港口内外部车队的定位方法与流程

本技术涉及港口管理，尤其涉及港口内外部车队的定位方法。

背景技术：

1、随着信息化技术的普及应用，在港口实际生产中，需要实时监控港口的外部车辆的位置及行驶轨迹，一般可采用区域定位或车载定位两种方式实现。

2、区域定位通过摄像头、rfid/uwb等无线定位设备，在车辆通过时计算车辆的实时位置并统计行驶轨迹，应此需要实现港口运行区域的全覆盖，部署成本较高。此外，在运行过程中，由于港口内货物、集装箱的堆放，以及生产设备如吊机、门机的位置移动，经常遮挡监控的情况，导致一定的视野盲区。

3、车载定位一般采用卫星定位、移动基站定位等实现，上述方法往往会收到卫星信号强弱、无线通信信号强弱的影响，导致定位结果与实际位置存在较大的偏差，降低了车辆监控的精度。

4、而目前在港内运行的车辆，可以通过加装激光雷达、摄像头等辅助传感器，通过与港口高精地图的对比，从而辅助实现车辆的定位，但这一方法对激光雷达、摄像头等辅助传感器的安装位置有要求，且分散在车体的多个位置，显然对进入港口的外部车辆并不适用。

5、惯导系统，即惯性导航系统（ins）是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统，其基本工作原理是以牛顿力学定律为基础，通过测量载体在惯性参考系的加速度，将它对时间进行积分，且把它变换到导航坐标系中，就能够得到在导航坐标系中的速度、偏航角和位置等信息。惯导系统的核心器件惯性测量单元集成了多个传感器，且对于安装位置要求相对简单。因此，目前也有通过对外部车辆临时固定具有惯导系统的定位装置以实现定位，但该定位装置成本较高，同时外部车辆多为装卸货物进入港口，该类外部车辆通常包括多辆，以车队形式进行运输，对每一车辆临时固定定位装置，进一步增大了成本。

技术实现思路

1、本技术的目的在于解决现有技术中，港口内外部车队定位成本较高的问题。因此，本技术提供了港口内外部车队的定位方法，对车队中的跟随车辆通过配合信号测距以及行车路线实现定位，降低了成本，且通过定位区的设置，确保了跟随车辆定位的连续性，提高了港口内车辆行驶灵活性和安全性。

2、本技术提供了一种港口内外部车队的定位方法，包括：

3、采集港口地图，并在道路交叉口设置定位区，定位区安装有多个信号接收器，且多个信号接收器用于确定定位区内的任意位置，其中，定位区为以道路交叉口的中心为圆心的区域；

4、采集车队长度，且当车队长度小于定位区边缘与对应道路交叉口入口的最小距离时，执行以下步骤：

5、根据出发点坐标、目标点坐标、港口地图以及预设规则制定行车路线，其中，预设规则为行车路线由多条线段组成，且任意相邻两个线段的长度之和大于车队长度；

6、获取领航车辆的位置，以及车队中各个相邻车辆的相对距离，其中，为领航车辆提供行车路线，以及领航车辆安装有定位装置，定位装置通过惯导数据确定其在行车路线中的位置，定位装置包括信号接收器，车队中的跟随车辆安装有信号接收器和信号发射器，且相对距离基于车队中车辆上的信号发射器和信号接收器测量获取；

7、根据相对距离、领航车辆的位置以及行车路线，依次确定车队中跟随车辆的第一位置；

8、获取车队中跟随车辆的第二位置，其中，车队中跟随车辆的第二位置基于信号发射器和定位区的多个信号接收器测量获取；

9、根据第一位置和第二位置，确定车队中跟随车辆的位置。

10、采用上述技术方案，对车队中的领航车辆通过定位装置的惯导数据实现定位，对车队中的跟随车辆通过配合信号测距以及行车路线实现定位，相对于全部车辆配备定位装置，降低了成本；并且，通过定位区的设置，实现了领航车辆和跟随车辆之间的信号在转角处被屏蔽时对跟随车辆定位，确保了跟随车辆定位的连续性；同时，通过在定位区对跟随车辆实现精准定位，便于在定位区实现车队变道超车等调度，提高了港口内车辆行驶灵活性和安全性。

11、在一些实施例中，当领航车辆位于定位区的道路交叉口的入口时，对应定位区的多个信号接收器启动；

12、当车队中的最后一辆跟随车辆位于对应定位区的道路交叉口的出口时，对应定位区的多个信号接收器关闭。

13、采用上述技术方案，避免定位区信号接收器处于长期工作状态，尤其是对于行车路线经过较少的定位区，降低能耗。

14、在一些实施例中，根据第一位置和第二位置，确定跟随车辆的位置，包括：

15、当仅获取第一位置或第二位置中的任意一个时，采用获取的第一位置或第二位置作为跟随车辆的位置；

16、当同时获取第一位置和第二位置时，采用获取的第二位置作为跟随车辆的位置；且

17、根据第二位置校正领航车辆的位置。

18、采用上述技术方案，实现对跟随车辆的连续定位，且通过跟随车辆精度较高的第二位置对领航车辆的位置进行校正，避免了惯导定位在连续运行过程中积累误差不断放大，提高了领航车辆的定位精度。

19、在一些实施例中，响应于报警信息对车队发出告警，其中，

20、报警信息基于电子围栏或光栅围栏被触发产生，电子围栏或光栅围栏安装于港口内道路位于定位区外的两侧，且

21、当电子围栏或光栅围栏被触发时，根据被触发位置、领航车辆的位置以及对应的车队长度，确定触发的车队。

22、在一些实施例中，对进入港口的车队确定行驶优先级；

23、确定定位区通过顺序：当车队进入定位区的道路交叉口的入口时，检测距离定位区中心的预设距离内是否有行驶优先级高于该车队的车队；

24、若有，则依次按照行驶优先级和预计到达时间确定依次通过定位区的初始顺序，并根据初始顺序依次判断对应车队是否有通过定位区的可能性；

25、若可能性均有，则将初始顺序发送至对应车队；

26、若任一可能性无，则将第一车队的顺序调至第二车队的顺序之前，重新计算通过可能性，直至可能性均有，并生成出发顺序，并将出发顺序发送至对应车队，其中，第二车队指无法通过定位区的车队，第一车队指前方最靠近第二车队的车队；

27、当每轮初始顺序或出发顺序中的车队均通过定位区后，按照进入定位区的道路交叉口的入口的时间顺序重复确定定位区通过顺序。

28、采用上述技术方案，确保行驶优先级较高的车队可以优选行驶，提高了港口内车辆管理能力。在一些实施例中，车队有通过定位区的可能性，包括：

29、车队按照其对应的行车路线通过定位区；或，

30、根据定位区内的所有车队的位置，允许车队在定位区内变道超车并通过定位区。

31、在一些实施例中，预设距离d为：

32、d=max（s/v*vmax，r），

33、其中，s为该车队通过定位区的路径长度，v为该车队在定位区内行驶的平均速度，vmax为港口内所允许的最大车速，r为对应定位区的半径。

34、在一些实施例中，车队长度l为：

35、，

36、其中，m为车队中各个车辆的总车长，n为车队中相邻车辆的总车距，a为权重常数，k为港口内道路上车辆密度。

37、采用上述技术方案，通过根据港口内道路上车辆密度的不同，控制车队长度，兼顾港口内车辆行驶效率和安全性。

38、在一些实施例中，根据道路交叉口对港口地图内的道路编号；

39、确定初始点，并获取初始点位置，以及所处的地图内道路序号；

40、在初始点将定位装置安装于领航车辆上，定位装置启动并初始化；

41、周期性获取定位装置的惯导数据，并根据上一周期的定位结果，确定领航车辆当前粗定位结果，t为周期顺序；

42、根据上一周期记录的领航车辆所在地图内道路序号及粗定位结果，判断与的终点间的距离是否小于第一阈值；

43、若是，则对可能所在道路集合内的各条道路分别估计其可能性，通过比较值判断领航车辆当前所处的道路；

44、其中，，为领航车辆粗定位结果与对应道路的距离差值，为与对应道路的朝向角差值，为与对应道路的朝向角变化率差值，、、为相应的预设权重常数。

45、在一些实施例中，当领航车辆仍处于当前道路，则构建定位纠正值，其中为领航车辆相对于的纵向距离，且大于等于时的纵向距离，并小于的总长，为领航车辆相对于的横向距离，优选为0，为在处的朝向角；

46、当领航车辆离开当前道路，并进入的后续道路之一，则构建定位纠正值，其中、、为后续道路起点的位置与朝向角；

47、根据、获取领航车辆的位置，其中为卡尔曼增益，为状态转换矩阵。

48、采用上述技术方案，避免了惯导定位在连续运行过程中积累误差不断放大，提高了领航车辆的定位精度。

49、本技术其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本技术说明书中的记载变的显而易见。