(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211186455.8 (22)申请日 2022.09.28 (71)申请人 河南科技大 学 地址 471000 河南省洛阳市涧西区河南科 技大学西苑校区 (72)发明人 马心坦　贺明佳　王天佑　潘海洋　 王顺　彭玺　 (74)专利代理 机构 洛阳华和知识产权代理事务 所(普通合伙) 4120 3 专利代理师 李幼龙 (51)Int.Cl. G06Q 10/08(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 30/15(2020.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生的智能无人车配送系统 及配送方法 (57)摘要 一种基于数字孪生的智能无人车配送系统 及配送方法， 包括数字孪生管理平台、 多辆无人 配送车， 数据孪生管理平台具有存储信息的功 能， 其上运行孪生场景搭建系统、 监管系统、 调度 系统、 信息采集与防护系统、 路径规划系统、 紧急 制动系统、 应急系统； 无人配送车搭载多功能储 物柜以及传感器、 雷达、 摄像头， 用于实时采集无 人配送车自身的信息以及道路信息； 数字孪生管 理平台通过数据网络对智能无人车实现远程操 控。 该系统运送货物， 高效、 安全 且使用范围广。 权利要求书3页 说明书6页 附图3页 CN 115511412 A 2022.12.23 CN 115511412 A 1.一种基于数字孪生的智能无人车配送系统， 其特征在于： 包括数字孪生管理平台、 多 辆无人配送车， 数字孪生管理平台通过数据网络与多辆无人配送车通信； 数据孪生管理平 台具有存储信息的功能， 其上运行多个系统， 包括孪生场景搭建系统、 监管系统、 调 度系统、 信息采集与防护系统、 路径规划系统、 紧急制动系统、 应急系统； 无人配送车搭载多功能储 物柜以及传感器、 雷达、 摄像头， 多功能储物柜可多区域智能温度控制， 无人配送车搭载多 种类型的传感器， 还设置毫米波雷达、 激光雷达、 摄像头， 用于实时采集无人配送车自身的 信息以及道路信息； 数字 孪生管理平台通过 数据网络对智能无 人车实现远程操控。 2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统， 其特征在于： 所述 孪生场景搭建系统包括3D场景搭建工具， 用于自动对相应地图的场景进行1∶1场景复现搭 建， 并将各包含有实际物体数据信息的数字孪生体汇入搭建的数字孪生场景中； 数字孪生 体包括静态孪生、 动态孪生， 静态孪生对应的实际物体包括 实际运输中所搭载的货物、 无人 配送车； 动态孪生对应的实际物体动态包括货物的状态、 车辆的运输状态； 孪生场景搭建系 统通过监管系统采集的道路实时信息实时修改数字孪生场景， 以保证物理场景与数字孪生 场景在配送时的同步； 孪生场景搭建系统通过无人配送车自身的传感器将无人配送车的状 态信息以及货物的状态信息实时更新数字 孪生场景中的数字 孪生体。 3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统， 其特征在于： 所述 监管系统包括对无人配送车 的监控以及道路信息的监控， 通过对无人配送车 的监控， 获取 无人配送车的剩余电量、 位置信息， 保证在配送过程中， 无人配送车能顺利完成其配送任务 并返程， 无人配送车通过自身携带 的传感器将自身的剩余电量、 位置信息发送给数字孪生 管理平台， 实现对无人配送车 的监控； 监管系统通过无人配送车的毫米波雷达、 激光雷达、 摄像头获取道路信息， 实现对道路信息的监控。 4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统， 其特征在于： 所述 调度系统通过汇集 实时的订单信息， 对配送货物进 行体积估计， 并计算总的配送路程， 通过 监管系统反馈的无人配送车 的剩余电量， 选择合适的无人配送车进行多点配送； 在配送过 程中， 可通过调度系统对无人配送车 的速度等进行调控， 对无人配送车发出超车、 加速、 减 速、 制动的指令， 以保证其安全性； 调度系统可对无人配送车的路径进行干预， 在遇到突发 状况， 调度系统通过路径规划系统重新规划路径， 或者直接干预， 及时、 高效、 低成本的将货 物配送成功； 当订单所需货物为加急货物时， 调度系统发送指令， 使用无人配送车单独配 送。 5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统， 其特征在于： 所述 信息采集与防护系统采集的信息包括订单信息、 客户信息以及监管系统监控得到的信息； 订单信息包括货物的订单量、 属性、 体积； 客户信息包括客户对物品的需求程度、 客户的基 本信息； 通过监管系统得到的信息， 可以实时掌握无人配送车的电量信息， 确定其是否可完 成配送， 可以掌握道路信息， 包括道路拥堵情况， 可以对货物、 车辆运行状况、 路径选择、 配 送时间进 行监控与管理， 可以掌握历史寄件数量、 道路历史拥堵率、 无人配送车历史 能量消 耗量； 所述信息采集与防护系统对采集的数据进行存储并采取加密处理， 防止外界对数据 的窃取以及控制。 6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统， 其特征在于： 所述 路径规划系统通过对 无人配送车位置的监控， 结合实时的道路信息， 在安全速度下， 实时规权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115511412 A 2划出最高效的路径； 在配送前， 路径规划系统可根据信息采集与防护系统存储的历史寄件 数量、 道路历史拥堵率、 无人配送车历史能量消耗量， 对所选道路进行数据概率估计， 选择 最优路径， 从而更高效地对配送过程进行优化管理。 7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统， 其特征在于： 所述 应急系统通过监管系统发现规定路径有突发状况时， 该系统将进行位置实时标注、 信息高 速上传并选择新的路径进 行虚拟配送， 判断其配送任务能否正常进 行， 若能正常配送， 则将 指令发送至无人配送车， 进行正常配送； 若不能正常配送， 则发送指令， 使无人配送车返程 或停靠安全位置 。 8.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送系统， 其特征在于： 所述 紧急制动系统在无人配送车正常行驶遇到突 发状况， 需要进 行紧急的减速、 停止时， 可发送 指令， 对无人配送车一键制动， 并使其发出声音提醒周围车辆， 使 无人配送车在安全可控范 围内紧急停止， 等待平台下一 步工作指令 。 9.一种基于数字孪生的智能无人车配送方法， 其特征在于： 基于权利要求1 ‑8中任意一 项所述的一种基于数字 孪生的智能无 人车配送系统， 包括以下步骤： S1、 客户通过数据网络向数字孪生管理平台发送信息， 数字孪生管理平台接收客户的 订单信息、 客户需求信息， 并将订单信息中的货物信息发送给 该货物所属商户或仓库； S2、 数字孪生管理平台通过商户或仓库的反馈得知该货物是否为现有货物； 若不是现 有货物， 商户或仓库根据现有资源生产或者调取货物， 并将等待时间反馈给数字孪生管理 平台， 数字孪生管 理平台将等待时间反馈给客户； 若 是现有所属货物， 数字孪生管理平台根 据客户需求确定该物品是否为加急配送货物； 若不是加急配送货物， 则可在规定的接单时 间窗口内持续接单， 待 该接单时间窗口关闭后进 行统一配送； 若 是加急配送货物， 则立刻配 送； S3、 数字孪生管理平台获取对应货物运送路径经过的高精地图， 生成数字孪生场景； 根 据货物的属性、 体积、 配送距离调度合适的无人配送车， 同时将货物的位置信息、 客户取货 信息发送给对应的无人配送车， 同时， 数字孪生管理平台生成该无人配送车的虚拟模型， 通 过对无人配送车虚拟模型进行虚拟调度实现对实际的无 人配送车的调度； S4、 无人配送车根据调度信息到达对应的取货地点， 开始实际装车； 无人配送车装车完 毕， 根据数字孪生管理平台规划的路径开始配送并利用无人配送车实时获取道路信息， 将 道路信息、 无人配送车的状态实时反馈给数字孪生管理平台， 以更新数字孪生场景， 实现物 理场景与数字孪生场景的同步， 并使 数字孪生管 理平台上虚拟的无人配送车与实际的无人 配送车状态保持一 致； S5、 在运送过程中， 可以根据数字孪生场景的情况通过数字孪生管理平台对无人配送 车发送指令； 若有突发状况， 数字孪生管理平台根据数字孪生场景提供 的信息进行路径的 重新规划或是远程介入直接操控； 若无突发状况， 按时到达配送地点， 并实时发送信息， 提 醒客户取件； S6、 配送完成后， 数字孪生管理平台中的虚拟配送也同时完成， 保存此次配送的数据， 数字孪生管理平台发送返程信号， 开始返程。 10.根据权利要求9所述的一种基于数字孪生的智能无人车配送方法， 其特征在于： 所 述无人配送车在配送完成后， 在返程途中， 数字孪生管理平台开启收件模式， 客户通过数据权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115511412 A 3