[发明专利]无人驾驶集装箱卡车相对自动化场桥高精度定位停车方法

说明书

本发明涉及一种无人驾驶集装箱卡车相对自动化场桥高精度定位停车方法，其特征是：采用激光雷达和视觉传感器将无人驾驶集装箱卡车与自动化场桥之间的相对定位区间调整至10米以内；通过自动化场桥拖挂定位检测信息，修正无人驾驶集装箱卡车与自动化场桥之间的相互位置，根据相对定位信息，利用定位有限状态机和步进停车控制器，实现无人驾驶集装箱卡车场桥作业的高精度定位。有益效果：本发明解决了无人驾驶集装箱卡车在堆场作业时GPS/北斗定位误差的问题，可以实现无人驾驶集装箱卡车和自动化场桥的相对精确定位，同时减少无人驾驶集装箱卡车位置姿态调整的次数，实现精确停车，提高自动化场桥与集装箱卡车之间完成装箱、卸箱的效率。

技术领域

本发明属于无人驾驶汽车技术领域，尤其涉及一种无人驾驶集装箱卡车相对自动化场桥高精度定位停车方法。

背景技术

港口平面运输效率主要取决于岸桥和场桥与集装箱卡车之间完成装箱、卸箱的效率。目前岸桥、场桥与集装箱卡车之间进行装箱、卸箱操作时，对桥吊与集装箱卡车之间的相对位置和姿态要求比较高，误差范围比较小，往往需要驾驶员多次调整相对位置与姿态，对驾驶技术要求较高，同时也会影响装卸效率。

港口自动化改造主要涉及港口作业调度系统改造、场桥自动化改造和无人驾驶集装箱卡车等。港口作业调度系统发出作业指令，场桥和集装箱卡车分别要移动到指定的作业贝位，因此，在自动化改造过程中，场桥一般通过磁钉实现精确定位，集装箱卡车一般通过GPS/北斗定位系统增加定位能力，但是限于GPS/北斗的定位精度，还需要通过增加激光雷达和视觉传感器提高定位精度。在实际使用过程中，场桥和集装箱卡车到达作业贝位，开始进行装卸箱操作之前，需要场桥和集装箱卡车互相配合，分别或者同时移动场桥和集装箱卡车，逐步优化场桥和集装箱卡车各自的停车位置以及相互位置和姿态关系，最终保证场桥到达正确的贝位位置，集装箱卡车到达该场桥能够正确装卸箱的位置，并保持正确的停车姿态。无人驾驶集装箱卡车在港口平面运输中发挥作业，需要具备相对自动化场桥精确定位停车装卸箱的能力。

实现上述方案的难点主要包括：无人驾驶集装箱卡车在堆场作业时，由于自动化场桥或者集装箱遮挡，会造成GPS/北斗定位误差增大；自动化场桥和无人驾驶集装箱卡车同时运动时，如何协调两者之间的相互运动，提供优化控制策略，减少无人驾驶集装箱卡车位置姿态调整的次数和距离；由于无人驾驶集装箱卡车拖挂尺寸变化，会导致利用激光雷达或者视觉传感器实现的卡车与场桥之间的定位位置与实际装卸箱位置存在一定的偏移，无法正确完成装卸箱操作。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种无人驾驶集装箱卡车相对自动化场桥高精度定位停车方法，利用激光雷达和视觉传感器，通过无人驾驶集装箱卡车共享自动场桥拖挂定位检测信息，可以控制无人驾驶集装箱卡车厘米级精确定位停车。

本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种无人驾驶集装箱卡车相对自动化场桥高精度定位停车方法，其特征是：采用激光雷达和视觉传感器将无人驾驶集装箱卡车与自动化场桥之间的相对定位区间调整至10米以内；通过自动化场桥拖挂定位检测信息，修正无人驾驶集装箱卡车与自动化场桥之间的相互位置，增加无人驾驶集装箱卡车和自动化场桥之间的定位信息交互，根据相对定位信息，利用定位有限状态机和步进停车控制器，实现无人驾驶集装箱卡车场桥作业的高精度定位，具体步骤如下：

步骤一、自动化场桥接收调度系统指令，开始向指定贝位运动；自动化场桥到达指定贝位，停止运动，等待无人驾驶集装箱卡车；

步骤二、无人驾驶集装箱卡车利用定位有限状态机调整自车运动，实现与自动化场桥的互定位以及精确停车，有限状态机的状态以及状态转移关系如下：

1)准备：无人驾驶集装箱卡车接收调度系统指令，查询指定贝位定位信息，规划行驶轨迹，发送开始运行指令；

2)运行：无人驾驶集装箱卡车接收指令，开始向指定贝位运动；此时无人驾驶集装箱卡车并没有进入能够与自动化场桥相互定位检测的距离，无人驾驶集装箱卡车根据指定贝位及GPS/北斗定位位置的规划轨迹运动；