用于机场的自动驾驶行李拖车

技术领域

本发明涉及航空领域，尤其涉及一种用于机场的自动驾驶行李拖车。

背景技术

随着民航领域的发展，越来越多的人们选择乘坐飞机出行，且在出行时，行李托运则是乘机的关键一环。在机场的货物及行李运输过程中，目前大多使用散装行李拖车和人工驾驶行李拖车。然而，现有的行李拖车在转运过程中存在以下缺点：

1)散装拖车多为金属、机械连接，噪音大，安全系数不高；

2)人工驾驶拖车，人为操控因素会导致疲劳驾驶、超速超载、危险驾驶等安全隐患，安全系数不高，容错率低；

3)人工驾驶拖车受人员排班影响，不能最大化满足机场对拖车系统的工作效率要求；

4)人工驾驶拖车因多采用拖挂式结构，车身较长，车辆转弯等情况下较易产生盲区。

发明内容

本发明所要解决的问题是如何提供一种机场内，与机场上位系统配合作业，满足安全、高效且人工成本低的行李拖车。

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供了一种用于机场的自动驾驶行李拖车，包括车头、车轮和至少一节托盘，所述车头内设置有与机场内上位系统交互的控制模块，所述车头的顶部设置有用于监测车周情况的主激光雷达和用于限高的高度探测器，每节所述托盘上均设置有重量探测器。

优选的，所述车头内设置有用于与路侧设备进行交互的车载设备。

优选的，所述车头的前端和两侧分别设置有毫米波雷达，且前端的所述毫米波雷达位于所述车头的中轴线上。

优选的，前端的所述毫米波雷达为中距离毫米波雷达。

优选的，所述车头的两侧和所述托盘的两侧均设置有高清相机。

优选的，所述高清相机包括前视摄像头、广角摄像头和中距摄像头。

优选的，所述托盘的外周边缘设置有用于判定货物是否外露于所述托盘的长度探测器。

优选的，所述车轮上设置有速度探测器。

优选的，所述车头的外侧和所述托盘的外侧还设置有补盲激光雷达。

优选的，所述车头内设置有提示器。

本发明提供的用于机场的自动驾驶行李拖车，车头内设置有与机场内上位系统交互的控制模块，该控制模块能够根据上位系统的指令对自动驾驶行李拖车进行安全高效的操控，且上位系统能够根据控制模块的反馈实时进行必要的调整。在操控过程中，车头顶部的主激光雷达能够对车身周围的情况进行实时监测，并将监测结果反馈至上位系统，避免车辆在行驶过程中安全范围出现障碍影响正常行驶。车头顶部的高度探测器能够监测车辆上货物和行李的放置高度，避免放置过高在行驶过程中存在容易倾倒的危险。车辆每节托盘上的重量探测器，能够对每节托盘上的载重进行监控，确保车辆载重处于安全范围内，从而实现车辆安全高效的行驶。

附图说明

图1为本发明的提供的用于机场的自动驾驶行李拖车的结构示意图；

图2为本发明的提供的用于机场的自动驾驶行李拖车中车头的结构示意图；

图3为本发明的提供的用于机场的自动驾驶行李拖车的控制结构图。

图1至图3中：

1为车头、2为托盘、3为控制模块、4为主激光雷达、5为高度探测器、6为车载设备、7为重量探测器、8为高清相机、9为补盲激光雷达、10为毫米波雷达、11为速度探测器、12为长度探测器、13为提示器。

具体实施方式

请参见图1至图3，为本发明实施例提供的一种用于机场的自动驾驶行李拖车，其能够与机场内的上位系统进行交互，且能够在上位系统的指令下完成相应的任务。该自动驾驶行李拖车包括车头1、车轮和至少一节托盘2，车头1内设置有与机场内上位系统交互的控制模块3，车头1的顶部设置有用于监测车周情况的主激光雷达4和用于限高的高度探测器5，每节托盘2上均设置有重量探测器7。具体的，高度探测器5为红外线超高探测器。

在使用过程中，控制模块3需要全程与上位系统进行交互，获取上位系统规划的路线及道路信息，并依据获取的信息控制自动驾驶行李拖车前行并执行相关任务。车辆在载货时，高度探测器5和重量探测器7能够对托盘2上的货物或行李进行的实时监测，使其承载量不超过限定高度及限定重量，以确保行车的安全性。行驶时，主激光雷达4能够给对车身的情况进行实时监测，确定行驶前方或左右安全距离内是否有障碍物存在。若存在障碍物或行人，则控制模块3反馈信息至上位系统，并控制车辆停止前进直至障碍物消失。若在预设时间内，障碍物始终未清除，则上位系统重新规划合适的路径并发送至控制模块3，控制模块3按照新的路径控制车辆继续执行任务。

上述车头1内设置有用于与路侧设备进行交互的车载设备6。自动驾驶行李拖车在行驶过程中，为了更精确的监控器其位置并控制其行驶，在道路侧边间隔设置路侧设备，并在车上设置车载设备6，两者之间能够进行信息交互，车载设备6能够与每个路侧设备进行交互，根据相邻两次的交互信息则能确定拖车的行驶方向及所处具体位置。上位系统根据上述信息，能够将准确的道路信息(包括红绿灯颜色和时间信息、弯道信息、交叉口是否有横向穿越车辆等信息)发送至控制模块3，并根据该具体信息控制车辆的行驶状态。

此外，车头1的前端和两侧分别设置有毫米波雷达10，且前端的毫米波雷达10位于车头1的中轴线上。具体的，前端的毫米波雷达10为中距离毫米波雷达。作为优选的，前端的毫米波雷达10的数量并不局限于中轴线上的一个，还可以在前端的两侧分别设置一个毫米波雷达10，此时的毫米波雷达10具体设置为短距离毫米波雷达。车头1两侧的毫米波雷达10也设置为短距离毫米波雷达，当然了，由于拖车的长度较大，因此，在托盘2的侧边设置毫米波雷达10也是必要的，从而在整个行驶过程中能够对整个车体的外周进行监测，监测范围更大，准确度更高。以上毫米波雷达10的设置能够更准确的监测车辆周围的信息，其设置位置也可以根据实际需求再行进行调整，以消除监测盲区为主要目的。

基于进一步消除盲区，提高监测精确度，进而提高操控精度的考虑，还可以在车头1的两侧和托盘2的两侧设置高清相机8。具体的，高清相机8包括前视摄像头、广角摄像头和中距摄像头。

还可以在车头1的外侧和托盘2的外侧设置补盲激光雷达9。

本申请的优选实施例中，车头1和车盘2上的监测设备包括主激光雷达4、车载设备6、高清相机8、补盲激光雷达9及毫米波雷达10，且上述监测设备的安装位置并不局限于本实施例中的限定。实际安装时，通过控制模块3与上位系统的交互，对其安装位置及方向进行具体的调节，以消除监测盲区为最佳，从而使得上位系统接收更精准的车周信息，发送更精准的指令。优选的，可以将部分监测设置安装在旋转支架上，从而方便对其监测角度的调节，可以选择自动旋转支架或人工调节支架均可。

本申请的一个优选实施例中，托盘2的外周边缘设置有用于判定货物是否外露于托盘2的长度探测器12。以控制车载货物始终处于托盘2外周的有效范围内，避免货物超出时对主激光雷达4等监测设备的监测造成影响。

优选的，车轮上设置有速度探测器11，控制模块3能够根据该速度探测器11获取行驶速度的信息，并根据预设行驶方案对行驶速度进行控制。

上述车头1内可以设置提示器13。该提示器13能够在高度探测器5、重量探测器7及长度探测器12检测出超过预设数值时发出警报。还可以在监测设备监测到车辆前方或周边规定距离内存在障碍物或行人时发出警报。

具体的，上述控制模块3包括网络通讯设备、总线数据记录装置、主计算单元及导航设备，这些设备可以安装在一起，以使安装更紧凑，空间更简洁，如一体安装在车体1的前端，或者后端。当然也可以分别安装在车体1的不同位置，优选的，控制模块3包含的所有设备均安装在一处，以节约空间，并便于集中管理。总线数据记录装置能够全程记录车辆的行驶信息，导航设备能够根据上位系统规划的路线引导车辆按照路线行驶，优选的，导航设备选为四合一组合导航设备，能够进行四合一融合定位。主计算单元和网络通讯设备能够与上位系统交互，实时监测车辆的行驶状态，并接收任务信息。

具体的，上位系统包括任务下发平台、任务执行平台和车辆调度管理平台。任务下平台发包括塔台管制模块，机场指挥模块、航司运控模块和转运模块，任务下发平台生成机场用车需求。任务下发平台将机场用车需求传输给车辆调度管理平台，车辆调度管理平台向自动驾驶行李拖车下发行车路径，以使自动驾驶行李拖车按照行车路径到达目标位置并执行用车任务。

任务执行平台监控自动驾驶行李拖车对用车任务的执行情况，根据执行情况生成任务反馈信息，并将任务反馈信息发送给车辆调度管理平台。车辆调度管理平台根据任务反馈信息生成新的机场用车需求。

通过上述技术方案，本发明实现了整个机场范围内所有自动驾驶行李拖车的统一调度管理、科学路径规划，为各用车单位提供安全、高效、可控的服务保障。

上述塔台管制模块包括A-SMGCS系统和气象信息系统，机场指挥模块包括ORMS系统和FIMS系统，航司运控模块包括GHS系统和其他航司系统，转运模块包括GHS系统和其他航司系统。

高级场面运动引导与控制系统(A-SMGCS)应具备多种监视源数据接收和融合功能。采用广播式自动相关监视、多点定位、二次监视雷达等监视技术对协同监控目标实现监视；对非合作监控目标，包括监视目标、障碍和外来物，需采用场面监视雷达、视景增强和跑道异物检测等监视技术。高级场面活动引导与控制模块包括四级功能，分别为：监视、控制、路由和引导。

监视功能包括覆盖区域内所有运动及静止航空器和车辆的精确定位；根据引导与控制需求对沿路径的时间与位置数据进行更新；检测任何入侵包括航空器运动区域、跑道带及指定保护区域的入侵；完成对机场地面、飞行初始阶段和飞行最后阶段的监视。

控制功能包括使授权运动速度最大化(动态能力)；检测冲突及提供解决方案；提供纵向间距；对跑道或滑行道入侵提供告警并启动保护装置(如停止牌或报警器)；对紧急入侵提供告警等。

路由功能实现复杂机场车辆密集情况下，为运动区域中每一航空器或车辆指派行驶路线、改变目的地及线路的功能。

引导功能主要包括为飞行员和驾驶员提供清晰的指示以允许他们沿指派路径行进；显示受限或不可用的路径及区域；接受路由的随时改变；对所有的引导辅助设备的运行状态进行监控等。

本发明实施例提供的自动驾驶行李拖车，车头1内设置有与机场内上位系统交互的控制模块3，该控制模块3能够根据上位系统的指令对自动驾驶行李拖车进行安全高效的操控，且上位系统能够根据控制模块3的反馈实时进行必要的调整。在操控过程中，车头1顶部的主激光雷达4能够对车身周围的情况进行实时监测，并将监测结果反馈至上位系统，避免车辆在行驶过程中安全范围出现障碍影响正常行驶。车头1顶部的高度探测器5能够监测车辆上货物和行李的放置高度，避免放置过高在行驶过程中存在容易倾倒的危险。车辆每节托盘2上的重量探测器7，能够对每节托盘2上的载重进行监控，确保车辆载重处于安全范围内，从而实现车辆安全高效的行驶。

如图3所示，本申请的自动驾驶行李拖车在车路云协同系统的作用下，由机场的上位系统操控。图中，车为自动驾驶行李拖车、路为机场道路及其上的路侧设备、云为机场的上位系统，在三者的相互交互下，实现了自动驾驶行李拖车的统一调度，合理规划布局了机场内部地面交通，提升了作业安全及工作效率，实现了高效、有序、安全的货物转运；且自动驾驶实现了大量人力、物力成本的节约。

通过自动驾驶行李拖车、路侧设备及上位系统之间的有效协同、数据共享，实现了机场环境内的整体实时监控，增加了可控性。

对于本领域普通技术人员来说，根据本发明的上述实施方式所作出的任何修改、变动，在不脱离本发明宗旨的情况下，均应包含于本发明的保护范围之内。