[发明专利]用于优化自主堆场卡车的任务规划、任务管理和路线的系统和方法

说明书

本发明提供了用于优化运输设施的操作的系统和方法，该运输设施具有使用AV堆场卡车操纵的拖车。优化可以集中在对AV堆场卡车需求高的关键时间段。在非关键时间段，AV堆场卡车可以在堆场内“恢复”和“重新组织”，为未来的关键时间段做准备。与通常必须记住在何处存放特定OTR运载工具的空拖车的人类驾驶员不同，用自动化堆场系统和本文的优化技术所建立的区域可以允许以最好地服务于堆场设施的总体调度方式更自由地放置拖车。该优化可以基于不同任务的时间/开销成本，并确定如何在通过逐个卡车的基础上并以最小化这种成本的顺序优化对AV堆场卡车的任务分配来实现最小化成本。

技术领域

本发明涉及自主车辆，更具体地，本发明涉及自主车辆的任务管理、调度管理和路线管理。

背景技术

卡车是现代商业的重要组成部分。这些卡车利用其巨大的内部空间跨大陆运输材料和成品。这些货物在包括制造商、港口、分销商、零售商和最终用户在内的各种设施中进行装卸。大型长途运输(OTR)卡车通常由牵引车或驾驶室单元和单独的可拆卸拖车组成，该拖车通过由俗称的牵引座(fifth wheel)和主销(kingpin)组成的挂接系统可拆卸地与驾驶室互连。更具体地说，拖车包括沿其底部前部的主销，驾驶室包括牵引座，该牵引座包括衬垫和用于主销的接收槽。当连接时，主销以允许拖车在穿过道路弯道时相对于驾驶室轴向枢转的方式跨接入牵引座的槽中。驾驶室提供动力(例如通过发电机、气动压力源等)用于操作自身和所附接的拖车。

多年来，已经提出了一系列的解决方案来自动化卡车的一个或多个过程，从而减少或消除驾驶员所需投入的劳动。在一种应用中，卡车用于在存储/停放位置和装卸码头之间的堆场(yard)周围分流拖车。这种车辆通常被称为“堆场卡车”，并且可以以各种配置由化石燃料或电力提供动力。在2019年2月21日提交的题为“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”的共同受让的序列号为16/282,258的美国专利申请及其相关申请中描述了与自主堆场卡车(本文中称为“AV堆场卡车”)相关的各种新颖的自主车辆实施方式和功能，其教导作为有用的背景信息通过引用明确地并入本文。

管理AV堆场卡车车队的重大挑战是正确管理其操作的时间和顺序。在2020年5月28日提交的题为“用于操作和管理自动驾驶车辆交换区的系统和方法”的共同受让的序列号为63/031,552的美国临时申请中描述了一种与设施本身相关的组织技术，其教导作为有用的背景信息通过引用明确地并入本文。本申请提供了一种关于运输设施的分区布置方法，其在存在AV堆场卡车的情况下提高了安全性和效率。然而，当AV堆场卡车在分区或非分区堆场环境中执行任务时，有效管理AV堆场卡车本身仍然存在挑战。

发明内容

本发明通过提供一种系统和方法来克服现有技术的缺点，该系统和方法用于优化具有使用AV堆场卡车操纵的拖车的运输设施的操作。值得注意的是，该系统和方法可以由于所控制的堆场和拖车库存从而利用拖车位置的信息，以优化堆场空间和空的拖车位置，并且可以提高性能指标。优化可以集中在对AV堆场卡车的需求高或峰值的关键时间段。相反，在非关键时间段，AV堆场卡车可以在堆场内“恢复”和“重新组织(re-stage)”以为未来的关键时间段做准备。这也具有作为优化模型/过程的潜力。此外，与通常必须记住在何处存放特定OTR运载工具的空拖车的人类驾驶员不同，使用自动化堆场系统和本文的优化技术所建立的区域可以允许以服务于堆场设施的最优总体调度方式更自由地放置拖车。该优化可以基于不同任务的时间/开销成本，确定如何在通过每一个卡车的基础上以最小化这种成本的特定顺序优化对AV堆场卡车的任务分配，从而实现成本最小化。