CN211149277U - 一种港内集装箱卡车作业智能导航系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种港内集装箱卡车智能导航系统。目的是提供一种港内集装箱卡车作业智能导航系统，该系统由港口TOS系统(码头管理系统)、位置信息识别及双目测距系统以及车载终端三部分组成。港口TOS系统可将作业任务信息发送到车载终端并接受车载终端反馈回来的信息。位置信息识别及双目测距系统可识别岸桥或堆场标识并计算出车辆到识别出的岸桥或堆场距离，提供高精准的车辆定位。车载终端可接受来自港口TOS系统的作业任务指令和来自位置信息识别及双目测距系统的定位信息，为司机规划合理路径并显示在信息先息屏上。本实用新型提供了可以为港口司机在作业过程中智能自动规划到岸桥或堆场的最优路线的智能导航系统。

Description

一种港内集装箱卡车作业智能导航系统

技术领域

本发明属于智能导航技术领域，具体涉及一种港内集装箱卡车智能导航系统。

背景技术

港口内集装箱运输目前主要有AGV(无人自动引导运输车)和人工驾驶车辆运输两种方式。

AGV系统的控制是通过物流上位调度系统、AGV地面控制系统及车载控制系统三者协作完成的。AGV车辆不需要驾驶员，自动化程度高，但车辆成本十分昂贵。AGV使用蓄电池作为动力源，工作一段时间后需要进行充电，单台车工作时间短。AGV车辆的自动导引技术需要铺设金属线或者磁带等港口基础设施作为导引装置，对于老港口改造成本难度大，同时车辆只能在规定的导引区域内工作，活动范围不够自由。整体成本高，维护费用大。

传统人工运输方式由运输人员驾驶车辆，对于管理比较先进的港口，在TOS(码头管理系统)的调度指令的基础上，结合对讲系统给运输人员下达工作指令(岸桥编号，货箱号，堆场区域编号等)，司机根据接收到的指令完成相应工作。在该过程中运输人员需要自行选择运输路线，这就要求运输人员必须熟悉港口岸桥、堆场以及相应的路线，以便于快速准确地选择出最优路线。对于规模比较大、有较多岸桥和堆场的港口运输，或者对于港口路线不是很熟悉的运输人员，尤其是对于新员工来说，想要快速准确的选择出最优路线比较困难，很难高效完成作业，同时增加了新员工的培训时间，这就使得工作效率难以提高。对于管理比较落后的部分港口，在没有TOS的情况下还需要运输人员准确记忆对讲系统所获得的信息，极大的降低了运输人员工作效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度、低成本、为运输人员快速提供最优路线的港内集装箱卡车智能导航系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种港内集装箱卡车智能导航系统，包括港口TOS系统,其特征在于：还包括车载终端和位置信息识别及双目测距系统；

所述的港口TOS系统可将作业任务信息发送到车载终端并接受车载终端反馈回来的信息；

所述的车载终端包括无线通讯模块、第一处理器模块、第一存储模块、第一电源模块、第一以太网接口模块、信息显示屏，车载终端通过无线通讯模块收到来自港口TOS系统的作业任务指令，车载终端通过第一以太网接口模块收到来自位置信息识别及双目测距系统的定位信息，第一处理器模块结合存储有高精度地图和高精度定位软件的第一存储模块，智能化给出当次作业，自动规划最优路径并在信息显示屏6上显示出来；

所述的位置信息识别及双目测距系统识别出拍摄到的岸桥或堆场标识，并且计算出车辆到识别出的岸桥或堆场距离，最后通过第二以太网接口模块5将定位信息传送给车载终端。

进一步的，所述位置信息识别及双目测距系统包括USB通讯接口模块、第二处理器模块、第二存储模块、第二电源模块、第二以太网接口模块、摄像头模块，位置信息识别及双目测距系统通过USB通讯接口模块接收到来自摄像头模块拍摄到的画面存储到第二存储模块,第二存储模块将画面数据传输给第二处理器模块，第二存储模块内存有OCR识别程序和双目测距程序。

进一步的，所述的第一存储模块存储的高精度地图软件将岸桥、堆场定位信息提前编号以编码的形式存储，并与港口TOS系统下发到车载终端的作业指令信息对于岸桥或堆场编码匹配一致。

进一步的，所述的第一以太网接口模块可以通过通讯线与第二以太网接口模块直接连接，实现车载终端与位置信息识别及双目测距系统的以太网通讯。

进一步的，所述的车载终端的信息显示屏为可触摸显示屏。

本发明的有益技术效果是：相对于传统人工运输方式，本发明使得在整个运输过程中，司机不需要记忆任何港口的岸堆场布局信息以及指令任务信息，再根据记忆、经验去选择完成任务所需要的路线，只需要根据导航地图显示的路线结合当前车辆精度定位驾驶，对于规模比较大、有较多岸桥和堆场的港口运输，或者对于港口路线不是很熟悉的运输人员，运输任务变得简单，同时减少了新员工的培训时间，大大加快了港口内运输效率。

相对于AGV系统，本发明无需购买专门的AGV车辆，只需在原有的车辆基础上进行改造安装车载终端，也不需要在港口再铺设金属线或者磁带等港口基础设施作为导引装置，车辆使用燃油作为动力，较AGV车辆单车工作时间更长，整体方案成本低且车辆活动范围灵活，方便老旧港口改造。

附图说明

图1为本发明的系统框图；

在图中，1港口TOS系统，2车载终端，21无线通讯模块，22第一处理器模块，23第一存储模块，24第一电源模块，25第一以太网接口模块，26信息显示触摸屏，3位置信息识别及双目测距系统，31USB通讯接口模块，32第二处理器模块，33第二存储模块，34第二电源模块， 35第二以太网接口模块，36摄像头模块。

图2为本发明的工作流程示意图。

具体实施方式

下面将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作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。

本发明的目的是提供一种高精度、低成本、为运输人员快速提供最优路线的港内集装箱卡车智能导航系统。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种港内集装箱卡车智能导航系统，包括港口TOS 系统1、车载终端2、位置信息识别及双目测距系统3三个主要部件,参阅图1。

本发明所述的港口TOS系统1是用于管理和控制码头作业各个环节的计算机管理系统，主要包括船舶极化、堆场控制、装卸船控制、检查桥、计费、受理等，是码头管理的核心。多数集装箱码头采用了先进的动态实时港口TOS系统1，实时反映系统集装箱信息，为码头计划和控制作业、收发箱提供最优方案。本发明的港口TOS系统可将作业任务信息发送到车载终端并接受车载终端反馈回来的信息；

本发明所述的车载终端2包括无线通讯模块21、第一处理器模块 22、第一存储模块23、第一电源模块24、第一以太网接口模块25、信息显示屏26，车载终端2通过无线通讯模块21收到来自港口TOS系统 1的作业任务指令，车载终端2通过第一以太网接口模块25收到来自位置信息识别及双目测距系统3的定位信息，车载终端2由第一电源模块 24供电，第一处理器模块22结合存储有高精度地图和高精度定位软件的第一存储模块23，智能化给出当次作业，自动规划最优路径并在信息显示屏26上显示出来；

本发明的位置信息识别及双目测距系统3包括USB通讯接口模块 31、第二处理器模块32、第二存储模块33、第二电源模块34、第二以太网接口模块35、摄像头模块36，位置信息识别及双目测距系统3由第二电源模块34供电，位置信息识别及双目测距系统3通过USB通讯接口模块31接收到来自摄像头模块36拍摄到的画面存储到第二存储模块33,第二存储模块33将画面数据传输给第二处理器模块32，第二处理器模块调用第二存储模块内的OCR算法程序识别出岸桥或堆场标识，并且调用双目测距程序计算出车辆到识别出的岸桥或堆场距离；

OCR(光学字符识别)是指电子设备处理影像，通过检测暗、亮的模式确定其形状，然后用字符识别方法将形状翻译成计算机文字的过程，使能达到影像资料的储存量减少、识别出的文字可再使用及分析。

双目测距是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像，通过计算图像对应点间的位置偏差，来获取物体三维几何信息的方法。双目测距具有效率高、精度合适、系统结构简单、成本低等优点，非常适合于制造现场的在线、非接触产品检测。

进一步的，TOS系统1在下发作业指令的时候，包括不限于将起点和终点(岸桥、堆场定位信息编号)发送到车载终端2。

优选的，所述的港口TOS系统1采用美国Navis公司的Sparcs系统。

进一步的，车载终端2可以通过无线通讯模块21直接与TOS系统进行通信。

进一步的，第一存储模块23存储有高精度地图软件和高精度定位软件，高精度地图软件将岸桥、堆场定位信息提前编号以编码的形式存储，并与港口TOS系统1下发到车载终端的作业指令信息对于岸桥或堆场编码匹配一致。

进一步的，本发明的车载终端的信息显示屏26为可触摸显示屏。

优选的，本发明所述的的车载终端2选用SIMATIC IPC477D工控机，第一处理器模块22选用SIMATIC IPC477D工控机自带的酷睿i7-3517UE 处理器；第一存储模块23选用SIMATIC IPC477D工控机自带的8G内存 +160G SSD；第一电源模块24选用SIMATIC IPC477D工控机自带的 100/230工业电源；第一以太网接口模块25选用SIMATIC IPC477D工控机自带的以太网接口；信息显示屏选用SIMATIC IPC477D工控机自带的 15”触屏(1280*800)显示屏；车载终端2的无线通讯模块21选用将DTP_S09F无线终端与DTD433无线终端相结合，DTD433无线终端适用于 3公里内，DTP_S09F无线终端适用于3公里外，远近结合可以满足本发明的的要求。

进一步的，以第一太网接口模块25可以通过通讯线与第二以太网接口模块25直接连接，实现车载终端2与位置信息识别及双目测距系统3的以太网通讯。

进一步的，位置信息识别及双目测距系统3可与车载终端2的定位系统结合形成SLAM算法，提供高精度的车辆定位。

进一步的，位置信息识别及双目测距系统3的摄像头模块36为双摄像头，进行双目位置信息识别及测距，并且摄像头模块可通过USB通讯接口模块31将拍摄到的图像数据传输给第二存储模块33。

优选的，位置信息识别及双目测距系统3在TI公司的DaVinc系列的DMC7x系统上搭建，第二处理器模块32选用DMC7x系统自带的DMC7x 处理器，DMC7x处理器利用了1000MHzARM CortexTM-A8内核和800MHz TMS320C64x+TM DSP内核，该内核针对广泛范围的数字视频终端设备进行了优化；第二存储模块33选用DMC7x系统内部自带有32位256MB DDR SDRAM和16位256MB NAND Flash存储模块；第二电源模块34选用整合在DMC7x系统内的TPS65951电源管理模块，来满足系统复杂的供电要求，在电源模块中，采用TPS54286PWP电源芯片为系统提供电源。

优选的，摄像头模块36采用选用参数完全相同的两个摄像头，选用了内核芯片为中星微zc0301pl的摄像头，该摄像头使用USB端口与硬件平台连接；USB通讯接口模块31采用TUSB1210BRHBT和Upd7720110 芯片，将核心板的USB控制端延伸至外部端口，实现核心板与摄像头的连接；第二以太网接口模块35选用LAN922li-ABZJ型号的芯片来提供以太网RJ45接口，用于和车载终端通信。

参阅图2,港口任务中心管理人员通过港口TOS系统1将作业指令信息(包括但不限于岸桥编号、货箱号、堆场区域编号等)下发给车载终端2，车载终端2接收到任务指令，将任务指令显示在信息显示屏26上。

司机在信息显示屏26上确认接受任务之后，车载终端2的第一处理器模块22将收到的任务指令信息、来自位置信息识别及双目测距系统3的定位信息与第一存储模块23内的高精度地图软件相结合，智能自动规划到达装货点的最优路径，并在信息显示屏上显示出来。司机根据车载终端2的信息显示屏26显示的规划好的最优路径驾驶车辆到达装货位置，等待装货完成后，司机在信息显示屏26上点击确认“装货完成”，车载终端2的第一处理器模块22再次智能自动规划到达装货点的最优路径，并在信息显示屏上显示出来。司机根据车载终端2的显示的规划好的最优路径驾驶车辆到达卸货位置，等待卸货完成后，司机在信息显示屏26上确认“卸货完成”，车载终端2再次接受来自TOS系统 1的作业指令信息，开始再一次进行运输任务，直到港口TOS系统1不再发送新的作业指令或者司机点击确认“当天作业完成”，车载终端2 自动规划到停车场的路径，并在信息显示屏26上显示出来，司机根据信息显示屏26显示的规划好的最优路径驾驶车辆到达停车场。在该过程中，位置信息识别及双目测距系统3一直为车载终端2提供定位信息，摄像头模块36将拍摄到的影像通过USB通讯接口模块31传输到第二存储模块33，第二处理器模块32调用第二存储模块33内的OCR算法程序识别出岸桥或堆场标识，并且调用第二存储模块33内的双目测距程序计算出车辆到识别出的岸桥或堆场距离；然后将这些定位信息通过第二以太网接口模块35传输到车载终端2。

Claims (5)

1.一种港内集装箱卡车作业智能导航系统，包括港口TOS系统(1),其特征在于：还包括车载终端(2)和位置信息识别及双目测距系统(3)；

所述的港口TOS系统(1)可将作业任务信息发送到车载终端(2)并接受车载终端(2)反馈回来的信息；

所述的车载终端(2)包括无线通讯模块(21)、第一处理器模块(22)、第一存储模块(23)、第一电源模块(24)、第一以太网接口模块(25)、信息显示屏(26)，车载终端(2)通过无线通讯模块(21)收到来自港口TOS系统(1)的作业任务指令，车载终端(2)通过第一以太网接口模块(25)收到来自位置信息识别及双目测距系统(3)的定位信息，第一处理器模块(22)结合存储有高精度地图和高精度定位软件的第一存储模块(23)，智能化给出当次作业，自动规划最优路径并在信息显示屏(26)上显示出来；

所述的位置信息识别及双目测距系统(3)识别出拍摄到的岸桥或堆场标识，并且计算出车辆到识别出的岸桥或堆场距离，最后通过第二以太网接口模块(35)将定位信息传送给车载终端(2)。

2.根据权利要求1所述的一种港内集装箱卡车作业智能导航系统，其特征在于：所述位置信息识别及双目测距系统(3)包括USB通讯接口模块(31)、第二处理器模块(32)、第二存储模块(33)、第二电源模块(34)、第二以太网接口模块(35)、摄像头模块(36)，位置信息识别及双目测距系统(3)通过USB通讯接口模块(31)接收到来自摄像头模块(36)拍摄到的画面存储到第二存储模块(33),第二存储模块(33)将画面数据传输给第二处理器模块(32)，第二存储模块(33)内存有OCR识别程序和双目测距程序。

3.根据权利要求1所述的一种港内集装箱卡车作业智能导航系统，其特征在于：所述的第一存储模块(23)存储的高精度地图软件将岸桥、堆场定位信息提前编号以编码的形式存储，并与港口TOS系统(1)下发到车载终端(2)的作业指令信息对于岸桥或堆场编码匹配一致。

4.根据权利要求1所述的一种港内集装箱卡车作业智能导航系统，其特征在于：所述的第一以太网接口模块(25)通过通讯线与第二以太网接口模块(35)直接连接，实现车载终端(2)与位置信息识别及双目测距系统(3)的以太网通讯。

5.根据权利要求1所述的一种港内集装箱卡车作业智能导航系统，其特征在于：所述的车载终端(2)的信息显示屏(26)为可触摸显示屏。

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