本发明公开了一种岸桥自动化无人集卡引导系统，该岸桥自动化无人集卡引导系统包括目标检测单元，用于对自动化岸桥的大车小车位置、起升位置、吊具位置、作业目标状态以及集卡位置进行实时处理检测和/或智能控制单元，用于对自动化岸桥的自动化设备进行智能控制，同时与水平运输系统进行引导交互，引导对位完成即开始自动化作业。本发明还公开了一种岸桥自动化无人集卡引导方法，该岸桥自动化无人集卡引导系统和方法减少作业车辆等待时间，提高作业效率，从而达到无人集卡快速对位、快速锁车，实现无人控制的岸桥自动化快速作业。
1.一种岸桥自动化无人集卡引导系统，其特征在于，包括：目标检测单元，用于对自动化岸桥的大车小车位置、起升位置、吊具位置、作业目标状态以及集卡位置进行实时处理检测；
智能控制单元，用于对自动化岸桥的自动化设备进行智能控制，同时与水平运输系统进行引导交互，引导对位完成即开始自动化作业，所述目标检测单元包括设置在岸桥鞍梁靠近路侧位置处的集卡引导传感器，用于检测在不同进车方向下的车辆距离，所述智能控制单元包括设置在岸桥电气房的单机通信客户端，所述单机通信客户端包括：岸桥控制接口，用于发送字节段，通过自定义消息头定义接口传输给岸桥自动化设备，利用智能控制单元智能控制岸桥自动化设备运行；
水平运输通信接口，用于与水平运输系统进行引导交互，利用智能控制单元，实现车辆纵向前后的精确驱动；
网络传输设备，基于网络协议通过进行岸桥控制接口、水平运输通信接口对岸桥自动化设备、水平运输系统进行网络传输，所述岸桥自动化无人集卡引导系统与岸桥设备控制系统互联，所述岸桥控制系统与码头操作系统互联，用于接受码头操作系统发送的指令判断来车方向，达到无人集卡快速对位、快速锁车，实现无人控制的岸桥自动化快速作业，所述岸桥自动化无人集卡引导系统执行以下岸桥自动化无人集卡引导方法，包括以下步骤：S1.岸桥自动化无人集卡引导系统完成与岸桥设备控制系统和岸桥设备控制系统的对接，获取的各类作业信息与控制信号；
S2. 岸桥自动化无人集卡引导系统触发对水平运输系统的消息发送机制，实现对无人驾驶车辆的精准识别和无人驾驶车辆位置的精准测量；
S3. 岸桥自动化无人集卡引导系统根据无人驾驶车辆的精准定位对无人集卡进行对位指示；
S4.对位指示完成后，智能控制单元智能控制岸桥自动化设备开始自动着箱作业，所述步骤S2中的消息发送机制是基于 TCP/IP 协议 Socket 通信的方式实现消息的收发机制，在此基础上，添加自定义协议，利用消息头以告知接收方关于发送方详细的信息内容，所述消息头包括发送时间、同步码、时序号、发送方对象和接收方对象，所述信息内容包含指令类型和指令参数，所述步骤S2包括以下步骤：
S21. 岸桥单机客户端与水平运输系统服务端建立网络通信，确保实时的连接状态以及当消息丢失时的重连机制；
S22. 岸桥司机确认落贝并向水平运输系统发送驶入的信息，确保消息正常接收且消息内容正确；
所述步骤S21中的重连机制采用心跳检测机制，以1Hz的频率向水平运输系统发送检测消息，当服务器回复超时且超过规定次数，则认定服务器失联，当服务器出现失联后，客户端停止发送消息并启动重连请求，服务器端在重新建立连接后重新发送获取信息的请求，以防止在断开连接的时间段内丢失消息，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31.无人驾驶车辆驶入，进行无人驾驶车辆引导对位循环，完成车辆对位；
S312.引导对位，与水平运输系统的交互，利用智能控制单元，实现无人驾驶车辆纵向前后的精确驱动，所述步骤S24中的岸桥智能识别无人集卡是通过结合集卡引导传感器和人工智能识别系统达到对无人驾驶车辆和集装箱的准确识别和检测，无人驾驶车辆的检测定位的数量级别精确到毫米级别。
2.一种用于如权利要求1所述的岸桥自动化无人集卡引导系统的岸桥自动化无人集卡引导方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.岸桥自动化无人集卡引导系统完成与岸桥设备控制系统和岸桥设备控制系统的对接，获取的各类作业信息与控制信号；
S2.岸桥自动化无人集卡引导系统触发对水平运输系统的消息发送机制，实现对无人驾驶车辆的精准识别和无人驾驶车辆位置的精准测量；
S3.岸桥自动化无人集卡引导系统根据无人驾驶车辆的精准定位对无人集卡进行对位指示；
S4.对位指示完成后，智能控制单元智能控制岸桥自动化设备开始自动着箱作业，所述步骤S2中的消息发送机制是基于 TCP/IP 协议 Socket 通信的方式实现消息的收发机制，在此基础上，添加自定义协议，利用消息头以告知接收方关于发送方详细的信息内容，所述消息头包括发送时间、同步码、时序号、发送方对象和接收方对象，所述信息内容包含指令类型和指令参数，所述步骤S2包括以下步骤：
S21.岸桥单机客户端与水平运输系统服务端建立网络通信，确保实时的连接状态以及当消息丢失时的重连机制；
S22.岸桥司机确认落贝并向水平运输系统发送驶入的信息，确保消息正常接收且消息内容正确；
所述步骤S21中的重连机制采用心跳检测机制，以1Hz的频率向水平运输系统发送检测消息，当服务器回复超时且超过规定次数，则认定服务器失联，当服务器出现失联后，客户端停止发送消息并启动重连请求，服务器端在重新建立连接后重新发送获取信息的请求，以防止在断开连接的时间段内丢失消息，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31.无人驾驶车辆驶入，进行无人驾驶车辆引导对位循环，完成车辆对位；
S312.引导对位，与水平运输系统的交互，利用智能控制单元，实现无人驾驶车辆纵向前后的精确驱动，所述步骤S24中的岸桥智能识别无人集卡是通过结合集卡引导传感器和人工智能识别系统达到对无人驾驶车辆和集装箱的准确识别和检测，无人驾驶车辆的检测定位的数量级别精确到毫米级别。
3.如权利要求2所述的岸桥自动化无人集卡引导方法，其特征在于，所述S4具体包括以下步骤：S41.岸桥自动化设备开始作业；
一种岸桥自动化无人集卡引导系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及智能引导技术领域，更具体地，涉及一种岸桥自动化无人集卡引导系统及方法。
背景技术
[0002] 目标检测是一种基于目标几何和统计特征的图像分割，通过激光测距或激光扫描等传感器技术，提高整个系统的准确性和实时性，可实现在复杂场景中，对单个或多个目标的实时处理。该技术核心在于智能监控，其广泛应用于机器人导航、智能视频监控、工业检测、航空航天等诸多领域；智能控制是具有智能信息处理、智能信息反馈和智能控制决策的控制方式，是控制理论发展的高级阶段，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制问题，目的是实现在无人干预的情况下，系统自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术；智能控制通过研究与模拟人类活动及其控制与信息传递过程的规律，研制具有仿人智能的工程控制与信息处理系统，其研究对象的主要特点是具有不确定性的数学模型、高度的非线性和复杂的任务要求，结合传感器技术与智能检测控制技术，实现对无人驾驶卡车的自动化引导，解决人为失误对生产作业造成的影响，通过计算机技术与软件工程，帮助港口减少人力资源成本，提高作业效率，更安全地运营港口业务。
[0003] 传统的有人驾驶卡车引导是通过LED屏幕显示误差距离，再由卡车司机前进或后退来实现对位过程，这样无法实现精准距离下的定位，而且会发生人为失误导致移动距离出现较大偏差，在引入无人驾驶卡车之后，传统引导屏幕对位方式已经无法满足自动化需求。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种岸桥自动化无人集卡引导系统及方法，解决了现有技术中无人驾驶卡车驶入岸桥，传统的车辆引导屏幕对位方式无法进行自动化引导的技术问题，实现了无人控制的岸桥自动化快速作业。
[0005] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
[0006] 依据本发明的一个方面，提供了一种岸桥自动化无人集卡引导系统，包括：
[0007] 目标检测单元，用于对自动化岸桥的大车小车位置、起升位置、吊具位置、作业目标状态以及集卡位置进行实时处理检测；和/或
[0008] 智能控制单元，用于对自动化岸桥的自动化设备进行智能控制，同时与水平运输系统进行引导交互，引导对位完成即开始自动化作业。
[0009] 依据本发明上述方面的一种岸桥自动化无人集卡引导系统，其中所述目标检测单元包括设置在岸桥鞍梁靠近路侧位置处的集卡引导传感器，用于检测在不同进车方向下的车辆距离。
[0010] 依据本发明上述方面的一种岸桥自动化无人集卡引导系统，其中所述智能控制单元包括设置在岸桥电气房的单机通信客户端，所述单机通信客户端包括：
[0011] 岸桥控制接口，用于发送字节段，通过自定义消息头定义接口传输给岸桥自动化设备，利用智能控制单元智能控制岸桥自动化设备运行；和/或
[0012] 水平运输通信接口，用于与水平运输系统进行引导交互，利用智能控制单元，实现车辆纵向前后的精确驱动；和/或
[0013] 网络传输设备，基于网络协议通过进行岸桥控制接口、水平运输通信接口对岸桥自动化设备、水平运输系统进行网络传输。
[0014] 依据本发明上述方面的一种岸桥自动化无人集卡引导系统，其中所述岸桥自动化无人集卡引导系统与岸桥设备控制系统互联，所述岸桥控制系统与码头操作系统互联，用于接受码头操作系统发送的指令判断来车方向，达到无人集卡快速对位、快速锁车，实现无人控制的岸桥自动化快速作业。
[0015] 依据本发明的另一个方面，提供了一种岸桥自动化无人集卡引导方法，包括以下步骤：
[0016] S1.岸桥自动化无人集卡引导系统完成与岸桥设备控制系统和岸桥设备控制系统的对接，获取的各类作业信息与控制信号；
[0017] S2.岸桥自动化无人集卡引导系统触发对水平运输系统的消息发送机制，实现对无人驾驶车辆的精准识别和无人驾驶车辆位置的精准测量；
[0018] S3.岸桥自动化无人集卡引导系统根据无人驾驶车辆的精准定位对无人集卡进行对位指示；
[0019] S4.对位指示完成后，智能控制单元智能控制岸桥自动化设备开始自动着箱作业。
[0020] 依据本发明上述方面的方法，其中所述步骤S2中的消息发送机制是基于TCP/IP协议Socket通信的方式实现消息的收发机制，在此基础上，添加自定义协议，利用消息头以告知接收方关于发送方详细的信息内容。
[0021] 依据本发明上述方面的方法，其中所述消息头包括发送时间、同步码、时序号、发送方对象和接收方对象，所述信息内容包含指令类型和指令参数。
[0022] 依据本发明上述方面的方法，其中S2包括以下步骤：
[0023] S21.岸桥单机客户端与水平运输系统服务端建立网络通信，确保实时的连接状态以及当消息丢失时的重连机制；
[0024] S22.岸桥司机确认落贝并向水平运输系统发送驶入的信息，确保消息正常接收且消息内容正确；
[0025] S23.水平运输系统向岸桥确认到达转运区域；
[0026] S24.岸桥智能识别无人集卡并精准检测定位。
[0027] 依据本发明上述方面的方法，其中所述步骤S21中的重连机制采用心跳检测机制，以1Hz的频率向水平运输系统发送检测消息，当服务器回复超过规定次数，则认定服务器失联，当出现失联状态后，客户端停止发送消息并启动重连请求，服务器端可在重新建立连接后重新发送获取信息的请求，以防止在断开连接的时间段内丢失消息。
[0028] 依据本发明上述方面的方法，其中所述步骤S24中的岸桥智能识别无人集卡是通过结合集卡引导传感器和人工智能识别系统达到对无人驾驶车辆和集装箱的准确识别和检测，无人驾驶车辆的检测定位的数量级别精确到毫米级别。
[0029] 依据本发明上述方面的方法，其中所述S3具体包括以下步骤：
[0030] S31.无人驾驶车辆驶入，进行无人驾驶车辆引导对位循环，完成车辆对位；
[0031] S32.对位完成后，对无人驾驶车辆锁车。
[0032] 依据本发明上述方面的方法，其中所述S31具体包括以下步骤：
[0033] S311.无人集卡到位，检测目标；
[0034] S312.引导对位，与水平运输系统的交互，利用智能控制单元，实现无人驾驶车辆纵向前后的精确驱动。
[0035] 依据本发明上述方面的方法，其中所述S4具体包括以下步骤：
[0036] S41.岸桥自动化设备开始作业；
[0037] S42.作业结束后，无人驾驶车辆驶离码头岸桥。
[0038] 采用上述技术方案，本发明具有以下优点：
[0039] 本发明提供了一种岸桥自动化无人集卡引导系统及方法，在对无人集卡的目标检测的基础上，岸桥单机客户端与水平运输系统服务端建立网络通信，与水平运输系统的交互，实现精准无人驾驶车辆精准定位停车，通过利用此引导系统与方法实现了无人卡车精准的纵向控制，当发生集卡由于速度误差而停车不到位需要二次引导的情况，可以实现以最少的次数到达转运位置，减少作业车辆等待时间，提高作业效率，从而达到无人集卡快速对位、快速锁车，实现无人控制的岸桥自动化快速作业。
附图说明
[0040] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
[0041] 图1是码头岸桥自动化无人集卡系统架构图；
[0042] 图2是本发明岸桥自动化无人集卡引导方法的流程图；
[0043] 图3是本发明自动化岸桥与无人集卡智能控制流程图。
具体实施方式
[0044] 以下结合说明书附图对本发明的技术方案进行具体说明，在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
[0045] 图1示出了码头岸桥自动化无人集卡系统架构图，一种岸桥自动化无人集卡引导系统具体如图1所示，该岸桥自动化无人集卡引导系统与码头岸桥自动化无人集卡系统的岸桥设备控制系统(岸桥ECS系统)互联，岸桥控制系统与码头操作系统(TOS)互联，该岸桥自动化无人集卡引导系统通过码头操作系统(TOS)发送的指令判断来车方向，达到无人集卡快速对位、快速锁车，实现无人控制的岸桥自动化快速作业。
[0046] 该岸桥自动化无人集卡引导系统包括：目标检测单元，用于对自动化岸桥的大车小车位置、起升位置、吊具位置、作业目标状态以及集卡位置进行实时处理检测，和/或智能控制单元，用于对自动化岸桥的自动化设备进行智能控制，同时与水平运输系统进行引导交互，引导对位完成即开始自动化作业。
[0047] 其中，目标检测单元包括集卡引导传感器，在一个具体的实施例中，在岸桥距离后鞍梁3.5米位置安装1台集卡引导传感器，该系统通过TOS发送的指令判断来车方向，根据集卡引导传感器的数据以及距离算法计算出车辆位置，能够检测在不同进车方向下的车辆距离，对自动化岸桥的大车小车位置、起升位置、吊具位置、作业目标状态以及集卡位置进行实时监测。
[0048] 智能控制单元包括单机通信客户端，单机通信客户端安装在岸桥电气房，通过现场生产网与无人集卡服务端直接对接，单机通信客户端包括：岸桥控制接口，用于发送字节段，通过自定义消息头定义接口传输给岸桥自动化设备，利用智能控制单元智能控制岸桥自动化设备运行；和/或水平运输通信接口(FMS通信接口)，用于与水平运输系统进行引导交互，利用智能控制单元，实现车辆纵向前后的精确驱动；和/或网络传输设备，基于网络协议通过进行岸桥控制接口、水平运输通信接口对岸桥自动化设备、水平运输系统进行网络传输。FMS通信接口与水平运输系统通过网络传输设备进行引导交互，引导对位完成即开始自动化作业。岸桥控制接口通过网络传输设备与岸桥自动化设备交互，在对位完成后，通过智能控制单元控制岸桥自动化设备开始自动着箱作业。
[0049] 图2示出了本发明岸桥自动化无人集卡引导方法的流程图；具体包括以下步骤如图2所示：
[0050] S1.岸桥自动化无人集卡引导系统完成与岸桥设备控制系统和岸桥设备控制系统的对接，获取的各类作业信息与控制信号；
[0051] S2.岸桥自动化无人集卡引导系统触发对水平运输系统的消息发送机制，实现对无人驾驶车辆的精准识别和无人驾驶车辆位置的精准测量；
[0052] 在一个具体的实施例中，步骤S2中的消息发送机制是以Socket通信的方式发送字节段，通过自定义消息头定义接口告知水平运输详细的消息内容，消息头包括发送接收方、设备编号、集卡号、序列号和时间，消息内容包含指令类型和指令参数。通过该消息发送机制可以确保接收方正确地接收信息，不会由于网络风暴或其他原因造成数据错误，确保消息正常接收且消息内容正确。
[0053] 其中，S2具体包括以下步骤：
[0054] S21.岸桥单机客户端与水平运输系统服务端建立网络通信，确保实时的连接状态以及当消息丢失时的重连机制；为了确保岸桥单机客户端与水平运输系统服务端实时的连接状态以及当消息丢失时的重连机制，岸桥单机客户端采用心跳检测机制，以1Hz的频率向水平运输系统发送检测消息，当服务器回复超时且超过规定次数时，认定服务器失联，服务器方判定客户端失联状态同理。当出现失联状态后，客户端停止发送消息并启动重连请求，服务器端可在重新建立连接后重新发送获取信息的请求，以防止在断开连接的时间段内丢失消息。
[0055] S22.岸桥司机确认落贝并向水平运输系统发送驶入的信息，确保消息正常接收且消息内容正确；
[0056] S23.水平运输系统向岸桥确认到达转运区域；
[0057] S24.岸桥智能识别无人集卡并精准检测定位。通过结合岸桥下集卡引导传感器与人工智能识别系统，达到对车辆、集装箱的准确识别，可以保证车辆的定位精确到毫米级别。
[0058] 图3示出了本发明自动化岸桥与无人集卡智能控制流程图；
[0059] S3.岸桥自动化无人集卡引导系统根据无人驾驶车辆的精准定位对无人集卡进行对位指示；
[0060] S3具体包括以下步骤具体如图3所示：
[0061] S31.无人驾驶车辆驶入，进行无人驾驶车辆引导对位循环，完成车辆对位；
[0062] S32.对位完成后，对无人驾驶车辆锁车。
[0063] 其中，S31具体包括以下步骤：
[0064] S311.无人集卡到位，检测目标；
[0065] S312.引导对位，与水平运输系统的交互，利用智能控制单元，实现无人驾驶车辆纵向前后的精确驱动。
[0066] 岸桥自动化无人集卡引导系统通过TOS发送的指令判断来车方向，根据传感器数据以及距离算法计算出车辆位置，配合与水平运输系统的交互，利用智能控制单元，实现车辆纵向前后的精确驱动，由岸桥单机客户端告知水平运输服务端所需的位移，再由水平运输系统通知单车实现纵向移动，引导对位完成即开始自动化作业。在实际运行的过程中，利用生产环境中的检测样本，改进消息发送的时机，减少作业车辆等待时间，提高作业效率，从而达到无人集卡快速对位、快速锁车，实现无人控制的岸桥自动化快速作业。
[0067] S4.对位指示完成后，智能控制单元智能控制岸桥自动化设备开始自动着箱作业。
[0068] 其中，S4具体包括以下步骤：
[0069] S41.岸桥自动化设备开始作业；
[0070] S42.作业结束后，无人驾驶车辆驶离码头岸桥。
[0071] 岸桥控制接口通与岸桥自动化设备交互，在步骤S3对位完成后，通过智能控制单元控制岸桥自动化设备开始自动着箱作业，作业完成后，无人驾驶车辆驶离码头岸桥，完成整个流程。
[0072] 最后，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，在不脱离本发明构思的前提下还可以作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
