基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法和系统

摘要

本申请涉及基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法和系统，属于智能仓储领域。本申请获取目标货车的货车型号，若检测到目标货车进入指定停靠区域，基于货车型号，生成目标货车的数字孪生模型；其中，数字孪生模型基于目标货车的运行数据驱动；利用数字孪生模型，确定指定停靠区域中与目标货车相匹配的目标停靠位置；基于目标停靠位置，向目标货车输出停靠引导信息，以使目标货车停靠在目标停靠位置进行货物装卸，由此，可实现针对不同型号的货车，针对性确定装卸停靠位置，并引导货车停靠在该装卸停靠位置进行货物装卸，从而满足多种类运输货车的装卸需求，提高了装卸控制的精准度。

权利要求

1.一种基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法，其特征在于，所述方法包括：在目标货车需要进入仓储园区进行装卸货的情况下，获取所述目标货车的货车型号；

若检测到所述目标货车进入指定停靠区域，基于所述货车型号，生成所述目标货车的数字孪生模型；其中，所述数字孪生模型基于所述目标货车的运行数据驱动，并且，所述数字孪生模型基于几何模型、物理模型、行为模型和规则模型进行耦合得到；

利用所述数字孪生模型，确定所述指定停靠区域中与所述目标货车相匹配的目标停靠位置；

基于所述目标停靠位置，向所述目标货车输出停靠引导信息，以使所述目标货车停靠在所述目标停靠位置进行货物装卸；

基于所述货车型号，生成所述目标货车的数字孪生模型，包括：从预设的货车模型库中确定与所述货车型号相匹配的货车模型；基于所述目标货车对应的装卸任务类别，生成各种类型的虚拟装卸装置；其中，所述虚拟装卸装置至少包括以下一项：物料货物、叉车、入垛输送机、托盘剔除机、待装输送机、机械臂、装车输送机、装车单元；根据所述虚拟装卸装置和所述货车模型，结合所述装卸任务类别，建立所述虚拟装卸装置和所述货车模型之间的货物流转关系，得到所述数字孪生模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若所述预设的货车模型库中存在与所述货车型号相匹配的货车模型，将所述目标货车的通行权限配置为允许通行，并确定与所述目标货车对应的装卸任务信息；

根据所述装卸任务信息，生成针对所述目标货车的车辆导航信息；

将所述装卸任务信息和所述车辆导航信息发送给所述目标货车，以使所述目标货车基于所述车辆导航信息进入所述指定停靠区域并执行所述装卸任务信息对应的装卸任务。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述货车型号，确定所述目标货车的货车规格信息；

利用所述数字孪生模型，确定与所述货车规格信息相匹配的码垛摆放类别；

按照所述码垛摆放类别控制货物摆放。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：显示所述数字孪生模型。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，不同货车型号对应的目标停靠位置不同。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若检测到所述目标货车在所述目标停靠位置完成货物装卸，发出提示信息，以提示所述目标货车的司机驾驶所述目标货车离开。

7.一种基于数字孪生模型的自动装卸车控制系统，其特征在于，所述系统包括：型号获取单元，用于在目标货车需要进入仓储园区进行装卸货的情况下，获取所述目标货车的货车型号；

模型生成单元，用于若检测到所述目标货车进入指定停靠区域，基于所述货车型号，生成所述目标货车的数字孪生模型；其中，所述数字孪生模型基于所述目标货车的运行数据驱动，并且，所述数字孪生模型基于几何模型、物理模型、行为模型和规则模型进行耦合得到；

位置确定单元，用于利用所述数字孪生模型，确定所述指定停靠区域中与所述目标货车相匹配的目标停靠位置；

停靠引导单元，用于基于所述目标停靠位置，向所述目标货车输出停靠引导信息，以使所述目标货车停靠在所述目标停靠位置进行货物装卸；

所述模型生成单元具体用于从预设的货车模型库中确定与所述货车型号相匹配的货车模型；基于所述目标货车对应的装卸任务类别，生成各种类型的虚拟装卸装置；其中，所述虚拟装卸装置至少包括以下一项：物料货物、叉车、入垛输送机、托盘剔除机、待装输送机、机械臂、装车输送机、装车单元；根据所述虚拟装卸装置和所述货车模型，结合所述装卸任务类别，建立所述虚拟装卸装置和所述货车模型之间的货物流转关系，得到所述数字孪生模型。

8.一种基于数字孪生模型的自动装卸车控制设备，其特征在于，包括：一个或者多个存储器，其上存储有可执行程序；

一个或者多个处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现权利要求1‑6 任一项所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1‑6 任一项所述方法的步骤。

说明书

基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法和系统

技术领域

[0001] 本申请属于智能仓储技术领域，具体涉及基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法和系统。

背景技术

[0002] 仓储物流能够利用自建或租赁库房、场地（如仓储园区）储存、保管、装卸搬运、配送货物。在此过程中，需要人工搬运货物，进行货物装卸车。然而，这种依赖于人工的装卸控制方式存在着效率低下的问题。

[0003] 对此，现有技术提出了自动装车的方案，来采用自动化的方式提高搬运装卸车的效率。然而，在实践中发现，现有的自动装车方式难以满足多种类运输货车的装卸需求，存在着装卸控制精准度较差的问题。

[0004] 针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

[0005] 为此，本申请提供一种基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法、系统、设备和介质，有助于解决装装卸控制精准度较差的问题。

[0006] 为实现以上目的，本申请采用如下技术方案：

[0007] 第一方面，本申请提供一种基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法，所述方法包括：

[0008] 获取目标货车的货车型号；

[0009] 若检测到所述目标货车进入指定停靠区域，基于所述货车型号，生成所述目标货车的数字孪生模型；其中，所述数字孪生模型基于所述目标货车的运行数据驱动，并且，所述数字孪生模型基于几何模型、物理模型、行为模型和规则模型进行耦合得到；

[0010] 利用所述数字孪生模型，确定所述指定停靠区域中与所述目标货车相匹配的目标停靠位置；

[0011] 基于所述目标停靠位置，向所述目标货车输出停靠引导信息，以使所述目标货车停靠在所述目标停靠位置进行货物装卸。

[0012] 进一步的，所述基于所述货车型号，生成所述目标货车的数字孪生模型，包括：

[0013] 从预设的货车模型库中确定与所述货车型号相匹配的货车模型；

[0014] 基于所述货车模型，生成所述目标货车的所述数字孪生模型。

[0015] 进一步的，所述方法还包括：

[0016] 若所述预设的货车模型库中存在与所述货车型号相匹配的货车模型，将所述目标货车的通行权限配置为允许通行，并确定与所述目标货车对应的装卸任务信息；

[0017] 根据所述装卸任务信息，生成针对所述目标货车的车辆导航信息；

[0018] 将所述装卸任务信息和所述车辆导航信息发送给所述目标货车，以使所述目标货车基于所述车辆导航信息进入所述指定停靠区域并执行所述装卸任务信息对应的装卸任务。

[0019] 进一步的，所述方法还包括：

[0020] 根据所述货车型号，确定所述目标货车的货车规格信息；

[0021] 利用所述数字孪生模型，确定与所述货车规格信息相匹配的码垛摆放类别；

[0022] 按照所述码垛摆放类别控制货物摆放。

[0023] 进一步的，所述方法还包括：

[0024] 显示所述数字孪生模型。

[0025] 进一步的，不同货车型号对应的目标停靠位置不同。

[0026] 进一步的，所述方法还包括：

[0027] 若检测到所述目标货车在所述目标停靠位置完成货物装卸，发出提示信息，以提示所述目标货车的司机驾驶所述目标货车离开。

[0028] 第二方面，本申请提供一种基于数字孪生模型的自动装卸车控制系统，所述系统包括：

[0029] 型号获取单元，用于获取目标货车的货车型号；

[0030] 模型生成单元，用于若检测到所述目标货车进入指定停靠区域，基于所述货车型号，生成所述目标货车的数字孪生模型；其中，所述数字孪生模型基于所述目标货车的运行数据驱动，并且，所述数字孪生模型基于几何模型、物理模型、行为模型和规则模型进行耦合得到；

[0031] 位置确定单元，用于利用所述数字孪生模型，确定所述指定停靠区域中与所述目标货车相匹配的目标停靠位置；

[0032] 停靠引导单元，用于基于所述目标停靠位置，向所述目标货车输出停靠引导信息，以使所述目标货车停靠在所述目标停靠位置进行货物装卸。

[0033] 进一步的，所述模型生成单元具体用于：

[0034] 从预设的货车模型库中确定与所述货车型号相匹配的货车模型；

[0035] 基于所述货车模型，生成所述目标货车的所述数字孪生模型。

[0036] 进一步的，所述系统还包括：

[0037] 导航引导单元，用于若所述预设的货车模型库中存在与所述货车型号相匹配的货车模型，将所述目标货车的通行权限配置为允许通行，并确定与所述目标货车对应的装卸任务信息；根据所述装卸任务信息，生成针对所述目标货车的车辆导航信息；将所述装卸任务信息和所述车辆导航信息发送给所述目标货车，以使所述目标货车基于所述车辆导航信息进入所述指定停靠区域并执行所述装卸任务信息对应的装卸任务。

[0038] 进一步的，所述系统还包括：

[0039] 码垛控制单元，用于根据所述货车型号，确定所述目标货车的货车规格信息；利用所述数字孪生模型，确定与所述货车规格信息相匹配的码垛摆放类别；按照所述码垛摆放类别控制货物摆放。

[0040] 进一步的，所述系统还包括：

[0041] 显示单元，用于显示所述数字孪生模型。

[0042] 进一步的，不同货车型号对应的目标停靠位置不同。

[0043] 进一步的，所述系统还包括：

[0044] 提示单元，用于若检测到所述目标货车在所述目标停靠位置完成货物装卸，发出提示信息，以提示所述目标货车的司机驾驶所述目标货车离开。

[0045] 第三方面，本申请提供一种基于数字孪生模型的自动装卸车控制设备，包括：

[0046] 一个或者多个存储器，其上存储有可执行程序；

[0047] 一个或者多个处理器，用于执行所述存储器中的所述可执行程序，以实现上述基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法的步骤。

[0048] 第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法的步骤。

[0049] 本申请采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：

[0050] 本申请能够针对不同型号的货车，针对性确定装卸停靠位置，并引导货车停靠在该装卸停靠位置进行货物装卸，从而满足多种类运输货车的装卸需求，提高了装卸控制的精准度。

[0051] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

[0052] 为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0053] 图1是根据一示例性实施例示出的基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法的流程图；

[0054] 图2是根据另一示例性实施例示出的基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法的流程图；

[0055] 图3是根据一示例性实施例示出的基于数字孪生模型的自动装卸车控制系统的框图结构示意图；

[0056] 图4是根据一示例性实施例示出的基于数字孪生模型的自动装卸车控制设备的框图结构示意图。

具体实施方式

[0057] 为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本申请的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本申请所保护的范围。

[0058] 请参阅图1，图1是根据一示例性实施例示出的基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法的流程图，该基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法包括如下步骤：

[0059] 步骤S11、获取目标货车的货车型号。

[0060] 在本实施例中，执行主体可以为终端设备、服务器等电子设备。

[0061] 在本实施例中，在执行主体中可以运行有基于数字孪生模型的自动装卸车控制系统，该基于数字孪生模型的自动装卸车控制系统能够监控仓储物流中的各个环节，对仓储物流中的各个环节所涉及的设备或者装置下达指令，如和装载在目标货车上的车载终端设备进行交互，对运输货物的目标货车下达指令。其中，装载在目标货车上的车载终端设备可以为车载显示器或者目标货车的司机使用的手机，本实施例对此不做限定。

[0062] 可选的，在目标货车需要进入仓储园区进行装卸货的情况下，执行主体可以和装载在目标货车上的车载终端设备进行交互，接收司机通过车载终端设备中的应用软件所输入的货车型号。另一种可选的，如果司机对于货车型号不清楚，可以通过车载终端设备中的应用软件输入货车品牌，执行主体接收货车品牌，并向仓储园区入口处的摄像头发送控制指令，以使该摄像头响应该控制指令，拍摄目标货车对应的货车图片。之后，执行主体可以基于对货车图片进行识别，来获取目标货车的货车型号。另一种可选的，如果司机对于货车品牌也不清楚或者货车类型为拼装车，执行主体可以触发警报，以通知仓储园区入口处的工作人员，阻止该目标货车执行后续的装卸任务。

[0063] 之后，执行主体可以将货车型号和预先设置的货车模型库中的各个模型进行匹配，如果预先设置的货车模型库中存在与货车型号匹配的模型，则确定该货车是合规的装卸货物的货车，执行后续装卸任务。如果预先设置的货车模型库中不存在与货车型号匹配的模型，则确定该货车不是合规的装卸货物的货车，则终止执行装卸任务。

[0064] 步骤S12、若检测到所述目标货车进入指定停靠区域，基于所述货车型号，生成所述目标货车的数字孪生模型；其中，所述数字孪生模型基于所述目标货车的运行数据驱动，并且，所述数字孪生模型基于几何模型、物理模型、行为模型和规则模型进行耦合得到。

[0065] 在本实施例中，如果确定目标货车为上述的、合规的装卸货物的货车，则允许目标货车驾驶进入仓储园区中的指定停靠区域。其中，指定停靠区域为仓储园区中用于货车停靠装卸货物的区域。可选的，在确定目标货车为上述的、合规的装卸货物的货车之后，执行主体还可以基于目标货车的位置和指定停靠区域的位置，生成导航信息，并将导航信息发送给上述的车载终端设备，以使目标货车的司机按照导航信息，驾驶目标货车进入指定停靠区域。其中，指定停靠区域可以设有对应的激光传感器和全景摄像头，执行主体可以与该激光传感器和该全景摄像头建立连接。激光传感器和全景摄像头可以实时检测目标货车是否进入指定停靠区域，如果检测到目标货车进入指定停靠区域，则向执行主体发送消息，以使执行主体基于该消息，对目标货车及后续装卸任务进行数字化模拟，以通过数字化模拟来对目标货车及后续装卸任务进行动作规划。

[0066] 具体的，基于所述货车型号，生成所述目标货车的数字孪生模型可以包括：在系统中生成与货车型号相匹配的虚拟货车模型；基于目标货车对应的装卸任务类别，生成其他各种类型的虚拟装卸装置，这里的虚拟装卸装置可以包括但不限于物料货物、叉车、入垛输送机、托盘剔除机、待装输送机、机械臂、装车输送机、装车单元等各类设备对应的虚拟装置，本实施例对此不做限定；执行主体根据虚拟装卸装置和虚拟货车模型，结合装卸任务类别，建立这些装置之间的货物流转关系，并在系统中按照该货物流转关系呈现这些装置。其中，上述的目标货车的数字孪生模型即为数字化模拟软件中呈现的各个装置之间构成的数字化模拟装卸模型。

[0067] 作为一种可选的实施方式，上述的装卸任务类别可以包括但不限于在线装车、中转装车等，对于中转装车而言，可以包括箱式货车装车和栏板式货车装车两种装车类别。其中，在线装车对应的装车流程为：包装物料经输送机送至码垛机器人，由机器人根据车厢宽度确定垛型，抓取码至装车输送机上，最后在由装车单元装车。中转装车对应的装车流程为：在库房或其它存放区码垛成型的包装物转运至货车。具体的，箱式货车装车对应的装车流程为：由叉车插取托盘及其包装物，放置去托盘机上，去托盘后包装物被送至装车输送机，再由机器臂自动拆分，然后由装车履带机完成包装物装车。栏板式货车装车对应的装车流程为：由叉车将物料放置在出垛输送机上，由托盘剔除机将托盘去除，物料再经机械臂拆垛、码垛后送至装车输送机，然后由装车单元送至货车。

[0068] 可选的，在上述数字化模拟软件中构建上述数字孪生模型时，可以对每个装置构建该装置对应的几何模型、物理模型、行为模型和规则模型。之后，再将各个模型进行耦合，得到上述数字孪生模型。其中，几何模型体现装备的外观形状、尺寸大小及结构与装配关系，物理模型用于体现装备的受力变化、表示装备的力学耦合特性，行为模型用于表示装备在运行过程中的运动状态及运动动作，规则模型用于表示各设备的作业轨迹、约束条件和运动范围和专家知识。可选的，几何模型应用3dmax（一种三维动画渲染和制作软件）进行原比例构建贴图渲染还原，物理模型可以应用ANSYS（一种计算机辅助工程软件）和MATLAB（一种数学软件）进行数字化模拟计算，行为模型和规则模型则在Unity3D（一种实时3D互动内容创作和运营平台）中进行设定。

[0069] 并且，所述数字孪生模型基于所述目标货车的运行数据驱动，上述各类进行装卸车的设备均可以由可编程逻辑控制器程序控制，且均安装传感器，通过采集传感器数据、可编程逻辑控制器运行数据、编码器数据和历史运行数据，并基于预设的通信协议，如OPC‑UA（OPC Unified Architecture，一种开放式国际标准规格）协议将数据导入到Unity3D中的数字孪生模型中，通过数据驱动数字孪生模型在虚拟空间中运行，实现实体自动装车装置与数字孪生模型在物理世界和信息世界的虚实等价映射，实时还原自动装车过程中货物及各装备的运行情况。因此通过自动装车装置的数字孪生系统不仅实现了整个装车过程的可视化监测与显示，而且管理者还可以通过数字孪生系统对该工艺过程中的设备参数、工艺流程参数、作业订单顺序进行调整和修改。

[0070] 步骤S13、利用所述数字孪生模型，确定所述指定停靠区域中与所述目标货车相匹配的目标停靠位置。

[0071] 在本实施例中，指定停靠区域可以设置有区域标识，区域标识的形式可以为区域线。目标货车的司机可以基于区域标识，将目标货车驶入指定停靠区域。在执行主体检测到目标货车进入指定停靠区域之后，可以利用上述数字孪生模型进行停靠数字化模拟，得到指定停靠区域中的最优停靠位置，即上述的目标停靠位置。可选的，在得到目标停靠位置之后，执行主体可以在数字化模拟软件中的数字孪生模型中标注该目标停靠位置，例如，采用红框闪烁显示该目标停靠位置。以及，执行主体还可以控制在目标货车的车载终端设备中同样标注该目标停靠位置，以提示目标货车的司机具体停靠位置。

[0072] 可选的，可以采用霍夫直线算法检测目标货车是否全部进入区域线范围。具体的，执行主体可以接收指定停靠区域对应的激光传感器和全景摄像头所采集的图像以及距离信息，并将该图像进行灰度化处理和滤波，减弱光线和色彩等因素，并提高检测速度。以及，应用霍夫直线算法对处理后的图像进行二值化变换，在对停车位标记线进行检测，依次进行停车位特征检测、停车位标记线特征检测和停车位标记线判定。当目标货车未进入标记线范围内或者超出标记线范围，执行主体会控制车载终端设备提示司机进行货车方向位置的修正，直到目标货车完全处于最优货车停靠/装卸区域内。

[0073] 作为一种可选的实施方式，利用所述数字孪生模型，确定所述指定停靠区域中与所述目标货车相匹配的目标停靠位置可以包括：在目标货车进入区域线范围后，确定目标货车进入指定停靠区域，执行主体将区域线范围进行网格化分解，并赋予每个网格节点一个坐标值，因为自动装车装置位置是固定不变的，而货车装卸点位是根据货车及车厢尺寸大小及类型进行匹配的，因此可以应用深度强化学习及网格寻优算法进行最优网格节点计算得到最优装卸点位坐标，并将该节点视为货车装卸点位。目标货车进入区域线范围后在网格节点内可以被简化为一个矩形，并得到矩形四个点位坐标值，依据四个点位坐标值和最优装卸点位坐标值之间的距离，指示司机运行货车到最优装卸点。这里的最优装卸点即为上述目标停靠位置。通过实施这种可选的实施方式，能够基于指定停靠区域的网格化分解、网格寻优算法和深度强化学习，得到目标停靠位置，从而提高了目标停靠位置的确定精准度。

[0074] 步骤S14、基于所述目标停靠位置，向所述目标货车输出停靠引导信息，以使所述目标货车停靠在所述目标停靠位置进行货物装卸。

[0075] 在本实施例中，执行主体可以根据上述目标停靠位置和目标货车的当前位置，引导目标货车停靠在目标停靠位置进行货物装卸。其中，目标停靠位置中具有自动装车装置，自动装车装置能够对目标货车进行货物装卸，例如，将目标货车中的货物搬运至下一仓储物流设备处进行物流流转，或者将指定货物搬运至目标货车。

[0076] 本申请能够针对不同型号的货车，针对性确定装卸停靠位置，并引导货车停靠在该装卸停靠位置进行货物装卸，从而满足多种类运输货车的装卸需求，提高了装卸控制的精准度。

[0077] 请参阅图2，图2是根据另一示例性实施例示出的基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法的流程图，该基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法包括如下步骤：

[0078] 步骤S21、获取目标货车的货车型号。

[0079] 在本实施例中，执行主体可以为终端设备、服务器等电子设备。

[0080] 在本实施例中，在执行主体中可以运行有基于数字孪生模型的自动装卸车控制系统，该基于数字孪生模型的自动装卸车控制系统能够监控仓储物流中的各个环节，对仓储物流中的各个环节所涉及的设备或者装置下达指令，如和装载在目标货车上的车载终端设备进行交互，对运输货物的目标货车下达指令。其中，装载在目标货车上的车载终端设备可以为车载显示器或者目标货车的司机使用的手机，本实施例对此不做限定。

[0081] 可选的，在目标货车需要进入仓储园区进行装卸货的情况下，执行主体可以和装载在目标货车上的车载终端设备进行交互，接收司机通过车载终端设备中的应用软件所输入的货车型号。另一种可选的，如果司机对于货车型号不清楚，可以通过车载终端设备中的应用软件输入货车品牌，执行主体接收货车品牌，并向仓储园区入口处的摄像头发送控制指令，以使该摄像头响应该控制指令，拍摄目标货车对应的货车图片。之后，执行主体可以基于对货车图片进行识别，来获取目标货车的货车型号。另一种可选的，如果司机对于货车品牌也不清楚，执行主体可以触发警报，以通知仓储园区入口处的工作人员，阻止该目标货车执行后续的装卸任务。

[0082] 之后，执行主体可以将货车型号和预先设置的货车模型库中的各个模型进行匹配，如果预先设置的货车模型库中存在与货车型号匹配的模型，则确定该货车是合法的装卸货物的货车，执行后续装卸任务。如果预先设置的货车模型库中不存在与货车型号匹配的模型，则确定该货车不是合法的装卸货物的货车，则终止执行装卸任务。

[0083] 步骤S22、若检测到所述目标货车进入指定停靠区域，从预设的货车模型库中确定与所述货车型号相匹配的货车模型。

[0084] 在本实施例中，如果确定目标货车为上述的、合规的装卸货物的货车，则允许目标货车驾驶进入仓储园区中的指定停靠区域。其中，指定停靠区域为仓储园区中用于货车停靠装卸货物的区域。可选的，在确定目标货车为上述的、合规的装卸货物的货车之后，执行主体还可以基于目标货车的位置和指定停靠区域的位置，生成导航信息，并将导航信息发送给上述的车载终端设备，以使目标货车的司机按照导航信息，驾驶目标货车进入指定停靠区域。其中，指定停靠区域可以设有对应的激光传感器和全景摄像头，执行主体可以与该激光传感器和该全景摄像头建立连接。激光传感器和全景摄像头可以实时检测目标货车是否进入指定停靠区域，如果检测到目标货车进入指定停靠区域，则向执行主体发送消息，以使执行主体基于该消息，对目标货车进行数字化模拟。

[0085] 具体的，基于所述货车型号，生成所述目标货车的数字孪生模型可以包括：在数字化模拟软件中生成与货车型号相匹配的模拟货车装置；基于目标货车对应的装卸任务类别，生成其他各种类型的模拟装卸装置，这里的模拟装卸装置可以包括但不限于物料货物、叉车、入垛输送机、托盘剔除机、待装输送机、机械臂、装车输送机、装车单元等各类设备对应的模拟装置，本实施例对此不做限定；执行主体根据模拟装卸装置和模拟货车装置，结合装卸任务类别，建立这些装置之间的货物流转关系，并在数字化模拟软件中按照该货物流转关系呈现这些装置。其中，上述的目标货车的数字孪生模型即为数字化模拟软件中呈现的各个装置之间构成的数字化模拟装卸模型。

[0086] 在本实施例中，预设的货车模型库中可以包括各个货车品牌、每个货车品牌对应的货车型号、以及每种货车型号对应的规格尺寸。在检测到目标货车进入指定停靠区域时，执行主体可以从预设的货车模型库中确定与货车型号相匹配的货车模型，并基于该货车模型进行数字化模拟。

[0087] 作为一种可选的实现方式，还可以执行以下步骤：若所述预设的货车模型库中存在与所述货车型号相匹配的货车模型，将所述目标货车的通行权限配置为允许通行，并确定与所述目标货车对应的装卸任务信息；根据所述装卸任务信息，生成针对所述目标货车的车辆导航信息；将所述装卸任务信息和所述车辆导航信息发送给所述目标货车，以使所述目标货车基于所述车辆导航信息进入所述指定停靠区域并执行所述装卸任务信息对应的装卸任务。

[0088] 在本实现方式中，执行主体也可以在目标货车进入指定停靠区域之前，在目标货车进入仓储园区时，判断预设的货车模型库中是否存在与货车型号相匹配的货车模型；如果存在，则将目标货车的通行权限配置为允许通行，并为目标货车分配装卸任务信息。其中，装卸任务信息可以包括但不限于装卸任务类别、装卸任务地点等信息，本实施例对此不做限定。之后，执行主体可以根据装卸任务信息中的装卸任务地点和目标货车的当前位置，生成车辆导航信息，引导司机驾驶目标货车驶入仓储园区中的指定停靠区域。通过实施这种可选的实现方式，能够自动引导货车驶入指定停靠区域，提高目标货车的装卸效率。

[0089] 步骤S23、基于所述货车模型，生成所述目标货车的所述数字孪生模型；其中，所述数字孪生模型基于所述目标货车的运行数据驱动，并且，所述数字孪生模型基于几何模型、物理模型、行为模型和规则模型进行耦合得到。

[0090] 作为一种可选的实施方式，上述的装卸任务类别可以包括但不限于在线装车、中转装车等，对于中转装车而言，可以包括箱式货车装车和栏板式货车装车两种装车类别。其中，在线装车对应的装车流程为：包装物料经输送机送至码垛机器人，由机器人根据车厢宽度确定垛型，抓取码至装车输送机上，最后在由装车单元装车。中转装车对应的装车流程为：在库房或其它存放区码垛成型的包装物转运至货车。具体的，箱式货车装车对应的装车流程为：由叉车插取托盘及其包装物，放置去托盘机上，去托盘后包装物被送至装车输送机，再由机器臂自动拆分，然后由装车履带机完成包装物装车。栏板式货车装车对应的装车流程为：由叉车将物料放置在出垛输送机上，由托盘剔除机将托盘去除，物料再经机械臂拆垛、码垛后送至装车输送机，然后由装车单元送至货车。

[0091] 可选的，在上述数字化模拟软件中构建上述数字孪生模型时，可以对每个装置，构建该装置对应的几何模型、物理模型、行为模型和规则模型。之后，再将各个模型进行耦合，得到上述数字孪生模型。其中，几何模型体现装备的外观形状、尺寸大小及结构与装配关系，物理模型用于体现装备的受力变化、表示装备的力学耦合特性，行为模型用于表示装备在运行过程中的运动状态及运动动作，规则模型用于表示各设备的作业轨迹、约束条件和运动范围和专家知识。可选的，几何模型应用3dmax（一种三维动画渲染和制作软件）进行原比例构建贴图渲染还原，物理模型可以应用ANSYS（一种计算机辅助工程软件）和MATLAB（一种数学软件）进行数字化模拟计算，行为模型和规则模型则在Unity3D（一种实时3D互动内容创作和运营平台）中进行设定。

[0092] 并且，所述数字孪生模型基于所述目标货车的运行数据驱动，并且，所述数字孪生模型基于几何模型、物理模型、行为模型和规则模型进行耦合得到。上述各类进行装卸车的设备均可以由可编程逻辑控制器程序控制，且均安装传感器，通过采集传感器数据、可编程逻辑控制器运行数据、编码器数据和历史运行数据，并基于预设的通信协议，如OPC‑UA（OPC Unified Architecture，一种开放式国际标准规格）协议将数据导入到Unity3D中的数字孪生模型中，通过数据驱动数字孪生模型在虚拟空间中运行，实现实体自动装车装置与数字孪生模型在物理世界和信息世界的虚实等价映射，实时还原自动装车过程中货物及各装备的运行情况。因此通过自动装车装置的数字孪生系统不仅实现了整个装车过程的可视化监测与显示，而且管理者还可以通过数字孪生系统对该工艺过程中的设备参数、工艺流程参数、作业订单顺序进行调整和修改。

[0093] 作为一种可选的实现方式，还可以执行以下步骤：根据所述货车型号，确定所述目标货车的货车规格信息；利用所述数字孪生模型，确定与所述货车规格信息相匹配的码垛摆放类别；按照所述码垛摆放类别控制货物摆放。

[0094] 在本实现方式中，执行主体可以根据货车型号，确定出目标货车的货车规格信息，其中，货车规格信息可以包括但不限于货车的车厢的长宽高信息。之后，执行主体可以利用数字孪生模型模拟各个候选的码垛摆放类别，并确定每个码垛摆放类别对应的车厢空间利用率，选取车厢空间利用率最高的码垛摆放类别，作为上述与货车规格信息相匹配的码垛摆放类别，并按照该码垛摆放类别控制货物摆放。

[0095] 其中，候选的码垛摆放类别可以包括简单重叠式、正反交错式和纵横交错式。简单重叠式是指货物依次排列，上下两层之间依次罗列没有压缝，只需根据所用托盘大小确定长宽所摆放的货物数量。这种方式对托盘形状没有特殊要求，如最底层为4排3列的货物形式，再往上层也是同样的排列顺序，但随着高度的增加，容易造成包装箱的倒塌，因此不宜过高，高度优选为4‑6层。正反交错式是指货物上下两层之间有搭接，稳定性好，但该种摆放形式需要托盘是长方形的，最底层摆放形式可以为第一列货物竖排放置第二列货物横排放置，第三、四等列依次放置，第二层摆放时货物竖排放置的位置上放置横排货物，货物横排放置的位置上放置竖排货物。纵横交错式是指纵横交错式的码放方式一层横向放置，另一层纵向放置，上下层之间有一定的咬合效果，稳定性好。但这种类型的码垛方式适用于方形的托盘。

[0096] 并且，数字化模拟码垛时需要保持车厢空间利用率达到85%以上，使车厢空间得到充分利用，最大限度的填装更多的货物。执行主体将最优数字化模拟结果传递给机械臂控制系统，以使机械臂控制系统根据所传输的信息进行货物的码垛，从而提高垛形规划的智能化程度。

[0097] 作为一种可选的实现方式，还可以执行以下步骤：显示所述数字孪生模型。

[0098] 在本实现方式中，执行主体还可以在建模得到数字孪生模型之后，实时显示数字孪生模型，并实时更新数字孪生模型中各个设备的运行状态。例如，随着目标货车的移动，在数字孪生模型中实时显示目标货车的位置变化。可选的，在数字孪生模型中，还可以显示上述码垛摆放类别对应的垛形规划图，从而提高垛形的展示直观性。进一步可选的，数字孪生模型还可以实时采集装卸车过程中的各类数据，展示货物装卸进度、目标货车停靠情况、目标停靠位置的标注信息等。进一步可选的，执行主体的管理使用人员还可以在数字孪生模型中修改各个设备的设备参数、仓储物流作业顺序、各个物流环节的流程参数等，实现仓储物流的智能化调节。

[0099] 步骤S24、利用所述数字孪生模型，确定所述指定停靠区域中与所述目标货车相匹配的目标停靠位置。

[0100] 在本实施例中，在本实施例中，指定停靠区域可以设置有区域标识，区域标识的形式可以为区域线。目标货车的司机可以基于区域标识，将目标货车驶入指定停靠区域。在执行主体检测到目标货车进入指定停靠区域之后，可以利用上述数字孪生模型进行停靠数字化模拟，得到指定停靠区域中的最优停靠位置，即上述的目标停靠位置。可选的，在得到目标停靠位置之后，执行主体可以在数字化模拟软件中的数字孪生模型中标注该目标停靠位置，例如，采用红框闪烁显示该目标停靠位置。以及，执行主体还可以控制在目标货车的车载终端设备中同样标注该目标停靠位置，以提示目标货车的司机具体停靠位置。

[0101] 可选的，可以采用霍夫直线算法检测目标货车是否全部进入区域线范围。具体的，执行主体可以接收指定停靠区域对应的激光传感器和全景摄像头所采集的图像以及距离信息，并将该图像进行灰度化处理和滤波，减弱光线和色彩等因素，并提高检测速度。以及，应用霍夫直线算法对处理后的图像进行二值化变换，在对停车位标记线进行检测，依次进行停车位特征检测、停车位标记线特征检测和停车位标记线判定。当目标货车未进入标记线范围内或者超出标记线范围，执行主体会控制车载终端设备提示司机进行货车方向位置的修正，直到目标货车完全处于最优货车停靠/装卸区域内。

[0102] 作为一种可选的实施方式，利用所述数字孪生模型，确定所述指定停靠区域中与所述目标货车相匹配的目标停靠位置可以包括：在目标货车进入区域线范围后，确定目标货车进入指定停靠区域，执行主体将区域线范围进行网格化分解，并赋予每个网格节点一个坐标值，因为自动装车装置位置是固定不变的，而货车装卸点位是根据货车及车厢尺寸大小及类型进行匹配的，因此可以应用深度强化学习及网格寻优算法进行最优网格节点计算得到最优装卸点位坐标，并将该节点视为货车装卸点位。目标货车进入区域线范围后在网格节点内可以被简化为一个矩形，并得到矩形四个点位坐标值，依据四个点位坐标值和最优装卸点位坐标值之间的距离，指示司机运行货车到最优装卸点。这里的最优装卸点即为上述目标停靠位置。通过实施这种可选的实施方式，能够基于指定停靠区域的网格化分解、网格寻优算法和深度强化学习，得到目标停靠位置，从而提高了目标停靠位置的确定精准度。

[0103] 作为一种可选的实现方式，不同货车型号对应的目标停靠位置不同。

[0104] 在本实现方式中，对于不同货车型号，由于其货车的车厢类型和车厢尺寸不同，因此，在指定停靠区域中可以选取适配于该货车的车厢类型以及车厢尺寸的目标停靠位置，从而提高目标停靠位置的确定灵活性。

[0105] 步骤S25、基于所述目标停靠位置，向所述目标货车输出停靠引导信息，以使所述目标货车停靠在所述目标停靠位置进行货物装卸。

[0106] 在本实施例中，执行主体可以根据上述目标停靠位置和目标货车的当前位置，引导目标货车停靠在目标停靠位置进行货物装卸。其中，目标停靠位置中具有自动装车装置，自动装车装置能够对目标货车进行货物装卸，例如，将目标货车中的货物搬运至下一仓储物流设备处进行物流流转，或者将指定货物搬运至目标货车。

[0107] 步骤S26、若检测到所述目标货车在所述目标停靠位置完成货物装卸，发出提示信息，以提示所述目标货车的司机驾驶所述目标货车离开。

[0108] 在本实施例中，若检测到所述目标货车在所述目标停靠位置完成货物装卸，执行主体可以向上述的车载终端设备发送提示信息，以提示司机驾驶货车离开。通过这种提示方式，使得司机只需要按照指示驾驶车辆，无需手动搬运货物，也无需人工监测货物装卸进度，进一步提高了装卸控制的智能化程度。

[0109] 本申请能够针对不同型号的货车，针对性确定装卸停靠位置，并引导货车停靠在该装卸停靠位置进行货物装卸，从而满足多种类运输货车的装卸需求，提高了装卸控制的精准度。

[0110] 请参阅图3，图3是根据一示例性实施例示出的基于数字孪生模型的自动装卸车控制系统的框图结构示意图，如图3所示，该基于数字孪生模型的自动装卸车控制系统包括：

[0111] 型号获取单元301，用于获取目标货车的货车型号；

[0112] 模型生成单元302，用于若检测到所述目标货车进入指定停靠区域，基于所述货车型号，生成所述目标货车的数字孪生模型；其中，所述数字孪生模型基于所述目标货车的运行数据驱动，并且，所述数字孪生模型基于几何模型、物理模型、行为模型和规则模型进行耦合得到；

[0113] 位置确定单元303，用于利用所述数字孪生模型，确定所述指定停靠区域中与所述目标货车相匹配的目标停靠位置；

[0114] 停靠引导单元304，用于基于所述目标停靠位置，向所述目标货车输出停靠引导信息，以使所述目标货车停靠在所述目标停靠位置进行货物装卸。

[0115] 作为一种可选的实施方式，所述模型生成单元302具体用于：

[0116] 从预设的货车模型库中确定与所述货车型号相匹配的货车模型；

[0117] 基于所述货车模型，生成所述目标货车的所述数字孪生模型。

[0118] 作为一种可选的实施方式，所述系统还包括：

[0119] 导航引导单元，用于若所述预设的货车模型库中存在与所述货车型号相匹配的货车模型，将所述目标货车的通行权限配置为允许通行，并确定与所述目标货车对应的装卸任务信息；根据所述装卸任务信息，生成针对所述目标货车的车辆导航信息；将所述装卸任务信息和所述车辆导航信息发送给所述目标货车，以使所述目标货车基于所述车辆导航信息进入所述指定停靠区域并执行所述装卸任务信息对应的装卸任务。

[0120] 作为一种可选的实施方式，所述系统还包括：

[0121] 码垛控制单元，用于根据所述货车型号，确定所述目标货车的货车规格信息；利用所述数字孪生模型，确定与所述货车规格信息相匹配的码垛摆放类别；按照所述码垛摆放类别控制货物摆放。

[0122] 作为一种可选的实施方式，所述系统还包括：

[0123] 显示单元，用于显示所述数字孪生模型。

[0124] 作为一种可选的实施方式，不同货车型号对应的目标停靠位置不同。

[0125] 作为一种可选的实施方式，所述系统还包括：

[0126] 提示单元，用于若检测到所述目标货车在所述目标停靠位置完成货物装卸，发出提示信息，以提示所述目标货车的司机驾驶所述目标货车离开。

[0127] 本申请能够针对不同型号的货车，针对性确定装卸停靠位置，并引导货车停靠在该装卸停靠位置进行货物装卸，从而满足多种类运输货车的装卸需求，提高了装卸控制的精准度。

[0128] 关于上述实施例中的基于数字孪生模型的自动装卸车控制系统，其中各个单元模块执行操作的具体方式已经在上述相关方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

[0129] 请参阅图4，图4是根据一示例性实施例示出的一种基于数字孪生模型的自动装卸车控制设备的框图结构示意图，该基于数字孪生模型的自动装卸车控制设备包括：

[0130] 一个或者多个存储器401，其上存储有可执行程序；

[0131] 一个或者多个处理器402，用于执行所述存储器401中的所述可执行程序，以实现上述基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法的步骤。

[0132] 关于上述实施例中的基于数字孪生模型的自动装卸车控制设备，在实际应用中可以为服务器，其处理器402执行存储器401中程序的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

[0133] 此外，本申请提供还一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于数字孪生模型的自动装卸车控制方法的步骤。

[0134] 其中，所述存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read‑OnlyMemory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid‑State Drive，SSD)等；所述存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。

[0135] 可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

[0136] 需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”、“多”的含义是指至少两个。

[0137] 应该理解，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件；当一个元件被称为“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接；使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

[0138] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为：表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

[0139] 应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

[0140] 本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

[0141] 此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

[0142] 上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

[0143] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0144] 尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。