WO2020107638A1 - 一种智能共享单车转运车 - Google Patents

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高峰
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北京理工大学
邓方
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张乐乐
梁丽
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岳祥虎
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高峰
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Abstract

一种智能共享单车转运车，包括：驾驶舱（1）、车身平台（2）、共享单车停车架（3）、轮式装置（4）、能源单元（5）和车载单元（6），该转运车采用停车架和车身相结合的模式，将停车平台和转运平台二合一，不仅方便用户使用，同时还能避免转运过程中人工搬运车辆，节省人力物力，降低运营成本。同时该转运车能通过多种方式对共享单车进行转运，避免了现有调度方法中依靠人工费时费力的情况，节约成本的同时也能够提高转运效率。

Description

一种智能共享单车转运车 技术领域
本发明涉及一种转运车，具体涉及一种智能的共享单车转运车，属于智能车辆技术领域。
背景技术
共享单车的出现给人们的出行带来了极大的便利。随着共享单车的日益普及，使用的人数在不断增加。但随着更多单车的投入和人们不同时段使用量的变化，共享单车系统存在“潮汐现象”等时间和空间上分布不均衡的问题，例如某些区域单车供不应求，而另一些地方则有大量单车闲置。为解决这一问题，对共享单车进行调度转运是十分必要的。
目前市场中，包括摩拜、ofo等在内的很多公司针对共享单车的调度和运转主要依靠人工搬运、驾驶转运车运送的方式进行。然而，该方法存在以下不足：
1、该方法需要转运人员不断地搬运装卸大量共享单车，耗费极大人力的同时人员开支也增加了运营成本。
2、该方法的转运车辆单车转运距离广、周期长，受成本所限现有转运车辆和人员的数量并不能及时满足各区域的转运需求。
3、目前该方法所使用的转运车容量较大，使用成本高，因此对于小规模车辆的转运并不合适，会造成资源的浪费和运行成本的增加。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种智能的共享单车转运车，将停车平台和转运平台二合一，能够有效解决传统共享单车转运调度需要投入大量人力的问题。
所述的智能共享单车转运车包括：驾驶舱、车身平台、共享单车停车架、轮式装置、能源单元和车载单元；
所述驾驶舱内设置有车载单元，通过所述车载单元使该转运车具备人驾驶和无人自主行进的功能；
所述轮式装置作为驱动装置，位于车身平台底部；
在所述车身平台上设置两个以上共享单车停车架，当所述转运车停放时，所述车身平台作为停车平台，用于共享单车的停/取；当所述转运车行进时，所述车身平台作为转运平台，用于共享单车的转运；
所述能源单元用于为整个转运车提供能源和动力。
所述转运车具有三种转运模式，分别为有人驾驶转运模式、无人自主规划转运模式和人车混合转运模式；
所述有人驾驶转运模式为：由驾驶员操作所述转运车行进；
所述无人自主规划转运模式为：所述车载单元依据预设的目的地进行路径规划，并在预设的启动时间启动所述转运车按照规划的路径自主行进；
所述人车混合转运模式为：所述车载单元接收操作人员指令控制所述转运车自主行进。
作为本发明的一种优选方式：在所述车身平台末端设置有着陆板，所述转运车停放时，所述着陆板斜向下伸出与地面连接，形成地面与车身平台之间的连接通道，此时所述转运车作为停车架使用；车辆启动前，将所述着陆板收回，并限位在不与地面接触的位置，使转运车能够行驶。
有益效果：
(1)本发明提供的智能共享单车转运车，采用停车架和车身相结合的模式，即将停车平台和转运平台二合一，不仅方便用户使用，同时还能避免转运过程中人工搬运车辆，节省了人力物力，降低了运营成本。
(2)该智能转运车提供的转运模式中，有人驾驶、无人自主规划和人车混合转运三种方式，各方式均可独立或相互协作完成调度转运任务。其中无人自主规划转运方式可自动完成大部分转运任务，极大地减少了操作人员的任务量；而人车混合或有人驾驶方式不仅能够正常完成调度任务，还可保证遇到特殊情况时，配合干预或报警模式使操作人员能够了解操控转运车的任务行为，保证了车辆的安全行驶。
(3)该智能转运车体积小，运行灵活，能够满足并在一定程度上减少转运高峰期时的多区域大量转运需求，也适用于小规模数量共享单车的转运。同时通过奖励机制鼓励人们将共享单车停在转运车上，减少乱停车现象。
附图说明
图1为转运车整体结构图；
图2为转运车车载系统模块框图；
图3为转运车执行任务流程图。
其中，1-驾驶舱，2-车身平台，3-共享单车停车架，4-轮式装置，5-能源单元，6-车载单元。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种智能共享单车转运车，能够有效解决传统共享单车转运调度需要投入大量人力和智能化程度低等问题。
如图1所示，该共享单车转运车包括：驾驶舱1、车身平台2、共享单车停车架3、轮式装置4、能源单元5和车载单元6。
其中，驾驶舱1在传统车辆驾驶舱的基础上内部增设车载单元6，使其能够同时满足有人驾驶和无人自主行进的功能；驾驶舱1顶部设有警报灯装置，用于车辆启停时配合警告语音发出提醒。
轮式装置4作为驱动装置，位于车身平台2底部，轮式装置4包括左右对称设置在车身平台2底部的多个车轮。车身平台2同时作为停放共享单车的平台使用，即在车身平台2上方设置多个共享单车停车架3，方便用户停/取共享单车。共享单车停车架3为简易插槽样式，并排固定于车身平台上。每个共享单车停车架3上设有用于感知是否有单车停放的感应器(如压力传感器)。为方便共享单车的停/取，将轮式装置4设计为可伸缩式，转运车停放时，车轮缩回至车身平台2内部，使车身平台2平放于地面，此时该转运车作为停车架使用；车辆启动前，将车轮伸出，使转运车能够行驶。
能源单元5用于为整个转运车提供能源和动力，可采用多种供能方式，如油、气、电或新能源等。
车载单元6是转运车的核心部件，放置于驾驶舱1内部。如图2所示，车载单元6包括：数据存储模块、指令理解模块、路径规划模块、自动驾驶模块、故障诊断模块、报警及紧急处理模块和通信模块，其中路径规划模块包括GIS(地理信息系统)模块、导航定位模块和自主规划决策模块。
其中数据存储模块分别与车载单元6中的其余各模块连接用于进行数据交互，并存储所接收到的数据信息；指令理解模块一方面和通信模块连接交互，根据接收到的操作指令，完成指令的解析；另一方面结合预存的指令集，将解析后的信息发送给路径规划模块，完成后续任务。指令理解模块预存多个常用指令集，使转运车能够快速准确的地执行操作人员下达的转运指令。
在无人自主行进模式时，路径规划模块中的GIS模块、导航定位模块和自主规划决策模块协同完成任务的路径规划，并将规划的路径发送给自动驾驶模块。具体为：GIS模块内预存有高精度地图，自主规划决策模块依据GIS模块的地图、导航定位模块提供的当前位置信息、调度指挥中心提供的目的地位置信息进行路径规划，以时间优选为原则，获得到达目的地的最佳路径，然后将规划的最佳路径发送给自动驾驶模块。
自动驾驶模块接收到路径规划模块发送的最佳路径后，依据该路径进行无人自主行进。无人自主行进过程中，通过设置在车身平台上的感知传感器实时感知转运车所在位置的道路信息，感知传感器可包括视觉传感器(图像采集装置等)、激光传感器等；该模块联合导航定位模块可实现识别路况、控制车速和方向、躲避障碍等功能，以完成自动行驶任务。
故障诊断模块从数据存储模块中实时获取转运车各个关键部件的运行状态数据(转速、温度、压力)，通过过程监测及故障预报诊断算法实现对转运车的运行状态实时监测，并对可能出现的故障进行诊断和预测，一旦发现某部件发生或即将发生问题，将及时把信息经由通信模块发送至调度指挥中心，等待后续处理。
报警及紧急处理模块包括语音装置、报警装置和急停装置，其中语音装置用于转运车启停时配合驾驶舱顶部的报警灯装置发出语音和灯光警告；报警装置用于在转运车发生意外情况如碰撞或者破坏等时通过通信模块向调度指挥中心发出警报；急停装置用于暂停转运车当前全部操作以便进行紧急处理。
通信模块分别与报警及紧急处理模块和指令理解模块相连，用于在调度指挥中心和转运车之间传递信息。
该智能共享单车转运车共有五种模式：停车位模式、转运模式、启动模式、干预模式和报警模式。其中停车位模式指转运车静止时作为停放共享单车的平台使用，方便用户停/取车辆，该模式同时具有停车车辆数目统计功能；转运模式指转运车能够通过有人驾驶转运、无人自主规划转运和人车混合转运三种方式完成调度转运任务；启动模式是指转运车进行车辆启动前各项准备操作；干预模式是指当智能转运车遇到临时特殊情况如改变当前行车路径时，由人工接管指挥。报警模式是指当智能转运车遇到紧急危险情况或者遭到强制移动破坏时，能够停止当前操作并向调度中心发送警报信息，等待后续处理。
该共享单车转运车执行任务时的流程如图3所示：
共享单车转运车处于停车模式时：轮式装置4中的车轮收缩，整个车身平台2平放于地面，作为停车架供用户停/取共享单车；当用户将共享单车停在共享单车停车架3上时，其上的感应器感应后向数据存储模块发送存车信号，数据存储模块将存车信号通过通信模块发送给调度指挥中心，调度指挥中心根据导航定位模块对共享单车转运车进行定位，确定相应车辆后通过后台服务器给予停车用户一定积分作为规范停车的奖励；同时数据存储模块实时记录当前转运车所载有的共享单车数量，再通过通信模块将所记录的共享单车数量传送至调度指挥中心，使调度指挥中心的工作人员能够了解各区域共享单车的分布数量。
当产生调度需求时，调度指挥中心根据各区域共享单车分布的数量进行转运调度，需要调度区域的转运车进入转运模式：
若选择有人驾驶方式，由驾驶员操作车辆行进，驾驶员可选择凭经验或者通过转运车路径规划模块进行路径规划；
若选择人车混合转运方式，则自动驾驶模块根据人的指令自主行进；
若选用无人自主规划转运方式，转运车按照提前设定的区域和时间，自主进行规划路径并自动行车；此方式下，为保证行车安全，调度指挥中心的操作人员可控制急停装置随时终止当前操作，同时也可切换至有人驾驶方式或者进入干预模式。
转运模式设置完成后，转运车进入启动模式，故障诊断模块检查当前转运车各组件运行情况，若转运车各组件均运行正常，车身平台2底部车轮伸出，车辆启动，此时报警及紧急处理模块中的语音装置以及驾驶舱顶部的报警灯装置发出语音和灯光警告，提示车辆启动；若转运车某个组件出现异常，则进入报警模式。所述报警模式指报警及紧急处理模块中的报警装置通过通信模块向调度指挥中心发出警报。
车辆启动后，语音和灯光警告停止。转运车行车过程中，若当前任务发生变更或出现异常，例如临时改变转运区域，若当前转运模式为有人驾驶方式或人车混合转运方式，则驾驶室内的操作人员直接执行变更后的任务；若当前转运模式为无人自主规划转运方式，则调度指挥中心的操作人员切换至干预模式，通过人车混合或者有人驾驶方式进行干预和中断。
转运车行车过程中，如果发生异常和意外情况如车辆发生碰撞等(通过设置在车身平台上的多个碰撞传感器检测是否发生碰撞)，则进入报警模式，转运车停止当前操作原地等待，并立即向调度指挥中心发送警报等待后续处理。
当转运车到达目的地后，车身平台2底部车轮收缩，再次恢复停车位模式。
如现需要从A区域向B区域在C时刻转运若干量共享单车。首先由停车位模式切换至转运模式：
若采用人车混合转运或者有人驾驶方式，可通过操作人员或者驾驶员按时转运完成；
若选用无人自主规划转运方式，可根据转运需求和当前各转运车所载有的共享单车数量，调度指挥中心提前向A区域内一定数量的转运车发送设定目标区域B和启动时间C，这些转运车将在设定时间自主进行路径规划并行进；
然后进入启动模式，故障诊断模块对转运车辆进行检查，确保无误后伸出轮式装置，车辆启动。如果在行车过程中出现意外情况，例如因为需求量变化，突然需要向E区域进行转运，调度指挥中心将转运车切换至干预模式，采用人机混合或者有人驾驶方式，通过指挥或者再规划等方式引导这些车完成后续行动。如果出现碰撞等紧急情况，进入报警模式，报警及紧急处理模块将暂停转运车当前操作并向转运中心发送警报，调度指挥中心同样可通过人车混合或有人驾驶方式等方法进行后续处理。
实施例2：
本实施例中，轮式装置4不可伸缩，为方便共享单车的停/取，在车身平台2的末端设置有着陆板，当转运车停放时，该转运车作为停车架使用，车身平台2末端的着陆板一端斜向下伸出后与地面接触，形成车身平台2与地面之间的连通通道，用户可通过钢制着陆板在平台上取放单车；车辆启动前，着陆板收回不与地面接触，使转运车能够正常行驶。
着陆板的实现方式可以为：着陆板的底部与车身平台2铰接，车辆作为转运车使用时，着陆板通过限位机构限位在竖直状态，不与地面接触；转运车作为停车架使用，解除限位机构的限位，使着陆板绕其与车身平台2的铰接处向外转动，直至与地面接触。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

  1. 一种智能共享单车转运车，其特征在于，包括：驾驶舱(1)、车身平台(2)、共享单车停车架(3)、轮式装置(4)、能源单元(5)和车载单元(6)；
    所述驾驶舱(1)内设置有车载单元(6)，通过所述车载单元(6)使该转运车具备人驾驶和无人自主行进的功能；
    所述轮式装置(4)作为驱动装置，位于车身平台(2)底部；
    在所述车身平台(2)上设置两个以上共享单车停车架(3)，当所述转运车停放时，所述车身平台(2)作为停车平台，用于共享单车的停/取；当所述转运车行进时，所述车身平台(2)作为转运平台，用于共享单车的转运；
    所述能源单元用于为整个转运车提供能源和动力。
  2. 如权利要求1所述的智能共享单车转运车，其特征在于，所述轮式装置(4)为左右对称设置在车身平台(2)底部的两个以上车轮，所述车轮为可伸缩式，所述转运车停放时，车轮缩回至车身平台(2)内部，使车身平台(2)平放于地面，此时所述转运车作为停车架使用；车辆启动前，将车轮伸出，使转运车能够行驶。
  3. 如权利要求1所述的智能共享单车转运车，其特征在于，在所述车身平台(2)末端设置有着陆板，所述转运车停放时，所述着陆板斜向下伸出与地面连接，形成地面与车身平台(2)之间的连接通道，此时所述转运车作为停车架使用；车辆启动前，将所述着陆板收回，并限位在不与地面接触的位置，使转运车能够行驶。
  4. 如权利要求1或2或3所述的智能共享单车转运车，其特征在于，所述转运车具有三种转运模式，分别为有人驾驶转运模式、无人自主规划转运模式和人车混合转运模式；
    所述有人驾驶转运模式为：由驾驶员操作所述转运车行进；
    所述无人自主规划转运模式为：所述车载单元(6)依据预设的目的地进行路径规划，并在预设的启动时间启动所述转运车按照规划的路径自主行进；
    所述人车混合转运模式为：所述车载单元(6)接收操作人员指令控制所述转运车自主行进。
  5. 如权利要求4所述的智能共享单车转运车，其特征在于，所述车载单元(6)包括：数据存储模块、指令理解模块、路径规划模块和自动驾驶模块；其中路径规划模块包括GIS模块、导航定位模块和自主规划决策模块；
    所述数据存储模块分别与所述车载单元(6)中的其余各模块连接用于进行数据交互，并存储所接收到的数据信息；
    所述指令理解模块与所述通信模块连接，用于接收调度指挥中心通过所述通信模块发送的操作指令，并完成指令的解析后发送给路径规划模块，使所述路径规划模块执行相应的指 令；
    当所述转运车处于无人自主规划转运模式时：所述自主规划决策模块依据GIS模块的地图、导航定位模块提供的当前位置信息、调度指挥中心提供的目的地位置信息进行路径规划，然后将规划的路径发送给自动驾驶模块；所述自动驾驶模块接收到路径规划模块发送的路径后，依据该路径进行无人自主行进。
  6. 如权利要求5所述的智能共享单车转运车，其特征在于，所述车载单元(6)还包括报警及紧急处理模块，所述报警及紧急处理模块包括：语音装置、报警装置和急停装置，在所述驾驶舱(1)顶部设有警报灯；所述语音装置和警报灯用于在转运车启/停止时刻时发出语音和灯光警告；所述报警装置用于通过所述通信模块向调度指挥中心发出警报；所述急停装置用于暂停转运车当前全部操作。
  7. 如权利要求6所述的智能共享单车转运车，其特征在于，所述车载单元(6)还包括故障诊断模块，所述故障诊断模块与所述数据存储模块相连，实时获取转运车上设定部件的运行状态数据，通过过程监测及故障预报诊断算法实现对转运车的运行状态实时监测，并对可能出现的故障进行诊断和预测，并将诊断和预测结果发送给数据存储模块存储；当所述故障诊断模块诊断或预测到有部件发生或即将发生故障时，启动所述报警装置，所述报警装置通过所述通信模块向调度指挥中心发出警报。
  8. 如权利要求5所述的智能共享单车转运车，其特征在于，每个所述共享单车停车架(3)上设有用于感知是否有单车停放的感应器，当有共享单车停放时，对应共享单车停车架(3)上的感应器感应后向所述数据存储模块发送存车信号，所述数据存储模块实时记录当前转运车所载有的共享单车数量，再通过通信模块将所记录的共享单车数量传送至调度指挥中心。
  9. 如权利要求6所述的智能共享单车转运车，其特征在于，所述转运车行车过程中，若当前任务发生变更：
    当所述转运车处于无人自主规划转运模式时：调度指挥中心通过所述急停装置暂停转运车当前全部操作，然后切换至有人驾驶转运模式或人车混合转运模式执行变更后的任务；
    若当前转运模式为有人驾驶方式或人车混合转运方式，则驾驶室内的操作人员直接执行变更后的任务。
  10. 如权利要求5所述的智能共享单车转运车，其特征在于，所述车身平台(2)设置有用于实时感知转运车所在位置道路信息的感知传感器，所述感知传感器包括视觉传感器、激光传感器中的一种以上，所述感知传感器将感知的道路信息发送给路径规划模块，所述路径规划模块依据所述道路信息控制车速和方向。
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