[发明专利]用于自动卡车及牵引拖车的自动操作和处理的系统和方法

说明书

提供了一种用于在堆场环境中操作自动驾驶车辆(AV)堆场卡车的系统和方法。处理器促进了AV堆场卡车的自动运动和堆场内拖车的连接和断开。多个传感器与处理器互连，所述传感器感测堆场中的地形和物体并帮助自动连接到拖车或从拖车上断开。服务器与处理器无线互连，并跟踪AV堆场卡车围绕堆场的运动，并确定连接和断开拖车的位置。当车门站靠近拖车时，车门站解锁/打开拖车门，并通过夹具等将拖车门固定在打开位置。该系统还计算拖车的高度，和/或拖车的起落架是否位于地面，并与牵引座交互操作以改变高度，还确认是否安全停靠以允许用户手动控制，以及确定最佳充电时间。还提供倒车传感器/安全自动的止动器和联运集装箱组织。

技术领域

本发明涉及自动驾驶车辆，更具体地，涉及例如用于在运输设施、生产设施或其它堆场内搬运货物，或用于在运输设施、生产设施或其它堆场之间运输货物的自动驾驶卡车及其拖车。

背景技术

卡车是现代商业中的重要组成部分。卡车利用其较大的内部空间跨大陆运输材料和商品。这些商品在生厂厂家、港口、分销商、零售商和最终用户等的各种设施中进行装卸。大型陆运(Large over-the road，OTR)卡车通常由牵引车(tractor)或驾驶室单元(cabunit)以及单独的可拆卸拖车组成，拖车由挂接系统可拆卸地连接在驾驶室，其中，所述挂接系统由所谓的牵引座(fifth wheel)和主销(kingpin)组成。更具体地，沿拖车底部前端形成有主销，而驾驶室包括牵引座，牵引座包括垫和用于主销的接收槽。由于在公路上需要经过弯道，因此在连接时，主销以允许拖车相对于驾驶室轴向旋转的方式跨入牵引座的槽中。驾驶室提供动力(例如通过发电动机、气动压力源等)来驱动其自身和连接的拖车。因此，在驾驶室和拖车之间形成有多个可移除的连接用来输送电力和气动压力。气压通常与驾驶室本身(单独)的制动系统结合来用于操作紧急制动器和行车制动器。电力为内部照明、外部信号灯和行车灯、升降门电动机，起落架电动机(如有)等提供功率。

在整个现代陆运时代中，连接电气和气动线路、升降起落架、操作拖车后平开门(swing door)，以及检查车辆都是由驾驶员手动完成。例如，当需要连接驾驶室和拖车时，在倒车至拖车以将卡车牵引座连接到拖车主销之后，需要驾驶员离开驾驶室来完成所有这些操作。更具体地，驾驶员必须摇起起落架以使主销落入牵引座与其完全接合，并爬至驾驶室底盘后部，从驾驶室后部用手抓住一组可伸缩的软管和电缆组(输送空气和电力)，并将它们固定至拖车车身前部的相应连接组件上。当断开拖车与驾驶室时，该过程正好相反。也就是说，操作员必须爬上并断开软管/电缆，将它们放置在适当的位置，然后摇下起落架以使主销升起从而脱离与牵引座的接合。假设要卸载拖车(例如，在倒车进入装货站台后)，驾驶员需要走到拖车的后部以解锁拖车的平开门，将其向后旋转270度，然后(通常)将每个门固定到拖车的侧面。对于不同类型的拖车，后门可能是被卷起(而不是平开)的，和/或使用其他方法来实现拿取货物。其他设施，例如装货站台报警系统、防止拖车意外滚动的止动器，以及将拖车锁定在站台的锁定机构，都需要人为操作和监控以确保正常功能和安全。当卡车和拖车倒车时，因它们较大的长、宽、高会形成极大盲点，存在很多类似的安全隐患。

卡车运输所具有的进一步挑战在于联运业务，即使用堆场卡车在各种运输方式之间运送集装箱。更具体地，在轨道堆场中，必须以特定的顺序和方向(当门在后面时，朝向为从前到后)在轨道车和拖车之间移动集装箱。同样，在从船上卸下集装箱的码头堆场中作业时，顺序和方向也很重要。

多年来，已经提出了许多解决方案来实现上述一个或多个过程的自动化，从而减少驾驶员的劳动。然而，无论这些解决方案在理论上多么有效，卡车运输业仍然依赖于上述手动方法来连接和断开拖车和牵引车/驾驶室。

随着自动驾驶车辆的出现，人们希望对于传统上或出于便利而手动操作的多种功能进一步实现自动化。

发明内容