一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车引导方法及系统

allin2026-02-06  5


本发明涉及车辆调度,尤其是涉及一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车引导方法及系统。


背景技术:

1、目前,无人驾驶集装箱卡车(无人内集卡)已可在港口内执行堆场到码头前沿的集装箱搬运任务。在大部分的集装箱港口里,内集卡实现了无人驾驶,而对外运输的集装箱卡车(外集卡)由于需要在社会道路行驶,依然是有人驾驶。因此在港口区域内有人外集卡和无人内集卡仍会形成路线冲突。无人内集卡根据预先设定的轨迹行驶,通过检测障碍物自动减速停车以避免碰撞。在混行场景下,有人驾驶集卡的司机会抢道通行,无人驾驶集卡遇到有人驾驶集卡会停车等待,导致无人内集卡“卡住”。受限于目前港口内无人驾驶技术的局限性,无人内集卡难以对抗有人驾驶车,影响港口作业效率并增加港口作业成本。鉴于上述现实问题,需要通过对有人驾驶做适当的管控,以消除有人驾驶和无人驾驶混行时候带来的效益损失。

2、现有针对港口内无人驾驶改进技术方案包括两个方面:1)针对无人驾驶领域的行驶轨迹生成系统与方法灵活性差的问题,提出能实时生成安全,可行的agv行驶轨迹的系统(cn110341711a),保证agv间无碰撞(cn113902289a);2)通过对无人驾驶集卡和人工集卡进行协调调度,以提升港口码头装船效率,如提出港口agv车队与人工集卡混行调度系统(cn112286198b)、构建v2x系统并通过tos系统使用匈牙利算法进行任务分配,规划无人驾驶集卡行驶路径(cn109765909b)。须指出,上述改进技术方案均是从控制港口内无人驾驶车辆的角度,规划无人驾驶车辆的路径,控制无人驾驶车辆避撞,没有考虑到在混行场景下,有人内集卡会使无人内集卡“卡住”,无法从根源上引导有人驾驶让行,解决无人驾驶与人工驾驶混行港口内可能产生的混乱情况,从而保障混行港口内的作业效率。


技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车引导方法及系统。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:

3、本发明提供一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车的引导方法,包括以下步骤:

4、s1、获取有人驾驶集装箱卡车目标任务与无人驾驶集装箱卡车轨迹数据,将所述无人驾驶集装箱卡车轨迹数据转换至时空网络中;

5、s2、将有人驾驶集装箱卡车的运输时间最小化作优化目标,并设置约束条件,建立时空网络模型,对所述时空网络模型进行求解,获得有人驾驶集装箱卡车的最短路径;

6、s3、将所述最短路径发布至集装箱卡车司机的手机地图app上,根据所述最短路径构建转向判断表,当有人驾驶集装箱卡车经过最短路径中的每个节点处,通过所述转向判断表查询得到转向信息,并将所述转向信息发布至引导显示屏上,实现对人工驾驶集装箱卡车的引导。

7、所述有人驾驶集装箱卡车目标任务包括:集装箱卡车的任务起点、任务终点、开始时间、工作内容。

8、所述无人驾驶集装箱卡车轨迹数据包括途径节点序列和连续型轨迹。

9、将所述连续型轨迹转换至时空网络中,具体包括如下步骤:

10、s11、将所述连续型轨迹进行数据清洗以剔除轨迹数据中的冗余点与噪声点;

11、s12、压缩清洗后的轨迹数据以缩减数据规模;

12、s13、采用基于几何信息的匹配算法将轨迹数据与轨迹地图进行匹配;

13、s14、将匹配后的轨迹数据的位置信息与时间戳结合,将二维的所述无人驾驶集装箱卡车轨迹数据转换至三维时空网络中。

14、所述空间约束包括起点约束、终点约束和路径连续性约束。

15、所述约束条件包括空间约束、时间约束和避碰约束。

16、所述避碰约束包括空间避碰和时间避碰。

17、对所述时空网络模型进行求解,具体包括以下步骤:

18、步骤s21、在时空网络中删除无人驾驶集装箱卡车途经的带有宽容约束的时空点,建立不可用时空点集合;

19、步骤s22、计算第一辆人工驾驶集装箱卡车的最短路径,生成并更新时空网络;

20、步骤s23、利用dijkstra算法求解时空网络模型,获得其最短路径并执行,将人工驾驶集装箱卡车在时空网络中途径的带有宽容约束的时空点删除,更新不可用时空点集合;

21、步骤s24、判断人工驾驶集装箱卡车的集合是否为空,若不为空,则将下一辆人工驾驶集装箱卡车作为当前集装箱卡车,生成并更新时空网络;重复上述步骤,通过迭代直至不可用时空点集合为空,最终获得所有人工驾驶集装箱卡车的最短路径。

22、所述最短路径以时空节点s(m,t)的序列的形式发布至集装箱卡车司机的手机地图app上。

23、第二方面,本发明提供一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集卡引导系统,所述系统包括:集卡信息采集模块、数据信息处理与传输模块和集卡引导信息发布模块;该系统用于实现上述中的任一所述的方法。

24、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

25、(1)本发明考虑到了无人驾驶集卡会被随机的有人驾驶集卡“卡死”的情况,本发明通过收集无人驾驶集卡轨迹及有人驾驶集卡目标任务,建立时空网络求解有人驾驶集卡的最优路径并发布至对应的引导屏和驾驶人手机终端。通过对有人驾驶集卡的行驶路径进行引导,并考虑了有人驾驶集卡在速度上的随机性,对有人驾驶集卡驶入与驶离设置了容忍度,更符合实际场景,解决了有人驾驶因缺乏引导而干扰无人内集卡行驶的问题。

26、(2)本发明聚焦于有人驾驶存在下的混行冲突问题,有利于提高港口作业效率,减少港口作业成本,消除有人驾驶和无人驾驶混行时候带来的效益损失,本发明可以一方面可以直接应用在港口的大尺度范围之内,另一方面也可以应用于仓储内的完全封闭的无人驾驶场景。

27、(3)本系统可以高效及时地对有人驾驶集卡进行引导,使其能在避免与无人驾驶集卡发生时空交叉的前提下,以最短路径完成作业,有效提升了混行港口内的作业效率。



技术特征:

1.一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车的引导方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车的引导方法,其特征在于,所述有人驾驶集装箱卡车目标任务包括:集装箱卡车的任务起点、任务终点、开始时间、工作内容。

3.根据权利要求1所述的一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车的引导方法,其特征在于,所述无人驾驶集装箱卡车轨迹数据包括途径节点序列和连续型轨迹。

4.根据权利要求3所述的一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车的引导方法,其特征在于,将所述连续型轨迹转换至时空网络中,具体包括如下步骤:

5.根据权利要求1所述的一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车的引导方法,其特征在于,所述约束条件包括空间约束、时间约束和避碰约束。

6.根据权利要求5所述的一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车的引导方法,其特征在于,所述空间约束包括起点约束、终点约束和路径连续性约束。

7.根据权利要求5所述的一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车的引导方法,其特征在于,所述避碰约束包括空间避碰和时间避碰。

8.根据权利要求1所述的一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车的引导方法,其特征在于,对所述时空网络模型进行求解,具体包括以下步骤:

9.根据权利要求1所述的一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车的引导方法,其特征在于,所述最短路径以时空节点s(m,t)序列的形式发布至集装箱卡车司机的手机地图app上。

10.一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集卡引导系统,其特征在于,所述系统包括:集卡信息采集模块、数据信息处理与传输模块和集卡引导信息发布模块;其中,


技术总结
本发明涉及车辆调度技术领域,尤其是涉及一种无人驾驶混行港口内人工驾驶集装箱卡车引导方法及系统。其中,该方法包括:获取有人驾驶集装箱卡车目标任务与无人驾驶集装箱卡车轨迹数据,将所述无人驾驶集装箱卡车轨迹数据转换至时空网络中;将有人驾驶集装箱卡车的运输时间最小化作优化目标,并设置约束条件,建立时空网络模型,对所述时空网络模型进行求解,获得有人驾驶集装箱卡车的最短路径;将人工驾驶集装箱卡车的最短路径发布至相应节点的引导屏和集卡驾驶员的手机地图APP中。与现有技术相比,本发明能够避免有人驾驶因抢道通行导致无人驾驶失效的问题,可有效提升混行港口内的作业效率。

技术研发人员:汪磊,刘捷,翁金贤
受保护的技术使用者:上海海事大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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