸箱作业的进行，保持停车状态不变。
并且，港机系统3在确定偏移量为0后，控制吊车进行当前装卸箱作业， 并且将在进行当前装卸箱作业时的吊车上的吊具的实时信息发送至自动驾驶 管理系统1。
自动驾驶管理系统1接收港机系统3在确定偏移量为0后发送的吊车上 的吊具的实时信息，根据吊具的实时信息判断当前装卸箱作业是否完成。
示例性的，自动驾驶管理系统1通过传输控制协议TCP接收港口车的当 前位置相对于吊车的位置需调整的偏移量以及吊车上的吊具的实时信息。
其中，当前装卸箱作业可以包括当前装卸箱作业类型，吊具的实时信息 可以包括吊具的当前高度和开闭锁状态信息，自动驾驶管理系统1根据吊具 的实时信息判断当前装卸箱作业是否完成的方式可以为：
在当前装卸箱作业类型为装箱作业，自动驾驶管理系统1判断吊具由开 锁状态转变为闭锁状态，且吊具的当前高度大于预设安全高度时，确定当前 装箱作业完成；
在当前装卸箱作业类型为卸箱作业，自动驾驶管理系统1判断吊具由闭 锁状态转变为开锁状态，且吊具的当前高度大于预设安全高度时，确定当前 卸箱作业完成。
在本发明实施例中，当前装卸箱作业类型包括两种，一种为装箱作业， 也就是吊车将集装箱从港口车运至作业贝位上，另一种为卸箱作业，也就是 吊车将作业贝位上的集装箱运至港口车上。
在当前装卸箱作业类型为装箱作业，自动驾驶管理系统1需要判断吊具 由开锁状态是否转变为闭锁状态，如果是，说明已经完成装箱，但吊具此时 可能还未上升到预设的安全高度，这将影响港口车驶离，因此，还需要判断 吊具的当前高度是否大于预设安全高度，如果是，确定当前装箱作业完成。
在当前装卸箱作业类型为卸箱作业，自动驾驶管理系统1需要判断吊具 由闭锁状态是否转变为开锁状态，如果是，说明已经完成卸箱，但吊具此时 可能还未上升到预设的安全高度，这将影响港口车驶离，因此，还需要判断 吊具的当前高度是否大于预设安全高度，如果是，确定当前卸箱作业完成。
示例性的，预设安全高度可以为10m。
由此，由于当前装卸箱作业包括当前装卸箱作业类型，使得自动驾驶管 理系统1可以自动识别当前装卸箱作业类型，无需人工参与，提高了效率。
自动驾驶管理系统1根据吊具的实时信息判断当前装卸箱作业完成后， 还需要判断是否存在未完成的装卸箱作业。其中，自动驾驶管理系统1判断 是否存在未完成的装卸箱作业的方式可以为：
自动驾驶管理系统1接收码头操作系统4发送的更新后的装卸箱任务， 根据更新后的装卸箱任务判断是否存在未完成的装卸箱作业，其中，更新后 的装卸箱任务标识当前装卸箱作业已完成。
由于港机系统3实时检测港口车的状态，因此，当港机系统3检测到当 前装卸箱作业已完成后，发送当前装卸箱作业已完成信息至码头操作系统4， 码头操作系统4接收当前装卸箱作业已完成信息，标识装卸箱任务中的当前 装卸箱作业已完成得到更新后的装卸箱任务，并将更新后的装卸箱任务发送 至自动驾驶管理系统1。
自动驾驶管理系统1接收码头操作系统4发送的更新后的装卸箱任务， 根据更新后的装卸箱任务判断是否存在未完成的装卸箱作业。其中，自动驾 驶管理系统1根据更新后的装卸箱任务判断是否存在未完成的装卸箱作业的 方式可以为：
判断更新后的装卸箱任务中是否存在未被标识的装卸箱作业，如果是， 确定存在未完成的装卸箱作业，如果否，确定不存在未完成的装卸箱作业。
自动驾驶管理系统1判断不存在未完成的装卸箱作业，说明所有的装卸 箱作业均已完成即装卸箱任务已完成，此时，发送接管指令至自动驾驶控制 器2。
示例性的，自动驾驶管理系统1通过遥测传输协议MQTT报文将接管指 令发送至自动驾驶控制器2。
自动驾驶控制器2接收接管指令，控制驾驶室语音设备输出任务完成提 示音。港口车的司机听到任务完成提示音，接管港口车，人工驾驶港口车驶 离堆场，完成在本堆场的装卸箱任务。
由上述内容可知，本实施例中自动驾驶控制器接收自动驾驶指令，控制 港口车进入自动驾驶模式，并发送已进入自动驾驶模式信息至自动驾驶管理 系统，自动驾驶管理系统接收已进入自动驾驶模式信息，并发送包含港口车 识别号的加入作业信息至码头操作系统，接收码头操作系统在接收到加入作 业信息后发送的装卸箱任务，根据装卸箱任务确定第一个装卸箱作业，将第 一个装卸箱作业作为当前装卸箱作业，计算港口车在执行当前装卸箱作业时 的行驶终点位置，并将行驶终点位置发送至自动驾驶控制器，其中，装卸箱任务包括至少一个装卸箱作业，自动驾驶控制器控制港口车行驶至行驶终点 位置，获取港口车上的位置检测设备检测到的港口车的当前位置，将行驶终 点位置与当前位置进行对比，当两者的差值小于预设阈值时，控制港口车停 车，自动驾驶管理系统接收港机系统在检测到港口车停车后发送的港口车的 当前位置相对于吊车的位置需调整的偏移量，判断偏移量是否为0，如果是， 将作业开始指令发送至自动驾驶控制器，自动驾驶控制器接收作业开始指令， 保持停车状态不变，自动驾驶管理系统接收港机系统在确定偏移量为0后发送的吊车上的吊具的实时信息，根据吊具的实时信息判断当前装卸箱作业是 否完成，如果完成，判断是否存在未完成的装卸箱作业，如果不存在，发送 接管指令至自动驾驶控制器。在本发明实施例中，通过自动驾驶管理系统分 别与码头系统中的港机系统和码头操作系统连接的方式，实现自动驾驶管理 系统分别与港机系统和码头操作系统对接，从而使得自动驾驶管理系统根据 接收到的码头操作系统发送的装卸箱任务以及港机系统发送的偏移量，控制 自动驾驶控制器配合吊车完成装卸箱作业，全程无需人工参与，智能化程度 高，提高工作效率。
并且，由于港口车所使用的自动驾驶传感器的级别为L2-L3级别，而该 级别的自动驾驶传感器的费用较低，因此，降低了成本。
在一种实现方式中，当自动驾驶管理系统1判断偏移量不是0时，说明 此时港口车未恰好停在可以与吊车进行对接的位置上，需要对港口车的位置 进行调整，因此，发送偏移量至自动驾驶控制器2。
自动驾驶控制器2接收自动驾驶管理系统1发送的偏移量，控制港口车 移动偏移量并停车。
由于港机系统3实时检测港口车的状态，因此，港机系统3在检测到港 口车再次停车后，可以再次计算得到港口车的当前位置也就是再次停车时所 在的位置相对于吊车的位置需调整的偏移量以便于港口车与吊车对接，然后 将此偏移量发送至自动驾驶管理系统1。
自动驾驶管理系统1继续执行接收港机系统3在检测到港口车停车后发 送的港口车的当前位置相对于吊车的位置需调整的偏移量，重复上述过程， 即再次判断偏移量是否为0，并根据判断结果进行后续步骤，具体步骤参照 第一次停车时的相关内容，在此不再赘述。
由此，当自动驾驶管理系统1判断偏移量不是0时，通过发送偏移量至 自动驾驶控制器2以使自动驾驶控制器2控制港口车移动偏移量并停车的方 式，达到了全程自动根据偏移量对港口车的位置进行调整，从而实现港口车 精准停车的目的，提高了工作效率，并且，由于偏移量是港口车的当前位置 相对于吊车的位置需调整的量，因此，偏移量是以吊车位置为基准得到的， 使得根据偏移量对港口车的位置进行调整的调整精度高。
在另一种实现方式中，当自动驾驶管理系统1判断存在未完成的装卸箱 作业时，将未完成的装卸箱作业作为当前装卸箱作业，自动驾驶管理系统1 继续执行计算港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶终点位置，从而继续执 行未完成的装卸箱作业，具体的过程参见上文完成第一次装卸箱作业的过程 描述，在此不再赘述。
由此，当自动驾驶管理系统1判断存在未完成的装卸箱作业时，通过将 未完成的装卸箱作业作为当前装卸箱作业的方式，使得自动驾驶管理系统1 可以继续完成未完成的装卸箱作业。
在另一种实现方式中，当自动驾驶管理系统1判断当前装卸箱作业已完 成时，通过遥测传输协议MQTT报文将作业结束指令发送至自动驾驶控制器 2。
自动驾驶控制器2接收作业结束指令，获知无需再保持停车状态，此时 解除停车状态。
为了方便理解，下面通过一具体实施例对司机驾驶港口车进入堆场到驶 离堆场的过程进行介绍：
图2为司机驾驶港口车进入堆场到驶离堆场的过程的示意图，参见图2：
1、司机驾驶港口车进入堆场；
2、司机触发自动驾驶切换按钮，自动驾驶控制器2控制港口车进入自动 驾驶模式，即一键切换自动驾驶；
3、自动驾驶管理系统1通过自动驾驶控制器2控制港口车在自动驾驶行 驶阶段到达当前装卸箱作业对应的作业贝位，当偏移量不为0时，对港口车 的位置进行调整；
4、当偏移量为0时，作业开始，港机系统3控制吊车进行当前装卸箱作 业；
5、当前装卸箱作业完成，自动驾驶管理系统1判断同堆场是否有未完成 的装卸箱作业即判断同堆场是否还有待进、提箱，如果是，将未完成的装卸 箱作业作为当前装卸箱作业，回到步骤3，如果否，进行步骤6；
6、自动驾驶控制器2控制驾驶室语音设备输出任务完成提示音，即下发 语音提示；
7、司机听到提示音，驾驶港口车驶出堆场。
由上可见，在此过程中，本发明提供的一种引导港口车停车并完成装卸 箱作业的自动驾驶系统能够自动完成装卸箱作业，司机仅需驶入以及驶离堆 场，装卸箱作业的全程无需人工参与，智能化程度高，提高了工作效率。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中 的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施 例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的 一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步 拆分成多个子模块。
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；而这些修改或者替换，并不使相应技术 方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于港口车的自动驾驶系统，其特征在于，所述自动驾驶系统包括安装于港口车的相互通信连接的自动驾驶管理系统和自动驾驶控制器，所述自动驾驶管理系统分别与码头系统中的港机系统和码头操作系统连接：
所述自动驾驶控制器接收自动驾驶指令，控制所述港口车进入自动驾驶模式，并发送已进入自动驾驶模式信息至所述自动驾驶管理系统；
所述自动驾驶管理系统接收所述已进入自动驾驶模式信息，并发送包含港口车识别号的加入作业信息至所述码头操作系统，接收所述码头操作系统在接收到所述加入作业信息后发送的装卸箱任务，根据所述装卸箱任务确定第一个装卸箱作业，将所述第一个装卸箱作业作为当前装卸箱作业，计算所述港口车在执行所述当前装卸箱作业时的行驶终点位置，并将所述行驶终点位置发送至所述自动驾驶控制器，其中，所述装卸箱任务包括至少一个装卸箱作业；
所述自动驾驶控制器控制所述港口车行驶至所述行驶终点位置，获取所述港口车上的位置检测设备检测到的所述港口车的当前位置，将所述行驶终点位置与所述当前位置进行对比，当两者的差值小于预设阈值时，控制所述港口车停车；
所述自动驾驶管理系统接收所述港机系统在检测到所述港口车停车后发送的所述港口车的当前位置相对于吊车的位置需调整的偏移量，判断所述偏移量是否为0，如果是，将作业开始指令发送至所述自动驾驶控制器；
所述自动驾驶控制器接收所述作业开始指令，保持停车状态不变；
所述自动驾驶管理系统接收所述港机系统在确定所述偏移量为0后发送的所述吊车上的吊具的实时信息，根据所述吊具的实时信息判断所述当前装卸箱作业是否完成，如果完成，判断是否存在未完成的装卸箱作业，如果不存在，发送接管指令至所述自动驾驶控制器。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述当前装卸箱作业包括当前待装卸箱的排序位数、当前待装卸箱的作业贝位号、作业车道航向角、首贝位的经度坐标、首贝位的纬度坐标和堆场贝位长度；
所述自动驾驶管理系统根据所述排序位数、所述作业贝位号和所述堆场贝位长度计算得到作业贝位与所述首贝位之间的距离；
根据所述距离、所述作业车道航向角、所述首贝位的经度坐标、所述首贝位的纬度坐标和地球半径计算得到所述港口车在执行所述当前装卸箱作业时的行驶终点位置的经度坐标；
根据所述距离、所述作业车道航向角、所述首贝位的纬度坐标和地球半径计算得到所述港口车在执行所述当前装卸箱作业时的行驶终点位置的纬度坐标。
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，根据以下公式计算得到作业贝位与首贝位之间的距离：
在当前待装卸箱的作业贝位号为奇数时：
xenc＝(N－1+i)L/2
式中，xenc为作业贝位与首贝位之间的距离，N为当前待装卸箱的作业贝位号，L为堆场贝位长度，i为当前待装卸箱的排序位数；
在当前待装卸箱的作业贝位号为偶数时：
xenc＝NL/2
式中，xenc为作业贝位与首贝位之间的距离，N为当前待装卸箱的作业贝位号，L为堆场贝位长度。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，根据以下公式计算得到港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶终点位置的经度坐标和纬度坐标：
Figure RE-FDA0003501184940000021
Figure RE-FDA0003501184940000022
式中，lngenc为港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶终点位置的经度坐标，latenc为港口车在执行当前装卸箱作业时的行驶终点位置的纬度坐标，xenc为作业贝位与首贝位之间的距离，R为地球半径，R＝6371004m，(lng0，lat0)分别为首贝位的经度坐标和首贝位的纬度坐标，θ为作业车道航向角，即作业车道与正东方向的夹角。
5.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，当所述自动驾驶管理系统判断所述偏移量不是0，发送所述偏移量至所述自动驾驶控制器；
所述自动驾驶控制器控制所述港口车移动所述偏移量并停车；
所述自动驾驶管理系统继续执行接收所述港机系统在检测到所述港口车停车后发送的所述港口车的当前位置相对于吊车的位置需调整的偏移量。
6.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述自动驾驶管理系统通过超文本传输协议HTTP接收所述装卸箱任务；
所述自动驾驶管理系统通过遥测传输协议MQTT报文将所述行驶终点位置发送至所述自动驾驶控制器；
所述自动驾驶管理系统通过传输控制协议TCP接收所述港口车的当前位置相对于吊车的位置需调整的偏移量以及所述吊车上的吊具的实时信息；
所述自动驾驶管理系统通过遥测传输协议MQTT报文将作业开始指令发送至所述自动驾驶控制器。
7.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述当前装卸箱作业包括当前装卸箱作业类型，所述吊具的实时信息包括所述吊具的当前高度和开闭锁状态信息；
在当前装卸箱作业类型为装箱作业，所述自动驾驶管理系统判断所述吊具由开锁状态转变为闭锁状态，且所述吊具的当前高度大于预设安全高度时，确定当前装箱作业完成；
在当前装卸箱作业类型为卸箱作业，所述自动驾驶管理系统判断所述吊具由闭锁状态转变为开锁状态，且所述吊具的当前高度大于预设安全高度时，确定当前卸箱作业完成。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述自动驾驶管理系统接收所述码头操作系统发送的更新后的装卸箱任务，根据所述更新后的装卸箱任务判断是否存在未完成的装卸箱作业，其中，所述更新后的装卸箱任务标识所述当前装卸箱作业已完成。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述自动驾驶管理系统判断存在未完成的装卸箱作业时，将所述未完成的装卸箱作业作为当前装卸箱作业，所述自动驾驶管理系统继续执行计算所述港口车在执行所述当前装卸箱作业时的行驶终点位置。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述自动驾驶管理系统判断所述当前装卸箱作业已完成时，通过遥测传输协议MQTT报文将作业结束指令发送至所述自动驾驶控制器；
所述自动驾驶控制器接收所述作业结束指令，解除停车状态；
所述自动驾驶管理系统通过遥测传输协议MQTT报文将所述接管指令发送至所述自动驾驶控制器；
所述自动驾驶控制器接收所述接管指令，控制驾驶室语音设备输出任务完成提示音。
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