一种行李传送车传送过程防碰撞控制系统的制作方法

1.本发明涉及机场行李传送技术领域，具体为一种行李传送车传送过程防碰撞控制系统。


背景技术：

2.行李传送车是用于飞机装卸行李、包裹及邮件等货物的专用设备。在飞机上进行行李传送时，一般包括从行李安检处获取行李，由行李传送车一即普通的平板车将行李装载运送到行李传送车二处，行李传送车二即带有传送装置的车型，其可以与飞机存储仓相连接，利用传送带实现行李的传送。
3.在传送过程中，因为机场占地面积有限，而不同飞机的停靠点也不相同，因此行李在经过安检后，到达飞机下方的路线也不相同，为了进一步减少行李之间的碰撞，那就应该尽可能减少路线之间的转折点，以保证传送车能够抑制稳定行驶，减少制动次数，目前的技术中，并没有考虑这一点；同时在行李的摆放上，如何能够实现摆放的最优化，同时又能够保证行李之间在传送车制动时不发生碰撞成为了一个重要问题，而且随着科技发展，无人化、智能化逐渐成为主流，行李传送车是否能够实现无人驾驶、智能传送行李也成为一个重要研究课题，基于以上问题，本发明提出了一种行李传送车传送过程防碰撞控制系统用以解决。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种行李传送车传送过程防碰撞控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种行李传送车传送过程防碰撞控制系统，该系统包括路线规划模块、制动分析模块、安检模块、三维虚拟模块、分布模块、投影模块、传送模块、报警模块；所述路线规划模块用于规划机场行李传送车的行车路线；所述制动分析模块用于根据行车路线及车速分析制动产生的行李移动距离；所述安检模块用于对行李进行安检，并进行扫描；所述三维虚拟模块用于建立行李的三维虚拟状态，分析支撑面面积；所述分布模块用于分析得出行李在行李传送车上的摆放方式；所述投影模块用于投影，将分布模块的结果投影在行李传送车上；所述传送模块用于接收行李传送车上的行李，并将其送入飞机存储仓；所述报警模块用于报警，在发现违禁品和危险品时发出报警声响；所述路线规划模块的输出端与所述制动分析模块的输入端相连接；所述制动分析模块的输出端与所述分布模块的输入端相连接；所述安检模块的输出端与所述三维虚拟模块、制动分析模块、报警模块的输入端相连接；所述三维虚拟模块的输出端与所述分布模块的输入端相连接；所述分布模块的输出端与所述投影模块的输入端相连接；所述投影模块的输出端与所述传送模块的输入端相连接。
6.所述路线规划模块包括地点获取单元、最优路线规划单元；
所述地点获取单元用于获取飞机存储仓的位置与行李存放处的位置，主要是获取飞机存储仓的入口位置，并根据入口位置判断出行李传送车应该怎样停车，例如应将车尾对准传送带，进而与飞机存储仓入口相连接；所述最优路线规划单元用于规划行李传送车从行李存放处到达飞机存储仓的最优路线；所述最优路线指转弯最少，路径差值低于阈值的路线；最优路线的获取包括：获取飞机存储仓位置与行李存放处位置，分别记为a和b；获取机场平面图，利用影像地图和计算机智能规划出a与b之间的所有行车路线，记为集合c，则c={x1，x2，
……
，x
n
}，其中x1，x2，
……
，x
n
代表a与b之间各个行车路线；获取集合c中所有行车路线的路程值，选取其中最小值，记为s
min
；将集合c中所有路线绘制成平面图，按照转折点数量从小到大进行排序，相同则记为同一个排名，并获取对应的路程值，生成路线名单；根据公式：其中，任意行车路线的路程值；按照路线名单每一个排名进行计算；设置阈值为则停止计算，所对应的路线即为最优路线；若同一个排名下存在多个则选取其中路程值最小的作为输出，记为最优路线；所述地点获取单元的输出端与所述最优路线规划单元的输入端相连接；所述最优路线规划单元的输出端与所述制动分析模块的输入端相连接。
7.在上述方案中，由于不同飞机停靠的地点不同，因此每次行李传送车的行车路线也是不同的，在飞机起飞前，获取其飞机存储仓的位置，并获取行李存放处的位置，两点之间利用影像地图和计算机即可规划出一条路线，但该路线并不是本技术所讲的最优路线，在当前技术中，规划出的路线一般是以行驶距离最短为主，但在本技术中，由于机场的面积有限，因此路线之间的距离差别影响不大，为防止行李碰撞，应该使其保持匀速行驶，尽可能地减少行李传送车的制动次数，因此在规划最优路线的时候，对所有路线进行对比，选取出转弯点最少并路程最低的路线，记为最优路线。
8.所述制动分析模块包括车速获取单元、制动分析单元；所述车速获取单元用于获取行李传送车的正常行驶速度和制动时的行驶速度；所述制动分析单元用于分析行李传送车制动时车上行李的运动轨迹；其中，行李传送车正常行驶速度记为v0，制动时的行驶速度记为v1；所述车速获取单元的输出端与所述制动分析单元的输入端相连接；所述制动分析单元的输出端与所述分布模块的输入端相连接。
9.所述制动分析单元还包括行李质量获取单元、分析单元；所述行李质量获取单元用于接收来自安检模块的行李质量；所述分析单元用于分析行李传送车制动时行李滑动的位移；所述分析单元的分析过程如下：
获取任一行李的质量，记为m0；设置有非惯性系，记为s1；惯性系记为s0；在t时刻下，设置行李在非惯性系s1中相对于s0的加速度为a
t
‑
s1
，则存在惯性力：其中，a
t
‑
s0
为惯性系中行李的加速度；根据科里奥利力可知：则：其中，v
s1
是行李相对于参考系s1的瞬时速度，w是参考系s1相对于惯性系s0转动的角速度矢量；r为行李的位置矢量；w1是w关于时间t的导数；上述两式中的
×
为矢量叉乘；所以有行李的滑动位移为：方向在转向时为反方向；在直行时为同方向。
10.所述安检模块包括安检单元、扫描单元、质量单元；所述安检单元用于检查是否存在违禁品、危险品；所述扫描单元用于扫描物体形状和占地面积；所述质量单元用于计算物体质量并记录；所述安检单元的输出端与报警模块相连接；所述扫描单元的输出端与所述三维虚拟模块的输入端相连接；所述质量单元的输出端与所述制动分析模块的输入端相连接。
11.所述三维虚拟模块包括数据获取单元、虚拟建模单元；所述数据获取单元用于获取行李数据与行李传送车数据；所述虚拟建模单元用于在三维环境下进行虚拟建模；所述虚拟建模单元还包括：获取行李传送车的承载面积，记为g1；获取各件行李的占地面积；所述占地面积的获取方式为：获取行李在行李传送车上的俯视图，在该俯视图外围建立一个最小的长方形，保证该长方形是能够容纳该俯视图的最小面积长方形，此时该长方形的面积即为行李的占地面积；这里是由于行李会出现不规则性，因此以其俯视图为准，在外围框一个长方形作为占地面积，保证行李任何部分不出现碰撞；所述数据获取单元的输出端与所述虚拟建模单元的输入端相连接；所述虚拟建模单元的输出端与所述分布模块的输入端相连接。
12.所述分布模块包括分布单元、输出单元；所述分布单元用于对行李在行李传送车的摆放提出分布模型；所述输出单元用于
将模型进行输出；所述分布单元的步骤为：获取行李传送车的最优路线，获取转弯点次数和方向；计算每一件行李在最优路线上的滑动位移；并将此位移的面积加入到行李的占地面积中，形成新的占地面积；根据新的占地面积计算行李传送车能够容纳的适宜行李摆放方式；所述适宜行李摆放方式即为参与摆放的所有行李的占地面积之和与g1的差值小于阈值g0；其中，所有行李的占地面积之和与g1的差值；g
x
为参与摆放的所有行李的占地面积之和；获取所有的适宜行李摆放方式；根据适宜行李摆放方式进行计算每一次制动情况下的每两件相邻行李的滑动位移差值，相加即可得出面积差值；选取其中面积差值最大的适宜行李摆放方式记为最优行李摆放方式；对最优行李摆放方式进行调整，根据滑动位移差值将相邻行李摆放的间距进行调节，保证其不发生碰撞的同时又间距最小；获得调整后的最优行李摆放方式，由输出单元进行输出；所述分布单元的输出端与所述输出单元的输入端相连接；所述输出单元的输出端与所述投影模块的输入端相连接。
13.在这一步骤下，由于在行李传送车上行李会进行相对的运动，只是每个行李的质量不同，导致行李之间的滑动位移不同，因此会产生滑动位移差值，而这个滑动位移差值会导致新的占地面积出现富余部分，因此进行调整，保证行李传送车上的使用面积达到最优化。
14.所述投影模块包括接收单元、投影单元；所述接收单元用于接收输出单元的结果，获取到最优行李摆放方式；所述投影单元用于根据最优行李摆放方式形成投影图，并将其投影到行李传送车上；所述接收单元的输出端与所述投影单元的输入端相连接；所述投影单元的输出端与所述传送模块的输入端相连接。
15.在这一步骤中，会对行李进行编号，生成最优行李摆放方式后，对行李摆放的编号进行投影，使工作人员进行按照编号摆放。
16.所述传送模块包括连接单元、传送单元；所述连接单元用于将行李传送车与飞机存储仓通过传送带进行连接；所述传送单元用于将行李传送车上的行李传送至飞机存储仓内；所述连接单元的输出端与所述传送单元的输入端相连接。。
17.所述报警模块包括声响单元、灯光单元；所述声响单元用于在报警时发出声响提醒管理人员；所述灯光单元用于在报警时发出灯光提醒管理人员。
18.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1、本发明能够在机场行李传送方面提供最优行车路线，尽可能减少制动次数，同时提供一个最优的摆放方式，实现行李传送车的承载面积最大化，保证行李传送车传送行李的效率，同时利用滑动距离的位移保证了行李之间防碰撞，保全乘机人的财产安全；2、本发明适用于无人驾驶的行李传送车，使其能够按照智能路线及智能车速进行行驶，可以进一步提高机场行车的智能化、科技化，减少人工，降低人工引起的错误，提高便利性；3、本发明还设置投影方式进行投影，可以指引工作人员按照编号进行摆放，更加便捷；并可在后期配备机器人按照投影进行行李的摆放，能够实现整个机场行车的无人化管理，进一步提升精确化和高度智能化。
附图说明
19.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是本发明一种行李传送车传送过程防碰撞控制系统的结构示意图；图2是本发明一种行李传送车传送过程防碰撞控制系统的流程示意图；图3是本发明一种行李传送车传送过程防碰撞控制系统的最优路线选择示意图；图4是本发明一种行李传送车传送过程防碰撞控制系统的适宜摆放方式示意图；图5是本发明一种行李传送车传送过程防碰撞控制系统的适宜摆放方式示意图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.请参阅图1
‑
5，本发明提供技术方案：一种行李传送车传送过程防碰撞控制系统，该系统包括路线规划模块、制动分析模块、安检模块、三维虚拟模块、分布模块、投影模块、传送模块、报警模块；所述路线规划模块用于规划机场行李传送车的行车路线；所述制动分析模块用于根据行车路线及车速分析制动产生的行李移动距离；所述安检模块用于对行李进行安检，并进行扫描；所述三维虚拟模块用于建立行李的三维虚拟状态，分析支撑面面积；所述分布模块用于分析得出行李在行李传送车上的摆放方式；所述投影模块用于投影，将分布模块的结果投影在行李传送车上；所述传送模块用于接收行李传送车上的行李，并将其送入飞机存储仓；所述报警模块用于报警，在发现违禁品和危险品时发出报警声响；所述路线规划模块的输出端与所述制动分析模块的输入端相连接；所述制动分析模块的输出端与所述分布模块的输入端相连接；所述安检模块的输出端与所述三维虚拟模块、制动分析模块、报警模块的输入端相连接；所述三维虚拟模块的输出端与所述分布模块的输入端相连接；所述分布模块的输出端与所述投影模块的输入端相连接；所述投影模块的输出端与所述传送模块的输入端相连接。
22.所述路线规划模块包括地点获取单元、最优路线规划单元；
所述地点获取单元用于获取飞机存储仓的位置与行李存放处的位置；所述最优路线规划单元用于规划行李传送车从行李存放处到达飞机存储仓的最优路线；所述最优路线指转弯最少，路径差值低于阈值的路线；最优路线的获取包括：获取飞机存储仓位置与行李存放处位置，分别记为a和b；获取机场平面图，利用影像地图和计算机智能规划出a与b之间的所有行车路线，记为集合c，则c={x1，x2，
……
，x
n
}，其中x1，x2，
……
，x
n
代表a与b之间各个行车路线；获取集合c中所有行车路线的路程值，选取其中最小值，记为s
min
；将集合c中所有路线绘制成平面图，按照转折点数量从小到大进行排序，相同则记为同一个排名，并获取对应的路程值，生成路线名单；根据公式：其中，意行车路线的路程值；按照路线名单每一个排名进行计算；设置阈值为则停止计算，所对应的路线即为最优路线；若同一个排名下存在多个则选取其中路程值最小的作为输出，记为最优路线；所述地点获取单元的输出端与所述最优路线规划单元的输入端相连接；所述最优路线规划单元的输出端与所述制动分析模块的输入端相连接。
23.所述制动分析模块包括车速获取单元、制动分析单元；所述车速获取单元用于获取行李传送车的正常行驶速度和制动时的行驶速度；所述制动分析单元用于分析行李传送车制动时车上行李的运动轨迹；其中，行李传送车正常行驶速度记为v0，制动时的行驶速度记为v1；所述车速获取单元的输出端与所述制动分析单元的输入端相连接；所述制动分析单元的输出端与所述分布模块的输入端相连接。
24.所述制动分析单元还包括行李质量获取单元、分析单元；所述行李质量获取单元用于接收来自安检模块的行李质量；所述分析单元用于分析行李传送车制动时行李滑动的位移；所述分析单元的分析过程如下：获取任一行李的质量，记为m0；设置有非惯性系，记为s1；惯性系记为s0；在t时刻下，设置行李在非惯性系s1中相对于s0的加速度为a
t
‑
s1
，则存在惯性力：其中，a
t
‑
s0
为惯性系中行李的加速度；根据科里奥利力可知：
则：其中，v
s1
是行李相对于参考系s1的瞬时速度，w是参考系s1相对于惯性系s0转动的角速度矢量；r为行李的位置矢量；w1是w关于时间t的导数；上述两式中的
×
为矢量叉乘；所以有行李的滑动位移为：方向在转向时为反方向；在直行时为同方向。
25.所述安检模块包括安检单元、扫描单元、质量单元；所述安检单元用于检查是否存在违禁品、危险品；所述扫描单元用于扫描物体形状和占地面积；所述质量单元用于计算物体质量并记录；所述安检单元的输出端与报警模块相连接；所述扫描单元的输出端与所述三维虚拟模块的输入端相连接；所述质量单元的输出端与所述制动分析模块的输入端相连接。
26.所述三维虚拟模块包括数据获取单元、虚拟建模单元；所述数据获取单元用于获取行李数据与行李传送车数据；所述虚拟建模单元用于在三维环境下进行虚拟建模；所述虚拟建模单元还包括：获取行李传送车的承载面积，记为g1；获取各件行李的占地面积；所述占地面积的获取方式为：获取行李在行李传送车上的俯视图，在该俯视图外围建立一个最小的长方形，保证该长方形是能够容纳该俯视图的最小面积长方形，此时该长方形的面积即为行李的占地面积；所述数据获取单元的输出端与所述虚拟建模单元的输入端相连接；所述虚拟建模单元的输出端与所述分布模块的输入端相连接。
27.所述分布模块包括分布单元、输出单元；所述分布单元用于对行李在行李传送车的摆放提出分布模型；所述输出单元用于将模型进行输出；所述分布单元的步骤为：获取行李传送车的最优路线，获取转弯点次数和方向；计算每一件行李在最优路线上的滑动位移；并将此位移的面积加入到行李的占地面积中，形成新的占地面积；根据新的占地面积计算行李传送车能够容纳的适宜行李摆放方式；所述适宜行李摆放方式即为参与摆放的所有行李的占地面积之和与g1的差值小于阈值g0；其中，摆放的所有行李的占地面积之和与g1的差值；g
x
为参与摆放的所
有行李的占地面积之和；获取所有的适宜行李摆放方式；根据适宜行李摆放方式进行计算每一次制动情况下的每两件相邻行李的滑动位移差值，相加即可得出面积差值；选取其中面积差值最大的适宜行李摆放方式记为最优行李摆放方式；对最优行李摆放方式进行调整，根据滑动位移差值将相邻行李摆放的间距进行调节，保证其不发生碰撞的同时又间距最小；获得调整后的最优行李摆放方式，由输出单元进行输出；所述分布单元的输出端与所述输出单元的输入端相连接；所述输出单元的输出端与所述投影模块的输入端相连接。
28.所述投影模块包括接收单元、投影单元；所述接收单元用于接收输出单元的结果，获取到最优行李摆放方式；所述投影单元用于根据最优行李摆放方式形成投影图，并将其投影到行李传送车上；所述接收单元的输出端与所述投影单元的输入端相连接；所述投影单元的输出端与所述传送模块的输入端相连接。
29.所述传送模块包括连接单元、传送单元；所述连接单元用于将行李传送车与飞机存储仓通过传送带进行连接；所述传送单元用于将行李传送车上的行李传送至飞机存储仓内；所述连接单元的输出端与所述传送单元的输入端相连接。
30.所述报警模块包括声响单元、灯光单元；所述声响单元用于在报警时发出声响提醒管理人员；所述灯光单元用于在报警时发出灯光提醒管理人员。
31.在本实施例中：设置有行李共10件；从安检口a传送到飞机存储仓b；设置有无人运输车1辆，正常行驶车速为35km/时；制动转弯车速为15km/时；获取机场平面图，利用影像地图和计算机智能规划出a与b之间的所有行车路线，记为集合c，则c={x1，x2，x3，x4，x5}，其中x1，x2，x3，x4，x5代表a与b之间5条行车路线；获取集合c中所有行车路线的路程值，选取其中最小值，为x3，路程为2km；记为s
min
；将集合c中所有路线绘制成平面图，按照转折点数量从小到大进行排序，相同则记为同一个排名，并获取对应的路程值，生成路线名单；如图3所示，路线名单如下：x1：4个转折点；x2、x3：6个转折点；x4、x5：8个转折点根据公式：其中，为任意行车路线的路程值；
按照路线名单每一个排名进行计算；设置阈值为则停止计算，所对应的路线x1即为最优路线；其中，行李传送车正常行驶速度记为v0，制动时的行驶速度记为v1；获取所有行李的质量，对其中任一行李质量，记为m0；设置有非惯性系，记为s1；惯性系记为s0；在t时刻下，设置行李在非惯性系s1中相对于s0的加速度为a
t
‑
s1
，则存在惯性力：其中，a
t
‑
s0
为惯性系中行李的加速度；根据科里奥利力可知：则：其中，v
s1
是行李相对于参考系s1的瞬时速度，w是参考系s1相对于惯性系s0转动的角速度矢量；r为行李的位置矢量；w1是w关于时间t的导数；上述两式中的
×
为矢量叉乘；所以有行李的滑动位移为：方向在转向时为反方向；在直行时为同方向。
32.获取行李传送车的承载面积，记为g1；获取各件行李的占地面积；所述占地面积的获取方式为：获取行李在行李传送车上的俯视图，在该俯视图外围建立一个最小的长方形，保证该长方形是能够容纳该俯视图的最小面积长方形，此时该长方形的面积即为行李的占地面积；获取行李传送车的最优路线，获取转弯点次数和方向；转弯点为4次，方向分别为右
‑‑
左
‑‑
左
‑‑
右；计算每一件行李在最优路线上的滑动位移；并将此位移的面积加入到行李的占地面积中，形成新的占地面积；根据新的占地面积计算行李传送车能够容纳的适宜行李摆放方式；所述适宜行李摆放方式即为参与摆放的所有行李的占地面积之和与g1的差值小于阈值g0；其中，参与摆放的所有行李的占地面积之和与g1的差值；g
x
为参与摆放的所有行李的占地面积之和；
获取所有的适宜行李摆放方式；共得出2种适宜行李摆放方式；如图4所示，分别为行李1、行李2、行李3、行李4；行李1、行李4、行李6、行李7、行李8；根据适宜行李摆放方式进行计算每一次制动情况下的每两件相邻行李的滑动位移差值，相加即可得出面积差值；其中发现第二种的面积差值大于第一种的面积差值；选取第二种的适宜行李摆放方式记为最优行李摆放方式；对最优行李摆放方式进行调整，根据滑动位移差值将相邻行李摆放的间距进行调节，保证其不发生碰撞的同时又间距最小；发现调整后的最优行李摆放方式多出的面积大于行李10的新的占地面积，因此可以增加行李10 的摆放；获得调整后的最优行李摆放方式，由输出单元进行输出；并进行投影到行李传送车上。
33.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
34.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。