CH714190A1

CH714190A1 - Method for controlling an autonomous vehicle and autonomous vehicle.

Info

Publication number: CH714190A1
Application number: CH01173/17A
Authority: CH
Inventors: Wilhelm Erik; Kyburz Martin
Original assignee: Kyburz Switzerland Ag
Priority date: 2017-09-25
Filing date: 2017-09-25
Publication date: 2019-03-29
Also published as: CH714190B1

Abstract

Das Verfahren dient zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs (1), wobei das autonome Fahrzeug (1) aufweist zwei um eine horizontale Mittelachse (5) drehbare Antriebsräder (6); eine vordere Lenkrolle (11); ein Chassis (2), an welchem die Antriebsräder (6) und die vordere Lenkrolle (11) befestigt sind. Dabei wird (während des Fahrens in Fahrtrichtung) zum Überwinden einer Schwelle, insbesondere einer ansteigenden Bordsteinkante (22), ausgelöst durch eine Detektion des vertikalen Hindernisses mittels mindestens eines Sensors, ein Bewegungsablauf mit den folgenden Schritten ausgeführt Kippen des Chassis (2) um die Mittelachse (5) nach hinten (in Fahrtrichtung gesehen) und dadurch Anheben der vorderen Lenkrolle (11); Überfahren der Schwelle mit der vorderen Lenkrolle (11); Überfahren der Schwelle mit den Antriebsrädern (6).The method is for controlling an autonomous vehicle (1), wherein the autonomous vehicle (1) comprises two drive wheels (6) rotatable about a horizontal central axis (5); a front castor (11); a chassis (2) to which the drive wheels (6) and the front steering roller (11) are attached. In this case (during travel in the direction of travel) to overcome a threshold, in particular a rising curb (22), triggered by detection of the vertical obstacle by means of at least one sensor, a sequence of movements carried out with the following steps tilting of the chassis (2) about the central axis (5) to the rear (seen in the direction of travel) and thereby lifting the front castor (11); Crossing the threshold with the front steering roller (11); Crossing the threshold with the drive wheels (6).

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der autonomen Fahrzeuge. Sie bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs und auf ein autonomes Fahrzeug gemäss dem Oberbegriff der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche.Description [0001] The invention relates to the field of autonomous vehicles. It relates to a method for controlling an autonomous vehicle and to an autonomous vehicle according to the preamble of the corresponding independent claims.

[0002] Bei Fahrzeugen mit Radantrieb stellt sich allgemein das Problem, Hindernisse wie Schwellen oder Bordsteinkanten zu überfahren. Das Problem verschärft sich, wenn die vorderen Räder, welche als erste auf eine Schwelle treffen, nicht angetrieben sind. Aus dem Bereich der Rehabilitationstechnik sind Rollstühle bekannt, bei welchen vordere und hintere mitlaufende Stützrollen vorliegen, welche an Auslegern angeordnet sind, wobei die Ausleger motorisch auf und ab schwenkbar sind, so über eine Schwelle gehoben werden können, bevor die angetriebenen grossen Räder auf die Schwelle treffen. Solche und ähnliche Rollstühle sind beschrieben in EP 2 136 758, EP 1 584 312 und US 5 964 473.For vehicles with wheel drive is generally the problem of driving over obstacles such as sleepers or curbs. The problem is exacerbated when the front wheels, which first hit a threshold, are not powered. From the field of rehabilitation technology wheelchairs are known in which front and rear idler support rollers are present, which are arranged on arms, the arms are motor-driven up and down, so can be lifted above a threshold, before the driven large wheels on the threshold to meet. Such and similar wheelchairs are described in EP 2 136 758, EP 1 584 312 and US 5 964 473.

[0003] Die bekannten Konstruktionen sind aufwendig in der Konstruktion, benötigen spezielle Antriebe zum Schwenken der Ausleger und sind langsam im Überfahren einer Schwelle.The known constructions are complicated in construction, require special drives for pivoting the boom and are slow in crossing a threshold.

[0004] Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs und ein autonomes Fahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile mindestens zum Teil behebt.It is therefore an object of the invention to provide a method for controlling an autonomous vehicle and an autonomous vehicle of the type mentioned, which at least partially solves the above-mentioned disadvantages.

[0005] Diese Aufgabe lösen ein Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs und ein autonomes Fahrzeug mit den Merkmalen der Patentansprüche.This object is achieved by a method for controlling an autonomous vehicle and an autonomous vehicle having the features of the claims.

[0006] Das Verfahren dient zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs, wobei das autonome Fahrzeug aufweist - zwei um eine horizontale Mittelachse drehbare Antriebsräder; - eine vordere Lenkrolle; - ein Chassis, an welchem die Antriebsräder und die vordere Lenkrolle befestigt sind.The method is for controlling an autonomous vehicle, wherein the autonomous vehicle comprises - two rotatable about a horizontal center axis drive wheels; - a front castor; - A chassis to which the drive wheels and the front castor are attached.

[0007] Dabei wird - während des Fahrens in Fahrtrichtung - zum Überwinden einer Schwelle, insbesondere einer ansteigenden Bordsteinkante, ausgelöst durch eine Detektion des vertikalen Hindernisses mittels mindestens eines Sensors, ein Bewegungsablauf mit den folgenden Schritten ausgeführt: - Kippen des Chassis um die Mittelachse nach hinten - in Fahrtrichtung gesehen - und dadurch Anheben der vorderen Lenkrolle; - Überfahren der Schwelle mit der vorderen Lenkrolle; - Überfahren der Schwelle mit den Antriebsrädern.This is - while driving in the direction of travel - to overcome a threshold, in particular a rising curb, triggered by a detection of the vertical obstacle by means of at least one sensor, a sequence of movements carried out with the following steps: - tilting of the chassis to the central axis Rear - seen in the direction of travel - and thereby lifting the front castor; - Crossing the threshold with the front castor; - Crossing the threshold with the drive wheels.

[0008] Da das Verfahren ein unter Umständen ruckartiges oder zumindest rasches Kippen mit sich bringen kann, ist es vor allem für ein autonomes Fahrzeug geeignet, welches nur Güter transportiert, also keine Menschen.Since the method can bring about a jerky or at least rapid tilting with it, it is especially suitable for an autonomous vehicle, which transports only goods, so no people.

[0009] Das Kippen des Chassis erfolgt dabei unter Anheben der vorderen Lenkrolle, also ohne dass durch die vordere Lenkrolle eine Kraft auf die Fahrbahn ausgeübt wird.The tilting of the chassis takes place while lifting the front castor, so without a force is exerted on the roadway by the front castor.

[0010] Das Kippen des Chassis erfolgt zudem, gemäss Ausführungsformen, während dem das autonome Fahrzeug vorwärts fährt. Dies entspricht einem dynamischen Vorgang, im Gegensatz zu einem statischen Ablauf, bei welchem das autonome Fahrzeug zunächst angehalten wird und erst dann beispielsweise die vordere Lenkrolle angehoben wird. [0011] In Ausführungsformen ist - die vordere Lenkrolle über eine federnde vordere Aufhängung am Chassis befestigt, und weist der Schritt des Kippens des Chassis um die Mittelachse nach hinten die folgenden Schritte auf: - Abbremsen des autonomen Fahrzeugs und dadurch verursachtes Kippen des autonomen Fahrzeugs nach vorne, wobei die vordere Aufhängung einfedert; - Zurückfedern der vorderen Aufhängung und dadurch Kippen des autonomen Fahrzeugs nach hinten, wodurch die vordere Lenkrolle angehoben wird.The tilting of the chassis also takes place, according to embodiments, during which the autonomous vehicle drives forward. This corresponds to a dynamic process, in contrast to a static sequence in which the autonomous vehicle is first stopped and only then, for example, the front steering roller is raised. In embodiments, the front caster is fixed to the chassis via a resilient front suspension, and the step of tilting the chassis rearwardly about the central axis comprises the following steps: - deceleration of the autonomous vehicle and thereby causing the autonomous vehicle to tilt front, with the front suspension springs; - Spring back of the front suspension and thereby tilting the autonomous vehicle to the rear, whereby the front steering roller is raised.

[0012] Damit wird Bewegungsenergie des autonomen Fahrzeugs 1 beim Abbremsen in einen Federspeicher der hinteren Aufhängung gespeichert. Beim Zurückfedern wird diese Energie - abzüglich von Verlusten - in die Kippbewegung nach hinten übertragen.This kinetic energy of the autonomous vehicle 1 is stored during braking in a spring accumulator of the rear suspension. When springing back this energy - minus losses - in the tilting movement is transferred backwards.

[0013] In Ausführungsformen wird beim Schritt des Zurückfederns der vorderen Aufhängung das autonome Fahrzeug in Fahrtrichtung beschleunigt.In embodiments, in the step of spring-back of the front suspension, the autonomous vehicle is accelerated in the direction of travel.

[0014] Damit ist es möglich, die Kippbewegung nach hinten noch weiter zu verstärken.This makes it possible to further increase the tilting movement to the rear.

[0015] In Ausführungsformen weist der Schritt des Kippens des Chassis um die Mittelachse nach hinten die folgenden Schritte auf: - Verschieben einer im autonomen Fahrzeug vorliegenden Masse, insbesondere einer Nutzlast - in Fahrtrichtung gesehen - nach hinten, und dadurch Verlagerung des Schwerpunktes des autonomen Fahrzeugs hinter die Mittelachse.In embodiments, the step of tilting the chassis about the central axis to the rear comprises the following steps: - Move a mass present in the autonomous vehicle, in particular a payload - seen in the direction of travel - to the rear, and thereby displacement of the center of gravity of the autonomous vehicle behind the central axis.

[0016] In Ausführungsformen weist der Schritt des Kippens des Chassis um die Mittelachse nach hinten den folgenden Schritt auf: - Beschleunigen des autonomen Fahrzeugs - in Fahrtrichtung - durch Antreiben der Antriebsräder. Dies geschieht also ohne vorangehendes Abbremsen und Kippen nach vorne.In embodiments, the step of tilting the chassis about the central axis to the rear comprises the following step: - accelerating the autonomous vehicle - in the direction of travel - by driving the drive wheels. This happens without previous braking and tilting forward.

[0017] In Ausführungsformen weist das autonome Fahrzeug eine hintere Lenkrolle auf, welche über eine federnde hintere Aufhängung am Chassis befestigt ist, wobei - beim Kippen des autonomen Fahrzeugs nach hinten die hintere Aufhängung einfedert.In embodiments, the autonomous vehicle has a rear castor, which is attached via a resilient rear suspension to the chassis, wherein - rebounds when tilting the autonomous vehicle to the rear rear suspension.

[0018] Allgemein gilt, dass, falls das autonome Fahrzeug eine derart federnd montierte hintere Lenkrolle aufweist, das autonome Fahrzeug nach hinten kippen kann, wobei die hintere Aufhängung einfedert. Dies findet, je nachdem wie das Verfahren ausgeführt wird, beim Verschieben des Schwerpunktes nach hinten, oder beim Beschleunigen des autonomen Fahrzeugs oder beim Zurückschwingen nach dem Abbremsen statt.In general, if the autonomous vehicle has such a resiliently mounted rear castor, the autonomous vehicle can tilt backwards, wherein the rear suspension rebounds. This takes place, as the method is performed, when shifting the center of gravity to the rear, or when accelerating the autonomous vehicle or when swinging back after deceleration.

[0019] In Ausführungsformen weist das autonome Fahrzeug einen Neigungssensor zur Messung einer Neigung des Chassis - in Fahrtrichtung nach vorne oder nach hinten, also die Neigung in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse - auf, und im Verfahren geschieht das Kippen des Chassis jeweils nach Massgabe der Messung der Neigung.In embodiments, the autonomous vehicle has a tilt sensor for measuring an inclination of the chassis - in the direction of travel forward or backward, so the inclination in a plane perpendicular to the central axis - on, and in the process, the tilting of the chassis takes place in accordance with the Measurement of the inclination.

[0020] Damit ist es möglich, eine Regelung des Neigens respektive Kippens des Chassis zu verbessern, indem eine Messung der Neigung vorliegt und somit keine Schätzung, beispielsweise mit einem Zustandsbeobachter, erforderlich ist. Anhand der gemessenen Neigung kann ein Teil-Regelkreis für die Neigung realisiert werden, beispielsweise als Teil einer Regelung auf einen Sollwertverlauf für den Bewegungsablauf, insbesondere auf ein Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsprofil. Eine Messung der Neigung kann auch verwendet werden, um eine Neigung der Fahrbahn bei der Bestimmung des Sollwertverlaufs zu berücksichtigen.Thus, it is possible to improve a control of tilting or tilting of the chassis by a measurement of the inclination is present and thus no estimate, for example, with a state observer is required. Based on the measured inclination, a partial control loop for the inclination can be realized, for example, as part of a control to a setpoint curve for the movement, in particular an acceleration or velocity profile. A measurement of the inclination can also be used to account for a slope of the roadway in the determination of the setpoint course.

[0021] In Ausführungsformen wird bei einer Steuerung oder Regelung eines Abbremsens und/oder einer Beschleunigung jeweils ein Trägheitsmoment des autonomen Fahrzeugs bezüglich der Mittelachse berücksichtigt.In embodiments, a moment of inertia of the autonomous vehicle with respect to the central axis is considered in a control or regulation of a deceleration and / or acceleration in each case.

[0022] Prinzipiell gilt, dass mit zunehmendem Trägheitsmoment, entsprechend zunehmender Masse des autonomen Fahrzeugs, die Geschwindigkeitsänderungen durch Abbremsen oder Beschleunigen kleiner sein können, um einen bestimmten Winkel des Kippens zu verursachen.In principle, with increasing moment of inertia, corresponding to increasing mass of the autonomous vehicle, the speed changes by deceleration or acceleration can be smaller to cause a certain angle of tilting.

[0023] Das Berücksichtigen des Trägheitsmomentes kann an verschiedenen Stellen des Bewegungsablaufes geschehen, beispielsweise indem die Dauer und das Mass von Beschleunigungen in verschiedenen Abschnitten des Bewegungsablaufes jeweils an das Trägheitsmoment oder ein physikalisch entsprechendes Mass angepasst wird. Das Abbremsen oder Verzögern ist eine negative Beschleunigung. Ein physikalisch entsprechendes Mass kann die Masse des Chassis mit der Nutzlast sein, oder nur die Masse der Nutzlast. Es ist allgemein nicht erforderlich, dass das Trägheitsmoment oder ein entsprechendes Mass explizit berechnet wird. Es ist stattdessen möglich, dass ein entsprechender Parameter in eine Berechnungsvorschrift zur Bestimmung von Dauer und Mass von Beschleunigungen einfliesst. Es ist auch möglich, dass beispielsweise das Abbremsen mit einer bestimmten (negativen) Beschleunigung solange erfolgt, bis das Chassis eine vorgegebene Neigung nach vorne erreicht. In dieser Weise wird die Dauer des Abbremsens implizit durch das Trägheitsmoment respektive die im autonomen Fahrzeug verteilten Massen bestimmt, ohne dass das Trägheitsmoment explizit berechnet wird. Analog kann das autonome Fahrzeug mit einem vorgegebenen Mass beschleunigt werden, bis dass die Neigung einen vorgegebenen Wert - entsprechend der Höhe, um die die vordere Lenkrolle angehoben werden soll - erreicht.The consideration of the moment of inertia can be done at different points in the sequence of movements, for example by the duration and the amount of accelerations in different sections of the movement sequence is respectively adapted to the moment of inertia or a physically appropriate measure. Braking or decelerating is a negative acceleration. A physically equivalent measure may be the mass of the chassis with the payload, or just the mass of the payload. It is generally not required that the moment of inertia or a corresponding measure is calculated explicitly. Instead, it is possible for a corresponding parameter to be included in a calculation rule for determining the duration and magnitude of accelerations. It is also possible, for example, that deceleration takes place with a specific (negative) acceleration until the chassis reaches a predetermined inclination to the front. In this way, the duration of deceleration is implicitly determined by the moment of inertia or the masses distributed in the autonomous vehicle, without the moment of inertia being calculated explicitly. Similarly, the autonomous vehicle can be accelerated by a predetermined amount until the inclination reaches a predetermined value corresponding to the amount by which the front steering wheel is to be raised.

[0024] In Ausführungsformen weist das Verfahren, zum Messen des Trägheitsmomentes oder eines äquivalenten Parameters, die folgenden Schritte auf - Beschleunigen des autonomen Fahrzeugs; - Messen einer durch das Beschleunigen verursachten Neigung des autonomen Fahrzeugs; - Bestimmen des Trägheitsmomentes oder des äquivalenten Parameters anhand des zeitlichen Verlaufes der Beschleunigung oder eines zur Beschleunigung äquivalenten Wertes und mindestens eines Messwertes der Neigung, insbesondere eines zeitlichen Verlaufs der Neigung.In embodiments, the method for measuring the moment of inertia or an equivalent parameter comprises the following steps - accelerating the autonomous vehicle; Measuring an inclination of the autonomous vehicle caused by the acceleration; - Determining the moment of inertia or the equivalent parameter based on the time course of the acceleration or an equivalent value for acceleration and at least one measured value of the inclination, in particular a time course of the inclination.

[0025] Die Beschleunigung kann direkt mit einem Beschleunigungsmesser bestimmt werden, oder sie kann von Geschwindigkeitsmessungen respektive Drehzahlmessungen an einem oder mehreren der Räder oder Antriebe bestimmt werden. Ein gemessener, zur Beschleunigung äquivalenter Wert kann ein Drehmoment an den Antrieben oder ein Motorstrom der Antriebe sein. Die Beschleunigung respektive ein äquivalenter Wert kann auch durch eine Steuerung, beispielsweise eine Antriebssteuerung vorgegeben werden, und es kann angenommen werden, dass die tatsächliche Beschleunigung der Vorgabe entspricht, sodass sie nicht gemessen werden muss.The acceleration can be determined directly with an accelerometer, or it can be determined by speed measurements or speed measurements on one or more of the wheels or drives. A measured value equivalent to the acceleration may be a torque at the drives or a motor current of the drives. The acceleration or an equivalent value may also be predetermined by a controller, for example a drive controller, and it may be assumed that the actual acceleration corresponds to the default, so that it does not have to be measured.

[0026] Das Bestimmen des Trägheitsmomentes oder des äquivalenten Parameters kann anhand eines dynamischen Modells der relevanten Mechanik des autonomen Fahrzeugs geschehen. Das Modell weist beispielsweise, als äquivalenten Wert zur Beschleunigung, ein Motormoment oder einen Motorstrom als Eingang, und unter anderem die Neigung des Chassis als Ausgang auf. Die Parameter des Modells können anhand dieser tatsächlichen Eingangs- und Ausgangsgrössen mittels bekannter Identifikationsverfahren ermittelt werden.Determining the moment of inertia or the equivalent parameter can be done on the basis of a dynamic model of the relevant mechanics of the autonomous vehicle. For example, the model has, as an equivalent value to the acceleration, an engine torque or current as input, and among other things, the slope of the chassis as an output. The parameters of the model can be determined from these actual input and output quantities by means of known identification methods.

[0027] In Ausführungsformen weist das autonome Fahrzeug einen Sensor zur Messung einer Höhe der Schwelle auf, und im Verfahren geschieht das Kippen des Chassis jeweils nach Massgabe der Höhe der Schwelle.In embodiments, the autonomous vehicle has a sensor for measuring a height of the threshold, and in the method, the tilting of the chassis takes place in each case in accordance with the height of the threshold.

[0028] Das Kippen des Chassis nach Massgabe der Höhe kann gemäss Ausführungsformen geschehen, indem ein Sensor die Höhe misst, wenn die Schwelle erkannt wird, und ein Sollwertverlauf für den Bewegungsablauf bestimmt wird, der die Flöhe berücksichtigt. Dabei ist also der Bewegungsablauf als Ganzes auf die Höhe abgestimmt.The tilting of the chassis in accordance with the height can be done according to embodiments by a sensor measures the height when the threshold is detected, and a setpoint course is determined for the movement that takes into account the fleas. Thus, the movement sequence is tuned as a whole to the height.

[0029] Das Kippen des Chassis nach Massgabe der Höhe kann gemäss Ausführungsformen geschehen, indem ein Sensor (der gleiche oder ein anderer als jener, der die Schwelle erkennt) die Höhe der Schwelle misst, kurz bevor sich die vordere Lenkrolle über der Schwelle befindet. Dabei kann das nach hinten Kippen des Chassis und damit ein Anheben der vorderen Lenkrolle geregelt werden, insbesondere durch Erzeugen eines Drehmomentes durch die Antriebe.The tilting of the chassis in accordance with the height can be done according to embodiments by a sensor (the same or another than that which detects the threshold) measures the height of the threshold, just before the front castor is above the threshold. In this case, the rearward tilting of the chassis and thus a lifting of the front steering roller can be regulated, in particular by generating a torque through the drives.

[0030] Das Kippen des Chassis nach Massgabe der Höhe kann gemäss Ausführungsformen geschehen, indem ein Sensor (wiederum der gleiche oder ein anderer) die Höhe der Schwelle misst, während sich die vordere Lenkrolle bereits über der Schwelle befindet. Dabei kann ein Absenken der vorderen Lenkrolle auf die Schwelle geregelt werden, insbesondere durch Erzeugen eines Drehmomentes durch die Antriebe.The tilting of the chassis according to the height can be done according to embodiments by a sensor (again the same or another) measures the height of the threshold, while the front castor is already above the threshold. In this case, a lowering of the front steering roller can be regulated to the threshold, in particular by generating a torque by the drives.

[0031] Das autonome Fahrzeug weist auf: - zwei um eine horizontale Mittelachse drehbare Antriebsräder - mindestens eine vordere Lenkrolle - ein Chassis, an welchem die Antriebsräder und die vordere Lenkrolle befestigt sind. sowie eine Steuereinheit, welche dazu ausgebildet ist, das beschriebene Verfahren auszuführen.The autonomous vehicle comprises: - two drive wheels rotatable about a horizontal center axis - at least one front steering roller - a chassis to which the drive wheels and the front steering wheel are attached. and a control unit configured to execute the described method.

[0032] In Ausführungsformen weist das autonome Fahrzeug eines oder mehrere der folgenden Elemente auf - die hintere Lenkrolle mit der hinteren Aufhängung; - den Neigungssensor; - einen Distanzsensor zur Detektion und/oder zur Bestimmung einer Distanz zu einer in Fahrtrichtung vor dem autonomen Fahrzeug befindliche Schwelle; - einen optischen Sensor zur Detektion und/oder zur Bestimmung einer Distanz zu einer in Fahrtrichtung vor dem autonomen Fahrzeug befindliche Schwelle; - eine Bedieneinheit zum manuellen Steuern des autonomen Fahrzeugs.In embodiments, the autonomous vehicle has one or more of the following elements: the rear steering wheel with the rear suspension; - the tilt sensor; a distance sensor for detecting and / or determining a distance to a threshold located in front of the autonomous vehicle in the direction of travel; an optical sensor for detecting and / or determining a distance to a threshold in front of the autonomous vehicle in the direction of travel; - A control unit for manually controlling the autonomous vehicle.

[0033] Eine weitere mögliche Aufgabe der Erfindung ist es, ein autonomes Fahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb eines autonomen Fahrzeugs zu schaffen, welche eine effiziente Feinverteilung von beförderten Gütern, beispielsweise Briefen oder Paketen, ermöglichen.Another possible object of the invention is to provide an autonomous vehicle and a method for operating an autonomous vehicle, which enable an efficient fine distribution of transported goods, such as letters or parcels.

[0034] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein autonomes Fahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb eines autonomen Fahrzeugs gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung und mit den Merkmalen der Patentansprüche 12 bis 13.This object is achieved by an autonomous vehicle and a method for operating an autonomous vehicle according to a second aspect of the invention and with the features of the claims 12 to 13.

[0035] Gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung weist ein autonomes Fahrzeug auf: - eine Navigationsvorrichtung zum autonomen Navigieren und Fahren; - eine Bedieneinheit zum manuellen Steuern des autonomen Fahrzeugs; - eine Vorrichtung zum automatischen Verfolgen einer Person.According to the second aspect of the invention, an autonomous vehicle comprises: a navigation device for autonomous navigation and driving; a control unit for manually controlling the autonomous vehicle; - A device for automatically tracking a person.

[0036] Dadurch wird es möglich, ein Verfahren zum Betrieb des autonomen Fahrzeugs zu realisieren, in welchem dieses - in einer ersten, autonomen Betriebsart autonom von einer Beladestation zu einer Rendez-Vous-Position mit einem Benutzer fährt; - in einer zweiten, manuellen Betriebsart nach Massgabe von mittels der Bedieneinheit eingegebenen Steuerbefehlen eines Benutzers fährt; - in einer dritten, automatischen Betriebsart einem gehenden oder fahrenden Benutzer folgt.This makes it possible to realize a method for operating the autonomous vehicle, in which - in a first, autonomous operating mode, autonomously travels from a loading station to a rendezvous position with a user; - moves in a second, manual operating mode in accordance with control commands entered by the operating unit by a user; - Follows a walking or driving user in a third, automatic mode.

[0037] Mit diesem Aspekt der Erfindung kann ein autonomes Fahrzeug beispielsweise für die Zustellung von Post oder allgemein zur Feinverteilung von Gegenständen realisiert werden, mit welchem eine effiziente Verteilung realisiert werden kann. Dies ist möglich, indem das autonome Fahrzeug mehrere Funktionen in sich vereint, welches ihm erlaubt, mehrere Phasen der Verteilung zu realisieren, wodurch ein Umladen der Gegenstände vermieden wird.With this aspect of the invention, an autonomous vehicle, for example, for the delivery of mail or in general for the fine distribution of objects can be realized, with which an efficient distribution can be realized. This is possible because the autonomous vehicle combines several functions, which allows it to realize several phases of the distribution, thereby avoiding reloading of the objects.

[0038] Es können die verschiedenen Betriebsarten in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug zuerst in der ersten Betriebsart von der Beladestation zur Rendez-Vous-Position fahren, dann mehrfach abwechselnd in der zweiten und dritten Betriebsart betrieben werden, und dann wieder in der ersten Betriebsart zur Beladestation zurück fahren.The various operating modes can be executed in any order. For example, in the first mode, the vehicle may first travel from the loading station to the rendezvous position, then operate several times alternately in the second and third modes, and then return to the loading station again in the first mode.

[0039] Weitere bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor. Dabei sind Merkmale der Verfahrensansprüche sinngemäss mit den Vorrichtungsansprüchen kombinierbar und umgekehrt.Further preferred embodiments will become apparent from the dependent claims. Characteristics of the method claims are analogously combined with the device claims and vice versa.

[0040] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:In the following, the subject invention based on preferred embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings, explained in more detail. Each show schematically:

Fig. 1 eine Seitenansicht und eine Unteransicht eines autonomen Fahrzeugs;Fig. 1 is a side view and a bottom view of an autonomous vehicle;

Fig. 2 einen Bewegungsablauf beim Überfahren einer Schwelle gemäss einer ersten Ausführungsform;2 shows a movement sequence when driving over a threshold according to a first embodiment;

Fig. 3 einen zeitlichen Verlauf eines Beschleunigungsprofils;3 shows a time profile of an acceleration profile;

Fig. 4 ein Flussdiagramm entsprechend diesem Ablauf; undFig. 4 is a flowchart corresponding to this procedure; and

Fig. 5 einen Bewegungsablauf beim Überfahren einer Schwelle gemäss einer zweiten und einer dritten Ausführungsform.Fig. 5 shows a movement sequence when driving over a threshold according to a second and a third embodiment.

Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.Basically, the same parts are provided with the same reference numerals in the figures.

[0041] Fig. 1 zeigt schematisch eine Seitenansicht und eine Unteransicht eines autonomen Fahrzeugs 1. Das autonome Fahrzeug 1 weist ein Chassis 2 auf, und daran angeordnet zwei Antriebsräder 6, jeweils mit einem eigenen Antrieb 7. Die Antriebsräder 6 weisen eine gemeinsame Mittelachse 5 als Drehachse auf. Vorne und hinten am Chassis 2 sind jeweils eine vordere Lenkrolle 11 mittels einer vorderen Aufhängung 12 und eine hintere Lenkrolle 13 mittels einer hinteren Aufhängung 14 befestigt. Indem die beiden Antriebe 7 separat ansteuerbar sind, kann das autonome Fahrzeug 1 durch diese sowohl angetrieben als auch gelenkt werden. Die vordere Lenkrolle 11 und die hintere Lenkrolle 13 sind nicht angetrieben und laufen mit.1 shows schematically a side view and a bottom view of an autonomous vehicle 1. The autonomous vehicle 1 has a chassis 2, and disposed thereon two drive wheels 6, each with its own drive 7. The drive wheels 6 have a common center axis. 5 as a rotation axis. At the front and rear of the chassis 2, respectively, a front caster 11 is fixed by a front suspension 12 and a rear caster 13 by a rear suspension 14. By the two drives 7 are controlled separately, the autonomous vehicle 1 can be both driven by this and steered. The front steering roller 11 and the rear steering roller 13 are not driven and run with.

[0042] Die Aufhängungen der Lenkrollen sind federnd respektive elastisch. Sie können beispielsweise durch Metallfedern und/oder durch Elastomerfedern realisiert sein. Aufgrund dieser elastischen Aufhängungen kann das autonome Fahrzeug 1 um die Mittelachse 5 nach vorne oder nach hinten kippen, wobei die Aufhängungen einfedern.The suspensions of the castors are resilient respectively elastic. They can be realized, for example, by metal springs and / or by elastomer springs. Because of these elastic suspensions, the autonomous vehicle 1 can tilt forward or rearward about the central axis 5, with the suspensions deflecting.

[0043] Das autonome Fahrzeug 1 wird durch eine Steuereinheit 9 gesteuert. Diese verarbeitet, in einer autonomen Betriebsart, Sensordaten von beispielsweise einem Neigungssensor 15, einem optischen Sensor 16 und/oder einem Distanzsensor 17, und steuert die Antriebe 7 über eine jeweilige Antriebssteuerung 8. Der Neigungssensor 15 misst eine Neigung des Chassis 2 bei Drehung um die Mittelachse 5, also ein Mass dafür, wie weit das Chassis 2 um die Mittelachse 5 nach vorne oder hinten gekippt ist. Der optische Sensor 16 kann laserbasiert sein, beispielsweise basierend auf einem Lidar-Verfahren, oder auf einem Triangulationsverfahren. Der Distanzsensor 17 kann auf Ultraschall basieren, oder als Teil des optischen Sensors 16 realisiert sein. Grundsätzlich lässt sich mit diesen Sensoren einzeln oder in Kombination ein dreidimensionales Modell der Umgebung vor dem autonomen Fahrzeug 1 erfassen. Diese kann beispielsweise einer Punktwolke entsprechen, welche Entfernungen zu Objekten in Erfassungsbereich der Sensoren wiedergibt. Daraus lassen sich mit an sich bekannten Mitteln Merkmale der Umgebung extrahieren. Insbesondere ist dies ein Verlauf einer Fahrbahn 21 vor dem autonomen Fahrzeug 1, und das Vorhandensein von Hindernissen, insbesondere Schwellen, vor dem Fahrzeug. Zudem lässt sich eine Distanz zu diesen Hindernissen sowie deren Höhe bestimmen.The autonomous vehicle 1 is controlled by a control unit 9. This process, in an autonomous mode, sensor data from, for example, a tilt sensor 15, an optical sensor 16 and / or a distance sensor 17, and controls the drives 7 via a respective drive control 8. The tilt sensor 15 measures an inclination of the chassis 2 when rotated about the Central axis 5, so a measure of how far the chassis 2 is tilted about the central axis 5 forward or backward. The optical sensor 16 can be laser-based, for example based on a lidar method, or on a triangulation method. The distance sensor 17 may be based on ultrasound, or be realized as part of the optical sensor 16. Basically, a three-dimensional model of the environment in front of the autonomous vehicle 1 can be detected individually or in combination with these sensors. This can for example correspond to a point cloud, which reproduces distances to objects in the detection range of the sensors. From this, features of the environment can be extracted by means known per se. In particular, this is a course of a roadway 21 in front of the autonomous vehicle 1, and the presence of obstacles, in particular thresholds, in front of the vehicle. In addition, a distance to these obstacles and their height can be determined.

[0044] Eine Bedieneinheit 10 ist zum manuellen Steuern des autonomen Fahrzeugs 1 durch einen Benutzer eingerichtet. Dazu kann sie Eingabeelemente zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit und zur Lenkung aufweisen, welche in der manuellen Betriebsart von der Steuereinheit 9 eingelesen und in Befehle an die Antriebssteuerungen 8 umgesetzt werden.An operation unit 10 is configured to manually control the autonomous vehicle 1 by a user. For this purpose, it can have input elements for setting the driving speed and for the steering, which are read in the manual mode by the control unit 9 and converted into commands to the drive controls 8.

[0045] In einer Transporteinheit 3 kann eine Nutzlast 4 angeordnet sein, beispielsweise Behälter für Post, Pakete oder andere zu verteilende Güter.In a transport unit 3, a payload 4 may be arranged, for example containers for mail, parcels or other goods to be distributed.

[0046] Fig. 2 zeigt einen Bewegungsablauf beim Überfahren einer Schwelle gemäss einer ersten Ausführungsform, mit Phasen a) bis f). Die einzelnen Phasen sind: a) Das autonome Fahrzeug 1 fährt auf einer Fahrbahn 21 auf eine Bordsteinkante 22 zu. Die Sensoren erfassen das Vorhandensein der Bordsteinkante 22. Dies kann beispielsweise ca. drei bis fünf Meter vor der Bordsteinkante 22 sein. Darauf wird die Geschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs 1 entsprechend der Distanz zur Bordsteinkante 22 angepasst, beispielsweise indem das autonome Fahrzeug 1 auf eine vorgegebene Initialgeschwindigkeit in einem bestimmten Initialabstand vor der Bordsteinkante 22 gebracht wird. Die Initialgeschwindigkeit und der Initialabstand können von einer Masse der Nutzlast 4 abhängig bestimmt werden. Dies gilt auch für die weiteren Parameter des im Folgenden beschriebenen Beschleunigungsprofils. Äquivalent zur Masse der Nutzlast 4 kann auch die Masse des Chassis 2 oder dessen Trägheitsmoment bezüglich der Mittelachse 5 oder ein anderer Parameter, im Folgenden Lastparameter genannt, bei der Bestimmung der Parameter des Beschleunigungsprofils verwendet werden. b) Das autonome Fahrzeug 1 bremst ab, d.h. die Antriebe 7 bewirken eine negative Beschleunigung der Antriebsräder 6 und des autonomen Fahrzeugs 1. Das Chassis 2 kippt nach vorne, wobei die vordere Aufhängung 12 einfedert. c) Die vordere Aufhängung 12 federt aufgrund ihrer Elastizität zurück. Gleichzeitig kann entsprechend dem Beschleunigungsprofil eine positive Beschleunigung bewirkt werden, wodurch die durch das Zurückfedern begonnene Kippbewegung nach hinten verstärkt werden kann. Damit kann die Kippbewegung so weit gehen, dass die vordere Lenkrolle 11 den Bodenkontakt verliert und bis über die Höhe der Bordsteinkante 22 angehoben wird. d) Die vordere Lenkrolle 11 überfährt die Bordsteinkante 22 und wird auf die dahinterliegende Fahrbahn 21 abgesetzt. Das Absetzen kann durch eine kontrollierte Reduktion der Beschleunigung der Antriebe 7 kontrolliert wer den. Die Geschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs 1 wird soweit reduziert, dass die Antriebsräder 6 ohne Ruck gegen die Bordsteinkante 22 stossen. e) Die Antriebsräder 6 fahren vergleichsweise langsam über die Bordsteinkante 22, die Neigung des Chassis 2 ergibt sich gemäss den Federkonstanten der vorderen und der hinteren Aufhängung. f) Die hintere Lenkrolle 13 hat die Bordsteinkante 22 überfahren.Fig. 2 shows a movement sequence when driving over a threshold according to a first embodiment, with phases a) to f). The individual phases are: a) The autonomous vehicle 1 travels on a roadway 21 to a curb 22. The sensors detect the presence of the curb 22nd This may be, for example, about three to five meters in front of the curb 22. Then, the speed of the autonomous vehicle 1 is adjusted according to the distance to the curb 22, for example, by the autonomous vehicle 1 is brought to a predetermined initial speed at a certain initial distance in front of the curb 22. The initial speed and the initial distance can be determined by a mass of the payload 4 dependent. This also applies to the other parameters of the acceleration profile described below. Equivalent to the mass of the payload 4, the mass of the chassis 2 or its moment of inertia with respect to the central axis 5 or another parameter, hereinafter called load parameter, can be used in the determination of the parameters of the acceleration profile. b) The autonomous vehicle 1 brakes, i. the drives 7 cause a negative acceleration of the drive wheels 6 and the autonomous vehicle 1. The chassis 2 tilts forward, wherein the front suspension 12 springs. c) The front suspension 12 springs back because of its elasticity. At the same time a positive acceleration can be effected in accordance with the acceleration profile, whereby the tilting movement started by the spring back can be amplified to the rear. Thus, the tilting movement can go so far that the front steering roller 11 loses contact with the ground and is raised above the height of the curb 22. d) The front steering roller 11 passes over the curbside 22 and is deposited on the underlying roadway 21. The settling can be controlled by a controlled reduction of the acceleration of the drives 7 who the. The speed of the autonomous vehicle 1 is reduced so far that the drive wheels 6 abut against the curb 22 without jerk. e) The drive wheels 6 travel comparatively slowly over the curb edge 22, the inclination of the chassis 2 results according to the spring constants of the front and the rear suspension. f) The rear steering roller 13 has passed over the curb 22.

[0047] Das Beschleunigungsprofil - oder, äquivalent, ein Geschwindigkeitsprofil - ist ein Sollwertverlauf über die Zeit, dem die Bewegung des autonomen Fahrzeugs folgen soll. Es kann in mehreren räumlichen Dimensionen definiert sein, oder auf einen eindimensionalen Verlauf entlang einer im Wesentlichen geraden Linie, normal zur Richtung der Bordsteinkante, reduziert sein. Wie bereits erwähnt gilt für alle Parameter des Beschleunigungsprofils respektive allgemein eines Sollwertverlaufs, dass sie von Eingangsparametern, beispielsweise vom Lastparameter, abhängig sein können. Jeder Phase des Bewegungsablaufs entspricht ein Abschnitt des Sollwertverlaufs, und jeder Abschnitt kann durch Profilparameter beschrieben werden. Profilparameter können einzelne Werte sein, beispielsweise eine Dauer und ein Mass einer Beschleunigung respektive einer Geschwindigkeit, oder ein zeitlicher Verlauf einer Beschleunigung respektive Geschwindigkeit in einem Abschnitt. Die Abhängigkeit dieser Profilparameter vom den Eingangsparametern kann durch Parametrisierung eines Referenz-Sollwertverlaufs mit den Eingangsparametern realisiert sein. Das heisst, dass die zur Steuerung verwendeten Profilparameter durch gespeicherte Funktionen oder Tabellen mit den Eingangsparametern als Eingangswert ermittelt werden. Zur Ermittlung dieser Funktionen oder Tabellen können Sollwertverläufe offline, durch Simulation und Optimierung der Bewegung des autonomen Fahrzeugs für verschiedene Kombinationen von Eingangsparametern, ermittelt werden. Als Eingangsparameter kann zusätzlich zum Lastparameter auch die Abhängigkeit von weiteren Parametern, beispielsweise der Höhe der Schwelle respektive Bordsteinkante, ermittelt und gespeichert werden.The acceleration profile - or, equivalently, a velocity profile - is a setpoint course over the time that the autonomous vehicle movement is to follow. It may be defined in several spatial dimensions, or reduced to a one-dimensional course along a substantially straight line normal to the curbside direction. As already mentioned, for all parameters of the acceleration profile or, more generally, of a desired value curve, they can be dependent on input parameters, for example on the load parameter. Each phase of the motion sequence corresponds to a portion of the setpoint history, and each section can be described by profile parameters. Profile parameters can be individual values, for example a duration and a measure of an acceleration or a speed, or a time profile of an acceleration or speed in a section. The dependence of these profile parameters on the input parameters can be realized by parameterizing a reference setpoint curve with the input parameters. This means that the profile parameters used for control are determined by stored functions or tables with the input parameters as the input value. To determine these functions or tables, setpoint curves can be determined offline by simulating and optimizing the movement of the autonomous vehicle for various combinations of input parameters. In addition to the load parameter, the dependence on further parameters, for example the height of the threshold or curb, can also be determined and stored as input parameter.

[0048] Anstelle eines zeitlichen Verlaufs des Sollwertes kann allgemein auch ein örtlicher Verlauf des Sollwertes vorliegen, also beispielsweise ein Verlauf der Geschwindigkeit über den zu fahrenden Weg.Instead of a time profile of the setpoint, a local course of the setpoint can generally also be present, that is, for example, a profile of the speed over the path to be traveled.

[0049] Allgemein gilt beim Abfahren des Sollwertverlaufs, insbesondere Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsprofils, dass Umschaltzeitpunkte zwischen einzelnen Abschnitten des Profils vorbestimmt werden können, beispielsweise in Abhängigkeit des Lastparameters.Generally applies when driving down the setpoint curve, in particular speed or acceleration profile that switching times between sections of the profile can be predetermined, for example, depending on the load parameter.

[0050] Insbesondere gilt dabei, dass mit zunehmender Masse der Last eine Zeitdauer, in welcher abgebremst oder beschleunigt werden muss, um eine bestimmte Änderung der Neigung zu erreichen, verkürzt werden kann. Entsprechend können bei höherer Last Umschaltzeitpunkte früher platziert werden. Somit kann eine Gesamtlänge eines Bewegungsablaufs verkürzt werden.In particular, it applies that as the mass of the load increases, a period of time during which it is necessary to decelerate or accelerate in order to achieve a certain change in the inclination can be shortened. Accordingly, at higher load switching times can be placed earlier. Thus, a total length of a movement can be shortened.

[0051] Alternativ kann das Umschalten in einen nächsten Abschnitt des Profils in Abhängigkeit von Messungen geschehen, beispielsweise - je nach Abschnitt - in Abhängigkeit von der Distanz zur Bordsteinkante 22, in Abhängigkeit von der Neigung (nach vorne oder nach hinten), oder in Abhängigkeit der Höhe der vorderen Lenkrolle 11 über der Fahrbahn 21 nach der Bordsteinkante 22, etc. Damit kann das Beschleunigungsprofil während des Abfahrens an das tatsächliche Verhalten des Fahrzeuges angepasst werden.Alternatively, switching to a next section of the profile may be done in response to measurements, for example, depending on the section, depending on the distance to curb 22, depending on the slope (forward or backward), or depending the height of the front steering roller 11 above the roadway 21 after the curb 22, etc. Thus, the acceleration profile can be adjusted during the departure of the actual behavior of the vehicle.

[0052] Beispielsweise kann dies geschehen, indem mit dem Neigungssensor erkannt wird, wenn beim Abbremsen eine Neigung nach vorne nicht mehr weiter zunimmt. Damit ist der Übergang zwischen Phase b) und c) bestimmbar. Oder es kann der Übergang zwischen Phase e) und f) delektiert werden, weil danach das Chassis wieder im Wesentlichen horizontal oder parallel zur Fahrbahn liegt.For example, this can be done by recognizing with the tilt sensor, if during braking a tilt forward no longer increases. Thus, the transition between phase b) and c) can be determined. Or the transition between phase e) and f) can be detected, because after that the chassis is again essentially horizontal or parallel to the road surface.

[0053] Die Bewegungen des autonomen Fahrzeugs 1, also insbesondere die Beschleunigung, können durch eine Regelung dem Beschleunigungsprofil nachgeführt werden.The movements of the autonomous vehicle 1, so in particular the acceleration, can be tracked by a control the acceleration profile.

[0054] Zusätzlich oder stattdessen kann die Regelung der Beschleunigung durch eine modellprädiktive Regelung vorgenommen oder angepasst werden. Dabei wird wiederholt anhand eines Modelles von Antrieb und Mechanik des autonomen Fahrzeugs 1 das zukünftige Verhalten simuliert und der Verlauf der Eingangsgrösse, also der Beschleunigung respektive der Antriebsmomente der Antriebe 7, variiert bis ein optimales Verhalten erreicht wird. Das optimale Verhalten kann durch ein ganzes Beschleunigungsprofi 1, das abzufahren ist, definiert sein, oder nur durch einen Endzustand, beispielsweise einen Zustand, in welchem die vordere Lenkrolle 11 auf die die Fahrbahn 21 nach der Bordsteinkante 22 aufsetzt.Additionally or instead, the regulation of the acceleration can be made or adjusted by a model predictive control. In this case, the future behavior is simulated repeatedly based on a model of drive and mechanics of the autonomous vehicle 1 and the course of the input variable, ie the acceleration or the drive torque of the drives 7, varies until an optimal behavior is achieved. The optimal behavior may be defined by a whole acceleration profile 1 to be traversed, or only by a final state, for example a state in which the front steering roller 11 touches the roadway 21 to the curbside 22.

[0055] Fig. 3 zeigt qualitativ einen zeitlichen Verlauf eines Drehmomentprofils M, (durchgehende Linie) und der Neigung des Chassis 2 phi (strichlierte Linie) bei einem Bewegungsablauf gemäss Fig. 2. Die Zeitpunkte, bei denen die Situationen gemäss a) bis d) eintreten, sind approximativ markiert. Das Drehmoment entspricht generell der Beschleunigung, jedoch bleibt beim Fahren in der Ebene mit konstanter Geschwindigkeit ein kleines Drehmoment entsprechend dem Fahrwiderstand, und beim Überfahren der Bordsteinkante 22 mit den Antriebsrädern und anschliessend mit der hintere Lenkrolle 13 ist kurzzeitig ein grösseres Moment erforderlich.Fig. 3 shows qualitatively a time course of a torque profile M, (solid line) and the inclination of the chassis 2 phi (dashed line) in a movement sequence according to FIG. 2. The times at which the situations according to a) to d ), are approximated. The torque generally corresponds to the acceleration, but when driving in the plane at a constant speed, a small torque corresponding to the driving resistance, and when driving over the curbside 22 with the drive wheels and then with the rear steering roller 13, a larger moment is required for a short time.

[0056] Fig. 4 zeigt einen Ablauf eines Verfahrens zur Realisierung eines Bewegungsablaufs gemäss Fig. 2. - In einem ersten Schritt 31 startet das Verfahren, und das autonome Fahrzeug 1 navigiert autonom oder folgt einem Benutzer; - In einem zweiten Test-Schritt 32 wird geprüft, ob eine Bordsteinkante detektiert wurde; - Wenn nicht, wird in einem dritten Schritt 33 mit dem Navigieren respektive Verfolgen weitergefahren. - Wenn eine Bordsteinkante 22 detektiert wurde, wird in einem vierten Schritt 34 ein Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsprofil bestimmt. Dabei kann wie oben beschrieben vorgegangen werden, insbesondere unter Berücksichtigung eines Lastparameters. - In einem fünften Schritt 35 wird diesem Profil nachgefahren, vorzugsweise geregelt. - In einem sechsten Test-Schritt 36 wird geprüft, ob die Endlage nach der Bordsteinkante 22 erreicht ist. - Wenn nicht, wird in einem siebten Schritt 37 mit dem Nachfahren des Profils weitergefahren. - Wenn die Endlage erreicht wurde, werden in einem achten Schritt 38 optional erfasste Bewegungsdaten oder allgemein Sensordaten gespeichert und/oder an eine Auswertung übermittelt, und wird mit dem Navigieren respektive Verfolgen weitergefahren.FIG. 4 shows a sequence of a method for implementing a movement sequence according to FIG. 2. In a first step 31, the method starts, and the autonomous vehicle 1 autonomously navigates or follows a user; In a second test step 32 it is checked whether a curb has been detected; If not, in a third step 33, the navigation or tracking is continued. If a curb edge 22 has been detected, in a fourth step 34 a velocity and / or acceleration profile is determined. In this case, it is possible to proceed as described above, in particular taking into account a load parameter. - In a fifth step 35 this profile is traced, preferably regulated. - In a sixth test step 36, it is checked whether the end position is reached after the curbside 22. If not, in a seventh step 37, the descend of the profile is continued. If the end position has been reached, in an eighth step, optionally captured movement data or generally sensor data are stored and / or transmitted to an evaluation, and the navigation or tracking is continued.

[0057] Fig. 4 zeigt einen Bewegungsablauf beim Überfahren einer Schwelle gemäss einer zweiten und einer dritten Ausführungsform. Die einzelnen Bewegungen in den Phasen a), c)-f) sind im Wesentlichen gleich wie bei den gleich bezeichneten Phasen der Fig. 2. - Gemäss der zweiten Ausführungsform wird das Kippen nach hinten alleine durch Beschleunigung des autonomen Fahrzeugs 1 in der Phase c) bewirkt, ohne ein vorangehendes Abbremsen. - Gemäss der dritten Ausführungsform wird das Kippen nach hinten, zusätzlich oder alternativ zu einer Beschleunigung, durch Verschieben der Transporteinheit 3 nach hinten bewirkt. Dies ist in den Phasen c) bis e) schematisch dargestellt. Anschliessend, nach oder während des Überfahrens der Bordsteinkante 22 wird die Transporteinheit 3 wieder nach vorne in die Ausgangslage verschoben. In dieser Ausgangslage ist der Schwerpunkt der Transporteinheit 3 zumindest annähernd mittig über der Mittelachse 5 angeordnet. Das Verschieben der Transporteinheit 3 kann mittels eines nicht gezeichneten Antriebs bezüglich des Chassis 2 geschehen.Fig. 4 shows a movement sequence when driving over a threshold according to a second and a third embodiment. The individual movements in the phases a), c) -f) are essentially the same as in the identically designated phases of FIG. 2. - According to the second embodiment, the tilting backward alone by acceleration of the autonomous vehicle 1 in the phase c ) without a preceding deceleration. - According to the third embodiment, the tilting backwards, in addition to or as an alternative to an acceleration, caused by moving the transport unit 3 to the rear. This is shown schematically in phases c) to e). Subsequently, after or during the crossing of the curb 22, the transport unit 3 is moved forward again to the starting position. In this initial position, the center of gravity of the transport unit 3 is arranged at least approximately centrally above the central axis 5. The displacement of the transport unit 3 can be done by means of a drive not shown with respect to the chassis 2.

[0058] Das Verfolgen eines Benutzers kann mittels der beschriebenen Sensoren wie einem optischen Sensor 16 und/oder einem Distanzsensor 17 realisiert werden. Beispielsweise kann ein Verfolgungsmodus aktiviert werden, wenn der Benutzer vor dem autonomen Fahrzeug 1 steht. Das nächste Objekt vor dem autonomen Fahrzeug 1, das von den Sensoren erfasst wird, wird als der Benutzer betrachtet. Bei einer Bewegung dieses Objektes vom Fahrzeug weg wird diese Bewegung erfasst, worauf die Steuereinheit 9 die Geschwindigkeit und die Richtung des autonomen Fahrzeugs 1 regelt, um den Abstand zum Benutzer konstant zu halten. Bei einer Bewegung des Benutzers auf das autonome Fahrzeug 1 zu bleibt es stehen.The tracking of a user can be realized by means of the described sensors, such as an optical sensor 16 and / or a distance sensor 17. For example, a tracking mode may be activated when the user is in front of the autonomous vehicle 1. The next object in front of the autonomous vehicle 1 detected by the sensors is regarded as the user. When this object is moved away from the vehicle, this movement is detected, whereupon the control unit 9 regulates the speed and the direction of the autonomous vehicle 1 in order to keep the distance to the user constant. When the user moves to the autonomous vehicle 1, it stops.

[0059] Alternativ oder zusätzlich kann auch ein funkbasiertes System verwendet werden. Dabei kann der Benutzer einen RFID-Tag tragen, dessen Position durch ein am autonomen Fahrzeug 1 angeordneten Ortungssystem erfasst wird. Auch hier kann dann aufgrund einer Änderung der Relativposition des RFID-Tag respektive des Benutzers die Verfolgung gesteuert werden.Alternatively or additionally, a radio-based system can also be used. In this case, the user can wear an RFID tag whose position is detected by a positioning system arranged on the autonomous vehicle 1. Again, then due to a change in the relative position of the RFID tag or the user tracking can be controlled.

[0060] Verfahren zum Verfolgen eines Benutzers sind beispielsweise beschrieben in - Takashi Yoshimi et al. «Development of a Person Following Robot with Vision Based Target Detection», IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2006. - Junji Satake and Jun Miura, «Robust Stereo-Based Person Detection and Tracking for a Person Following Robot», Proceedings of thè IEEE ICRA 2009 Workshop on People Detection and Tracking, Kobe, Japan, May 2009. - H. Sidenbladh et al. «A person following behaviour for a mobile robot», Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1999.Methods for tracking a user are described in, for example, Takashi Yoshimi et al. «Development of a Person Following Robot with Vision Based Target Detection», IEEE / RSJ International Conference on Intelligent Robotics and Systems, 2006. - Junji Satake and Jun Miura, «Robust Stereo-Based Person Detection and Tracking for a Person Following Robot», Proceedings of the IEEE ICRA 2009 Workshop on People Detection and Tracking, Kobe, Japan, May 2009. - H. Sidenbladh et al. "A person following behavior for a mobile robot", Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1999.

Claims

claims

A method of controlling an autonomous vehicle (1), the autonomous vehicle (1) comprising: two drive wheels (6) rotatable about a horizontal center axis (5); - At least one front castor (11); - A chassis (2) on which the drive wheels (6) and the front steering roller (11) are fastened, characterized in that for overcoming a threshold, in particular a rising curb (22) triggered by a detection of the vertical obstacle by means of at least a sensor, a movement is performed with the following steps - tilting the chassis (2) about the central axis (5) to the rear and thereby lifting the front steering roller (11); - Crossing the threshold with the at least one front castor (11); - Crossing the threshold with the drive wheels (6).

2. The method according to claim 1, wherein - the front steering roller (11) via a resilient front suspension (12) on the chassis (2) is fixed, and wherein the step of tilting the chassis (2) about the central axis (5) to the rear comprising the steps of: - braking the autonomous vehicle (1) and thereby causing the autonomous vehicle (1) to tilt forward, the front suspension (12) deflecting; -Back springs of the front suspension (12) and thereby tilting the autonomous vehicle (1) to the rear, whereby the front steering roller (11) is raised.

3. The method according to claim 2, wherein in the step of springing back of the front suspension (12), the autonomous vehicle (1) is accelerated in the direction of travel.

4. The method according to claim 1, wherein the step of tilting the chassis (2) about the central axis (5) to the rear comprises the following steps: - Moving a present in the autonomous vehicle (1) mass, in particular a payload (4) to the rear , and thereby shifting the center of gravity of the autonomous vehicle (1) behind the central axis (5).

A method according to claim 1, wherein the step of tilting the chassis (2) rearwardly about the central axis (5) comprises the step of: - accelerating the autonomous vehicle (1) by driving the drive wheels (6).

6. Method according to one of the preceding claims, wherein the autonomous vehicle (1) has a rear castor (13) which is fastened to the chassis (2) via a resilient rear suspension (14), and wherein - during tilting of the autonomous vehicle ( 1) to the rear of the rear suspension (14) springs.

7. The method according to one of the preceding claims, wherein the autonomous vehicle (1) has a tilt sensor (15) for measuring an inclination of the chassis (2) and in the process of tilting the chassis (2) in each case in accordance with the measurement of the inclination happens.

8. The method according to any one of the preceding claims, wherein in a control or regulation of a Abbrem sens and / or acceleration in each case an inertia of the autonomous vehicle (1) with respect to the central axis (5) is taken into account.

9. A method according to claim 8, comprising, for measuring the moment of inertia or an equivalent parameter, the following steps - accelerating the autonomous vehicle (1); - measuring an inclination of the autonomous vehicle (1) caused by the acceleration; - Determining the moment of inertia or the equivalent parameter based on the time course of the acceleration or an equivalent value for acceleration and at least one measured value of the inclination, in particular a time course of the inclination.

10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the autonomous vehicle (1) has a sensor for measuring a fleas of the threshold, and in the process, the tilting of the chassis (2) in each case in accordance with the height of the threshold.

11. Autonomous vehicle (1), comprising - two about a horizontal center axis (5) rotatable drive wheels (6) - a front castor (11) - a chassis (2) on which the drive wheels (6) and the front steering roller (11 ), characterized in that the autonomous vehicle (1) has a control unit (9) which is designed to carry out the method according to one of claims 1 to 10.

12. Autonomous vehicle (1), in particular according to claim 11, comprising - a navigation device for autonomous navigation and driving; - A control unit (10) for manually controlling the autonomous vehicle (1); - A device for automatically tracking a person.

13. A method of operating an autonomous vehicle (1) according to claim 12, wherein the autonomous vehicle (1) - in a first autonomous mode autonomously travels from a loading station to a rendezvous position with a user; - moves in a second, manual mode in accordance with by means of the operating unit (10) input control commands of a user; - Follows a walking user in a third automatic mode.