具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

鉴于现有技术中，空箱区无人集卡与堆高机配合进行装卸箱作业时，无人集卡和堆高机都需要人工参与，无人集卡无法实现全自动化作业，进而降低空箱区集装箱堆取作业的效率。发明人经过大量研究发现，无人集卡在空箱区无法完全实现自动化装卸作业的原因在于：虽然无人集卡在岸桥或场桥的场景下能够进行自动化的信息交互，但是空箱区中与无人集卡配合进行装卸箱作业的堆高机与无人集卡之间无法实现自动化的信息交互。因此，为了实现无人集卡在空箱区也能够实现自动化作业，就需要使无人集卡与堆高机之间能够进行自动化的信息交互。

具体来说，就是在堆高机中安装：人机交互模块、定位模块和无线通信模块。通过定位模块，使得堆高机能够向外发出自身的位置信息。具体的，定位模块可以是基于北斗、惯性导航等多模融合定位技术的模块。再结合无人集卡的精准定位和感知，可以使人机交互模块准确地获取无人集卡和堆高机的实时位置。通过人机交互模块，使得堆高机的操作员能够在不通过肉眼寻找无人集卡的情况下，就锁定目标无人集卡。通过无线通信模块，使得堆高机能够将相应的信息发送出去。这样，堆高机就能够像无人集卡一样实现自动化的信息收发。进而，无人集卡与码头操作系统、堆高机与码头操作系统之间就能够实现自动化信息交互，从而，无人集卡与堆高机之间通过码头操作系统也能够实现自动化信息交互。

图1为本申请实施例中港口空箱堆场自动化作业架构示意图一，参见图1所示，该架构可以包括：码头操作系统101、数据网关102、多辆无人集卡103、多辆堆高机104。其中，码头操作系统101与多辆无人集卡103以及多辆堆高机104之间可以通过高可靠低延时的港口专用无线通信管道相互通信。也就是说，多辆无人集卡103与多辆堆高机104统一接入数据网关102，多辆无人集卡103与多辆堆高机104之间不直接进行通信，而是通过数据网关102和码头操作系统101进行多辆无人集卡103与多辆堆高机104之间的数据转发以及调度管理。当然，码头操作系统101与多辆无人集卡103以及多辆堆高机104之间还可以通过其它类型的网络进行通信，对于通信所使用的网络的具体类型，此处不做限定。

在堆高机104中，至少安装有：人机交互模块1041、定位模块1042和无线通信模块1043。通过定位模块1042，使得堆高机104能够向外发出自身的位置信息。通过人机交互模块1041，使得堆高机104的操作员能够在不通过肉眼寻找无人集卡的情况下，就锁定目标无人集卡。通过无线通信模块1043，使得堆高机104能够将相应的信息发送出去。这样，堆高机就能够像无人集卡一样实现自动化的信息收发。进而，无人集卡与码头操作系统、堆高机与码头操作系统之间就能够实现自动化信息交互，从而，无人集卡与堆高机之间通过码头操作系统也能够实现自动化信息交互。

接下来，对本申请实施例提供的无人集卡在港口空箱堆场的自动化作业方法进行详细说明。

图2为本申请实施例中无人集卡在港口空箱堆场的自动化作业方法的流程示意图一，参见图2所示，该方法可以包括：

S201：码头操作系统向堆高机发送装卸指令，以及向无人集卡发送前往作业贝位指令。

码头操作系统在获取到作业任务后，尤其对于空箱区的集装箱装卸，由于完成一个作业任务需要无人集卡和堆高机通过多个步骤进行配合操作，因此，码头操作系统可以基于空箱区装卸作业过程，将作业任务分解为多条作业指令。

在集装箱装卸的开始阶段，需要无人集卡驶向集装箱装卸的作业区域，以及需要告知堆高机需要进行装卸作业。因此，码头操作系统会先向堆高机发送装卸指令，使得堆高机获知后续需要进行集装箱装卸作业，以及向无人集卡发送前往作业贝位指令，使得无人集卡驶向作业区域。

在实际应用中，码头操作系统会获取多个作业任务，此时，码头操作系统可以为这多个作业任务匹配不同的无人集卡和堆高机，也可以将这多个作业任务匹配至同一个无人集卡和堆高机，并依次执行。对于多个任务作用的具体的无人集卡和堆高机，此处不做限定。

S202：无人集卡根据前往作业贝位指令行驶至作业前等待位，并向码头操作系统发送当前位置和等待状态。

无人集卡在接收到码头操作系统发送的前往作业贝位指令后，就自动开始向作业贝位行驶，但此时并不是直接行驶至作业贝位，而是行驶至作业前等待位，即作业贝位附近的等待位置。无人集卡行驶至作业前等待位后，就向码头操作系统发送无人集卡的当前位置和等待状态，以告知码头操作系统无人集卡已行驶至作业前等待位，并且已做好执行装卸任务的准备。

S203：码头操作系统向堆高机发送无人集卡的当前位置和等待状态。

码头操作系统接收到无人集卡发送的其当前位置和等待状态后，就能够确定无人集卡已处于作业前等待位，并且已做好作业准备。此时，码头操作系统就可以将无人集卡的当前位置和等待状态转发至堆高机，已告知堆高机无人集卡已处于作业前等待位，并且已做好作业准备。

S204：堆高机基于无人集卡的当前位置和等待状态，根据人机交互模块中操作员的操作信息绑定无人集卡和集装箱，并通过无线通信模块向码头操作系统发送绑定的无人集卡和集装箱。

堆高机接收到码头操作系统发送的无人集卡的当前位置和等待状态后，就能够确定有无人集卡已处于作业前等待位，并且已做好作业准备。此时，堆高机中的人机交互模块就会显示有已做好作业准备的无人集卡的信息以及集装箱的信息。堆高机上的操作员可以通过人机交互模块显示的内容，选择相应的无人集卡，这样，堆高机的操作员就无需通过肉眼寻找无人集卡了。进而将选择的无人集卡与相应的集装箱绑定，能够提高无人集卡绑定的准确性。然后，绑定的无人集卡和集装箱的信息就会通过堆高机的无线通信模块发送至码头操作系统，码头操作系统就能够知晓堆高机已绑定完成无人集卡和集装箱。

S205：码头操作系统向无人集卡发送堆高机和集装箱的信息。

码头操作系统接收到堆高机发送的绑定的无人集卡和集装箱的信息后，就将堆高机和集装箱的信息发送至被堆高机绑定的无人集卡，使得无人集卡获知与其进行配合作业的堆高机以及集装箱的信息，进而驶向该堆高机和集装箱对应的作业贝位。

这里需要说明的是，当需要完成的作业任务为卸载集装箱的任务时，即需要将无人集卡上的集装箱卸掉，堆高机在进行绑定时，仅仅绑定无人集卡即可，而无需绑定集装箱。堆高机向码头操作系统发送绑定的无人集卡信息即可。而码头操作系统向无人集卡也无需发送绑定的集装箱，仅发送绑定其的堆高机信息即可。

S206：无人集卡根据堆高机和集装箱的信息行驶至作业贝位，并在停稳后，向码头操作系统发送无人集卡的当前位置和锁车状态。

无人集卡接收到码头操作系统发送的堆高机和集装箱的信息后，就能够确定堆高机已将其与相应的集装箱绑定，进而无人集卡就继续根据堆高机和集装箱的信息行驶至作业贝位。无人集卡在作业贝位停稳后，就可以向码头操作系统发送该无人集卡的当前位置和锁车状态，以告知码头操作系统。该无人集卡当前可以立刻进行装卸作业。

S207：码头操作系统向堆高机发送无人集卡的当前位置和锁车状态。

码头操作系统接收到无人集卡发送的其当前位置和锁车状态后，就已知晓该无人集卡当前能够立刻进行装卸作业。此时，码头操作系统将该无人集卡的当前位置和锁车状态转发至相应的堆高机，使得堆高机知晓该无人集卡已做好装卸准备，当前能够立刻进行装卸作业，进而使得堆高机可以开始进行装卸作业。

S208：堆高机基于无人集卡的当前位置和锁车状态驶向无人集卡，并在操作员的操作下对无人集卡进行装卸箱，并在完成装卸箱后，驶离无人集卡的通行区域，并通过定位模块和无线通信模块向码头操作系统发送当前位置和完成作业任务状态。

堆高机接收到码头操作系统发送的无人集卡的当前位置和锁车状态后，就能够知晓无人集卡已到达作业贝位，并已做好装卸准备，可以立刻开始进行装卸作业。此时，堆高机通过人机交互模块提醒操作员，无人集卡已到位。可以开始进行装卸作业。操作员此时就可以开始对堆高机进行操作，通过操作堆高机对无人集卡进行装卸箱。操作员在完成对该无人集卡的装卸箱作业后，就可以驾驶堆高机驶离无人集卡的通行区域，以便给无人集卡让出道路。在堆高机驶离无人集卡的通行区域后，堆高机可以通过自身的定位模块获取其当前位置，进而通过其自身的无线通信模块将其当前位置和完成作业任务状态发送至码头操作系统，以便码头操作系统获知堆高机已完成装卸作业，并驶离无人集卡的通行区域。

S209：码头操作系统根据堆高机的当前位置和完成作业任务状态向无人集卡发送驶离作业区指令。

码头操作系统接收到堆高机发送的当前位置和完成作业任务状态后，就能够确定堆高机已完成装卸作业，并驶离无人集卡的通行区域。此时，码头操作系统向无人集卡发送驶离作业区指令，使得无人集卡在无堆高机阻挡的情况下，顺利驶离作业区域。

S210：无人集卡根据驶离作业区指令驶离作业区域。

无人集卡在接收到码头操作系统发送的驶离作业区指令后，就能够知晓堆高机已对其完成了装卸箱作业，并且可以驶离作业区域。此时，无人集卡就自动驶离作业区域，进而开始下一作业任务。

由上述内容可知，本申请实施例提供的无人集卡在港口空箱堆场的自动化作业方法，通过码头操作系统向堆高机发送装卸指令，以及向无人集卡发送前往作业贝位指令，无人集卡根据前往作业贝位指令行驶至作业前等待位，并向码头操作系统发送当前位置和等待状态，码头操作系统向堆高机发送无人集卡的当前位置和等待状态，堆高机基于无人集卡的当前位置和等待状态，根据人机交互模块中操作员的操作信息绑定无人集卡和集装箱，并通过无线通信模块向码头操作系统发送绑定的无人集卡和集装箱，码头操作系统向无人集卡发送堆高机和集装箱的信息，无人集卡根据堆高机和集装箱的信息行驶至作业贝位，并在停稳后，向码头操作系统发送当前位置和锁车状态，码头操作系统向堆高机发送无人集卡的当前位置和锁车状态，堆高机基于无人集卡的当前位置和锁车状态驶向无人集卡，并在操作员的操作下对无人集卡进行装卸箱，并在完成装卸箱后，驶离无人集卡的通行区域，并通过定位模块和无线通信模块向码头操作系统发送当前位置和完成作业任务状态，码头操作系统根据堆高机的当前位置和完成作业任务状态向无人集卡发送驶离作业区指令，无人集卡根据驶离作业区指令驶离作业区域，这样，无人集卡与堆高机在配合进行装卸作业时，无人集卡与堆高机之间就无需再通过人工鸣笛或打手势的方式进行交互，而是通过码头操作系统进行信息交互，实现了无人集卡与堆高机之间的自动化交互，从而实现了无人集卡在空箱堆场的全自动化作业，以及避免了堆高机在多辆无人集卡中绑定错误，从而提高了空箱堆场中装卸箱的作业效率和准确性。

进一步地，作为图2所示方法的细化和扩展，本申请实施例还提供了一种无人集卡在港口空箱堆场的自动化作业方法。图3为本申请实施例中无人集卡在港口空箱堆场的自动化作业方法的流程示意图二，参见图3所示，该方法可以包括：

S301：码头操作系统通过监控模块对码头操作系统、无人集卡、堆高机之间的交互信息进行监控。

在码头操作系统中，设置有监控模块。通过码头操作系统中的监控模块，能够对码头操作系统与无人集卡、码头操作系统与堆高机之间交互的信息进行监控，以便了解码头操作系统与无人集卡和堆高机之间的交互情况。

S302：码头操作系统将作业任务拆分成前往作业贝位指令、驶离作业区指令、装卸指令。

具体的，步骤S302可以包括：

A、码头操作系统获取作业任务；

B、码头操作系统根据空箱装卸过程将作业任务拆分为多个子任务；

C、码头操作系统根据子任务的作用对象，将多个子任务划分为控制无人集卡的第一子任务和控制堆高机的第二子任务。

其中，第一子任务至少包括前往作业贝位指令和驶离作业区指令，第二子任务至少包括装卸指令。

当然，码头操作系统还可以从作业任务中拆分出其它指令，并作用于无人集卡或堆高机。对于拆分出的所有指令，此处不再一一穷举，可以根据装卸的实际过程进行拆分。

S303：码头操作系统向堆高机发送装卸指令，以及向无人集卡发送前往作业贝位指令。

对于装箱过程，码头操作系统向堆高机发送多条装箱指令。

对于卸箱过程，码头操作系统向卸箱目标位置的堆高机发送卸箱指令。

在具体实施例过程中，由于码头操作系统与无人集卡和堆高机之间需要多次通信，为了提高通信效率，无人集卡与码头操作系统之间可以通过港口无线通信专网通信，堆高机与码头操作系统之间可以通过港口无线通信专网通信。这样，不仅无人集卡与堆高机之间的每一个操作步骤都可以通过码头操作系统进行决策和监控，便于空箱堆场装卸箱过程的管理与追溯。而且港口无线通信专网具备低时延（100ms）左右，信息传输的速度远远小于指令执行的时间，因此，通过码头操作系统进行信息中转，并不会影响空箱堆场的作业效率，还能够实现无人集卡在空箱堆场作业的全自动化。

当装卸指令的数量为多条，也就是当前堆高机需要执行多个作业任务时，堆高机具体可以执行以下步骤：

A、堆高机接收多条装卸指令；

B、堆高机根据各装卸指令的等待时间对多条装卸指令进行排序。

也就是说，堆高机将多条装卸指令按照等待时间长短进行排序，可以是将等待时间长的装卸指令排在前面，也可以是将等待时间短的装卸指令排在前面。

这样，堆高机后续就可以按照排序后的装卸指令逐条执行装卸作业了。

S304：码头操作系统通过存储模块对监控模块监控到的交互信息进行存储，以便事后监管。

在码头操作系统向堆高机发送装卸指令，以及向无人集卡发送前往作业贝位指令后，码头操作系统中的监控模块就能够监控到码头操作系统向堆高机和无人集卡分别发送了装卸指令和前往作业贝位指令，进而码头操作系统中的存储模块就将监控模块监控到的码头操作系统向堆高机发送了装卸指令，以及码头操作系统向无人集卡发送了前往作业贝位指令的相关信息进行存储记录，以便后续在出现问题时可以调用查看。这里的相关信息可以是指令的具体内容、发出对象、接收对象、发出时间、接收时间等。对于相关信息的具体内同，此处不做限定。

这里需要说明的是，在后续步骤中，码头操作系统与无人集卡和堆高机之间还会进行信息交互，码头操作系统中的监控模块和存储模块都会对这些交互的信息进行监控和存储。

S305：无人集卡根据前往作业贝位指令行驶至作业前等待位，并向码头操作系统发送当前位置和等待状态。

在具体实施过程中，无人集卡根据前往作业贝位指令通过自身的运算系统计算出作业贝位-17米的位置，即作业前等待位，并自动行驶至作业前等待位。当前，作业前等待位还可以是距离作业贝位一定距离的其它位置。对于作业前等待位的具体位置，需要根据港口空箱堆场的实际情况确定，此处不做具体限定。

在实际应用中，在码头操作系统向无人集卡发送前往作业贝位指令后，经过一段时间，如果码头操作系统没有接收到无人集卡发送的其当前位置和等待状态，说明码头操作系统与无人集卡之间的交互出现了问题，那么，同时触发码头操作系统和无人集卡中的报警模块，以警示该码头操作系统与无人集卡之间的交互出现了问题，提示维修人员进行排除问题。

同样的，码头操作系统与无人集卡之间发送其它信息也可以采用同样的警示方法，以及码头操作系统与堆高机之间发送信息也可以采用同样的警示方法。此处不再赘述。

在实际应用中，无人集卡接收到前往作业贝位指令后，可以先判断该前往作业贝位指令是否为码头操作系统发送的。即查看前往作业贝位指令中是否包含有码头操作系统与无人集卡之间预先约定的标识。若有，说明该前往作业贝位指令是码头操作系统发送的，无人集卡则继续驶向作业前等待位。若没有，说明该前往作业贝位指令不是码头操作系统发送的，可能有黑客干扰，此时无人集卡停止在当前位置，继续等待码头操作系统发送的前往作业贝位指令。

同样的，码头操作系统与无人集卡之间发送其它信息也可以采用同样的判断方法，以及码头操作系统与堆高机之间发送信息也可以采用同样的判断方法。此处不再赘述。

S306：码头操作系统向堆高机发送无人集卡的当前位置和等待状态。

S307：堆高机基于无人集卡的当前位置和等待状态，根据人机交互模块中操作员的操作信息绑定无人集卡和集装箱，并通过无线通信模块向码头操作系统发送绑定的无人集卡和集装箱。

对于装箱过程，堆高机的操作员需要先判断堆高机是否已经叉好空箱，并且已就位，如果是，堆高机的操作员就通过人机交互模块选择空箱号和无人集卡，并进行绑定。然后通过堆高机的无线通信模块向码头操作系统发送绑定信息。这里的绑定信息就是指绑定的无人集卡和集装箱的箱号。

对于卸箱过程，堆高机的操作员需要先判断堆高机是否已处于空载，并且已就位，如果是，堆高机的操作员就通过人机交互模块选择当前需要作业的无人集卡的指令条。然后通过堆高机的无线通信模块向码头操作系统发送选择的指令条对应的作业信号。

而对于堆高机接收到多条装卸指令的情况，堆高机可以基于等待时间最长的装卸指令对应的无人集卡的当前位置和等待状态，根据人机交互模块中操作员的操作信息绑定无人集卡和集装箱。这样，能够避免无人集卡等待较长时间，提高空箱堆场的运行效率。

在堆高机的人机交互模块中，至少显示有堆高机的位置、空箱区中所有无人集卡的位置及状态、等待位位置、作业位位置、集装箱贝位和车道。这样，堆高机的操作员就能够通过堆高机中的人机交互模块观察到空箱堆场的所有情况，而无需直接对空箱堆场进行观察，避免由于直接对空箱堆场进行观察而出现观察错误，进而导致错误地绑定无人集卡的情况。

在堆高机接收到码头操作系统发送的无人集卡的当前位置和等待状态后，堆高机的人机交互模块中可以显示出堆高机的位置和所有无人集卡的位置及状态，并按照相对路径最短、时间最紧迫的原则，突出显示推荐绑定的无人集卡和集装箱。这样，堆高机的操作员就可以直接绑定当前最合适的无人集卡和集装箱，进而提高空箱堆场的作业效率。进而堆高机就可以根据人机交互模块中操作员的确认信息绑定推荐的无人集卡和集装箱。

在实际应用中，若堆高机的操作员没有选择人机交互模块中突出显示的无人集卡和集装箱，而选择了其它的无人集卡或集装箱。此时，人机交互模块中还可以在操作员绑定其它的无人集卡或集装箱前输出提示页面，以提示操作员是否确定要绑定其它的无人集卡或集装箱。如果操作员选择确定，那么就将操作员选择的无人集卡和集装箱与当前堆高机进行绑定。这样，能够避免操作员因为点击错误到绑定了错误的无人集卡或集装箱，进而提高空箱堆场操作的准确性。

S308：码头操作系统向无人集卡发送堆高机和集装箱的信息。

对于装箱过程，码头操作系统向被绑定的无人集卡发送绑定其的堆高机和相应的集装箱箱号。

对于卸箱过程，码头操作系统向被选择的无人集卡发送可作业信号。无人集卡接收到该可作业信号后就可以前往作业贝位了。

S309：无人集卡根据堆高机和集装箱的信息行驶至作业贝位，并在停稳后，向码头操作系统发送无人集卡的当前位置和锁车状态。

在具体实施过程中，无人集卡根据从码头操作系统接收到的信息自动行驶至作业贝位，并通过无人集卡自身的高精度定位，确保最终停止的位置与作业贝位的偏差在±10cm以内。并且，无人集卡在停稳后，向码头操作系统发送无人集卡的当前位置和锁车状态。

S310：码头操作系统向堆高机发送无人集卡的当前位置和锁车状态。

对于卸箱过程，码头操作系统还需要向堆高机发送卸箱指令。当然，码头操作系统此时还可以不向堆高机发送卸箱指令，而是堆高机在接收到码头操作系统发送的无人集卡的当前位置和锁车状态后，只要确定无人集卡已到达作业贝位，并已锁车，堆高机就自行开始执行卸箱过程。

S311：堆高机基于无人集卡的当前位置和锁车状态驶向无人集卡，并在操作员的操作下对无人集卡进行装卸箱，并在完成装卸箱后，驶离无人集卡的通行区域，并通过定位模块和无线通信模块向码头操作系统发送当前位置和完成作业任务状态。

在具体实施过程中，堆高机在接收到无人集卡的当前位置和锁车状态后，可以通过人机交互模块将无人集卡的当前位置和锁车状态进行显示。这样，堆高机的操作员通过人机交互模块就能够获知无人集卡已到达作业贝位，并做好作业准备。进而，堆高机的操作员就可以驾驶堆高机靠近无人集卡，并对无人集卡进行装箱或卸箱的操作。当然，堆高机也可以基于无人集卡的当前位置和锁车状态自行驶向无人集卡，并在操作员的操作下对无人集卡进行装箱或卸箱的操作。

在堆高机完成装箱或卸箱操作后，堆高机可以自行或者在操作员的操作下退出无人集卡的通行区域，同时将自身的当前位置和完成任务状态发送至码头操作系统。

S312：码头操作系统根据堆高机的当前位置和完成作业任务状态向无人集卡发送驶离作业区指令。

在具体实施过程中，当码头操作系统通过堆高机的当前位置和完成任务状态确定堆高机已完成作业任务并已驶离无人集卡的通行区域时，才向无人集卡发送驶离作业区指令。

S313：无人集卡根据驶离作业区指令驶离作业区域。

在具体实施过程中，无人集卡接收到驶离作业区域指令后，就从通行区域自动驶离作业区域。

对于装箱过程，无人集卡在装箱后，就已结束在空箱区的装箱作业，进而继续驶向本次作业的目的地。

对于卸箱过程，无人集卡在卸箱后，就已结束在空箱区的卸箱作业，进而无人集卡在驶离作业区域后，需要再次告知码头操作系统，以便码头操作安排堆高机的后续作业。

具体的，无人集卡完成卸箱并驶离作业区域后，还可以包括以下步骤：

A、无人集卡向码头操作系统发送无人集卡的当前位置和驶离状态；

B、码头操作系统根据无人集卡的当前位置和驶离状态确定无人集卡是否离开作业区域，若是，则向堆高机发送空箱堆放指令；若否，则继续接收无人集卡发送的当前位置和驶离状态，直到判断结果为是为止；

C、堆高机根据空箱堆放指令行驶到目标箱位，进行堆放作业。

最后，以一个港口空箱堆场中装箱和卸箱的完整过程对本申请实施例中的无人集卡在港口空箱堆场的自动化作业方法再次进行清楚地说明。

图4为本申请实施例中港口空箱堆场自动化作业架构示意图二，参见图4所示，该架构可以包括：TOS401、数据网关402、无人集卡403、堆高机404。

在堆高机404的多功能机载终端中，安装有基于触摸屏的人机交互接口4041、消息中间件客户端4042、多模式高精度定位装置4043、嵌入式处理器4044。该多功能机载终端具备与无人集卡实时数据交互功能、作业指令显示与更新功能、匹配绑定无人集卡作业状态显示功能、无人集卡与堆高机自动匹配功能、堆高机召唤无人集卡功能、无人集卡与堆高机高精度定位及地图位置显示功能等。并通过基于触摸屏的人机交互接口4041与堆高机的操作员进行人机交互。堆高机的操作员通过人机交互接口与特定的无人集卡进行装卸作业任务时的匹配绑定、召唤、解绑等人工干预操作。并通过消息中间件客户端4042与数据网关402，进而与TOS401进行信息交互。

在机载终端的显示屏中，主要显示两个部分：

1、TOS的作业指令列表。

在列表中，显示有当前全部的作业指令，并根据指令的等待时间进行排序。同时还实时动态地显示当前无人集卡的作业状态。

2、地图。

在地图中，显示有堆高机自身的位置、空箱区中无人集卡的位置、等待位位置、作业位位置、集装箱贝位、车道等。

在无人集卡403中，以自动驾驶系统4031为基础，部署一个空箱区作业时与堆高机交互的应用程序4032和消息中间件客户端4033。该应用程序4032通过消息中间件客户端4033用于与堆高机进行间接交互。自动驾驶系统4031可以根据TOS发送的作业位置自动计算出等待位置，进入空箱区后，可以根据接收到的由堆高机发出的交互信息进行空箱堆场区从进入作业等待位、作业位、离开作业位的动态切换，实现无人集卡在空箱堆场区的全自动化无人化作业。

在数据网关402中，包括有：消息中间件服务器4021、空箱作业全过程监控器4022。通过消息中间件服务器4021实现各交互信息的处理与转发。通过空箱作业全过程监控器4022采集通信数据实现空箱装卸作业过程的实时监控和事后监管。

在TOS401中，包括有：消息中间件客户端4011、无人集卡作业任务管理模块4012、堆高机作业任务管理模块4013、其它码头作业任务管理模块4014。通过消息中间件客户端4011实现各交互信息的处理与转发。通过无人集卡作业任务管理模块4012实现无人集卡作业任务的管理。通过堆高机作业任务管理模块4013实现堆高机作业任务的管理。通过其它码头作业任务管理模块4014实现其它码头作业任务的管理。

通过在数据网关402上部署的消息中间件服务器4021，在TOS401上部署的消息中间件客户端4011，在堆高机404的多功能机载终端上部署的消息中间件客户端4042，在无人集卡403上部署的消息中间件客户端4033，能够实现堆高机、空箱区无人集卡、TOS之间的数据传输。

以下表1为本申请实施例中消息中间件的数据交互表。

以表1中的内容为基础，图5为本申请实施例中TOS、无人集卡、堆高机、堆高机操作员之间信息流的时序示意图，参见图5所示，具体的信息流时序为：

1.1TOS向堆高机下发空箱作业任务指令；

在空箱作业任务指令中，包括有：车辆号、作业位、集装箱编号、集装箱型号等。

1.2堆高机更新任务列表，插入新的作业指令，进入空箱场区但未到位，或者未与堆高机绑定的无人集卡的地图标记变为蓝色；

2.1TOS向无人集卡下发空箱作业任务指令；

2.2无人集卡进入空箱场区，驶向作业位，计算出等待位的位置；

2.3无人集卡到达等待位并停稳后锁车；

2.4无人集卡通过TOS向全体堆高机发送等待位的锁车信息；

无人集卡在进入空箱区后，以不低于1Hz的频率向全体堆高机发送当前位置和目的作业位。

1.3堆高机发现某一辆无人集卡进入等待位并锁车后，选择与该无人集卡匹配，并显示“建议绑定车号”；

1.4堆高机提醒操作员可绑定无人集卡；

1.5堆高机操作员如果确定堆高机处于空闲，选择“建议绑定车号”，绑定无人集卡；

1.6堆高机操作员操作堆高机绑定无人集卡；

1.7堆高机更新任务列表，状态栏为“车辆到达”，无人集卡地图标记变为黄色；

1.8堆高机通过TOS通知无人集卡进入作业位；

1.9无人集卡前往作业位，到达作业位停稳后锁车；

1.10无人集卡通过TOS向堆高机发送到达作业位并锁车的信息；

1.11堆高机更新任务列表，状态栏为“作业中”，无人集卡地图标记变为红色；

1.12堆高机提醒操作员可进行作业；

1.13堆高机操作员开始装卸，装卸完成并退让出通道后点击“集卡任务完成”按钮，无人集卡地图标记变为绿色；

1.14堆高机操作员通知堆高机无人集卡任务完成；

1.15堆高机向TOS上报无人集卡作业完成信息；

1.16TOS向无人集卡下发新的任务指令；

1.17无人集卡解锁，驶离作业位；

1.18无人集卡向TOS上报解锁驶离信息；

1.19无人集卡离开作业位20米后通过TOS向堆高机发送驶离作业位信息；

1.20堆高机提醒操作员完成后续操作；

1.21堆高机操作员将卸载的集装箱放到合适的位置，装箱过程无操作，然后，点击堆高机任务完成按钮；

1.22堆高机操作员通知堆高机任务完成；

1.23堆高机更新任务列表，解除车辆绑定，删除当前任务，无人集卡地图标记变为蓝色；

1.24堆高机向TOS上报堆高机作业完成信息。

由于小型的空箱堆高机价格远低于大型的龙门吊，从经济性出发，基于堆高机的空箱区被国内多个码头等集装箱堆场所采用。而无人集卡要实现在集装箱水平运输全流程的自动化无人化，必须清楚当前无人集卡在空箱区作业的有人驾驶问题，本申请实施例通过无人集卡在空箱区作业的方法解决该问题。在空箱区作业时，集卡与堆高机具有较为复杂的交互流程。对于传统有人的集卡在空箱区作业方法，有人驾驶集卡与有人驾驶堆高机的互动是通过驾驶员之间的鸣笛或打手势和驾驶员人工判断和选择，往往会产生一定的混乱，造成效率低下。通过采用本申请实施例提出的方法，依靠自动化的交互流程和高精度的定位，可以基本消除无人集卡与堆高机交互的出错率，从而提高空箱区作业效率，最终提升港口整体作业效率。

基于同一发明构思，作为对上述方法的实现，本申请实施例还提供了一种无人集卡在港口空箱堆场的自动化作业系统。图6为本申请实施例中无人集卡在港口空箱堆场的自动化作业系统的结构示意图，参见图6所示，该系统可以包括：

码头操作系统601，用于向堆高机发送装卸指令，以及向无人集卡发送前往作业贝位指令；

无人集卡602，用于根据前往作业贝位指令行驶至作业前等待位，并向码头操作系统发送当前位置和等待状态；

码头操作系统601，用于向堆高机发送无人集卡的当前位置和等待状态；

堆高机603，用于基于无人集卡的当前位置和等待状态，根据人机交互模块中操作员的操作信息绑定无人集卡和集装箱，并通过无线通信模块向码头操作系统发送绑定的无人集卡和集装箱；

码头操作系统601，用于向无人集卡发送堆高机和集装箱的信息；

无人集卡602，用于根据堆高机和集装箱的信息行驶至作业贝位，并在停稳后，向码头操作系统发送无人集卡的当前位置和锁车状态；

码头操作系统601，用于向堆高机发送无人集卡的当前位置和锁车状态；

堆高机603，用于基于无人集卡的当前位置和锁车状态驶向无人集卡，并在操作员的操作下对无人集卡进行装卸箱，并在完成装卸箱后，驶离无人集卡的通行区域，并通过定位模块和无线通信模块向码头操作系统发送当前位置和完成作业任务状态；

码头操作系统601，用于根据堆高机的当前位置和完成作业任务状态向无人集卡发送驶离作业区指令；

无人集卡602，用于根据驶离作业区指令驶离作业区域。

在本申请其它实施例中，所述无人集卡与所述码头操作系统之间通过港口无线通信专网通信，所述堆高机与所述码头操作系统之间通过港口无线通信专网通信。

在本申请其它实施例中，所述码头操作系统包括监控模块和存储模块；

所述监控模块，用于对所述码头操作系统、所述无人集卡、所述堆高机之间的交互信息进行监控；

所述存储模块，用于对所述监控模块监控到的交互信息进行存储，以便事后监管。

在本申请其它实施例中，所述码头操作系统包括获取模块、拆分模块和划分模块；

所述获取模块，用于获取作业任务；

所述拆分模块，用于根据空箱装卸过程将所述作业任务拆分为多个子任务；

所述划分模块，用于根据子任务的作用对象，将所述多个子任务划分为控制无人集卡的第一子任务和控制堆高机的第二子任务，所述第一子任务至少包括前往作业贝位指令和驶离作业区指令，所述第二子任务至少包括装卸指令。

在本申请其它实施例中，所述装卸指令的数量为多条；所述堆高机包括接收模块、排序模块和第一执行模块；

所述接收模块，用于接收多条装卸指令；

所述排序模块，用于根据各装卸指令的等待时间对所述多条装卸指令进行排序；

所述第一执行模块，用于基于等待时间最长的装卸指令对应的无人集卡的当前位置和等待状态，根据人机交互模块中操作员的操作信息绑定无人集卡和集装箱。

在本申请其它实施例中，所述堆高机包括显示模块、推荐模块和第二执行模块；

所述显示模块，用于通过人机交互模块至少显示堆高机的位置、空箱区中所有无人集卡的位置及状态、等待位位置、作业位位置、集装箱贝位和车道；

所述推荐模块，用于根据所述堆高机的位置和所有无人集卡的位置及状态，按照相对路径最短、时间最紧迫的原则，突出显示推荐绑定的无人集卡和集装箱；

所述第二执行模块，用于根据人机交互模块中操作员的确认信息绑定推荐的无人集卡和集装箱。

在本申请其它实施例中，所述装卸指令包括装箱指令和卸箱指令；当所述装卸指令为卸箱指令时：

无人集卡，还用于向码头操作系统发送无人集卡的当前位置和驶离状态；

码头操作系统，还用于根据无人集卡的当前位置和驶离状态确定无人集卡是否离开作业区域，若是，则向堆高机发送空箱堆放指令；

堆高机，还用于根据空箱堆放指令行驶到目标箱位，进行堆放作业。

这里需要指出的是，以上系统实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请系统实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。