CN111033416A - 对运输车的控制 - Google Patents

Abstract

一种用于运输车(105)的控制系统(100)，控制系统包括具有至少一个用于扫描周围环境的传感器(140)的传感器载体(120)，其中，传感器载体(120)设置用于自主地移动至检测到的运输车(105)；而且控制系统包括用于在至少一个传感器(140)的传感器数据的基础上控制运输车(105)的控制设备(115)。

Description

对运输车的控制

技术领域

本发明涉及对运输车的控制。本发明尤其是涉及控制、用于控制运输车的系统和方法。

背景技术

运输车，尤其是货车，在公共道路网络上运输物体。为了能够自主地控制运输车，也就是设置不再需要人工监视或者人工干预的控制，需要许多用于扫描环境的传感器和强大的处理装置。根据现有技术，在不可预测的事件发生时还不能在确保足够的操作安全性的情况下实现对运输车的完全自主的控制。

在行驶开始或结束时，运输车可能要驶入库房。在那里可能要遵守不同于公共交通的交通规则，并且可能有其他的交通参与者或者具有特权的车辆同时存在。这样一来，自主控制运输车的任务变得更加困难。

DE 10 2015 001 362 A1建议了一种用于自动定位交换箱的技术。在该文献中，半挂车配送车辆在交换箱下方行驶，将其举起并运输，然后再次将它放下。

发明内容

本发明的基本任务在于，提供一种用于控制运输车的改进的技术，这种技术尤其是可以用在库房区域或者类似封闭的交通网络区域。本发明通过独立权利要求的主题解决该任务。从属权利要求给出优选的实施方式。

用于运输车的控制系统包括具有用于扫描环境的至少一个传感器的传感器载体，其中，传感器载体设置用于自主地移动至检测到的运输车；而且控制系统还包括用于在至少一个传感器的传感器数据的基础上控制运输车的控制设备。

传感器载体可以包括飞行器、例如多旋翼飞机或者另一种无人机、或者是陆地车辆、尤其是以小型汽车的形式。在这里，传感器载体配有一个或者多个传感器，其尤其是可以包括位置传感器、无线电探测传感器、光学雷达传感器、摄像头、超声传感器、运动传感器、温度传感器、气味传感器或者其他的传感器。由于将传感器从运输车转移到传感器载体，所以运输车可以基本上保持不变。传感器载体的平板上的传感器可以结合不同的运输车一起使用，从而通过提升传感器的负荷程度来实现总体的成本优势。此外，传感器可以匹配控制系统的区域中的特殊要求。如果例如在控制系统区域中的车道标记非常好，那么可以专门优化摄像机的分辨率、对比度、光强度或者拍摄速度以适应对相应记号的扫描。

控制系统通常局限于某个预定的场地，该场地通常不是公共道路交通，而是例如在矿山中、在库房、练车场或测试场等上。控制系统可以包括用于当传感器载体抵达运输车处时停放运输车的停放面，控制系统还包括目标位置，在目标位置控制运输车。对运输车的控制通常包括纵向和/或横向控制。例如，控制系统还可以包括封闭的地带，例如库房或测试场。运输车可以被用于将货物运到封闭的地带或从封闭的地带运走。为此，运输车可以停放在停放面上，从停放面出发例如到达装载坡道或仓库的自主控制可以借助传感器载体实现。正确目标位置的寻找、前往目标位置的路线选择以及运输车到目标位置的引导可以自动化地进行。错误可以最小化，从而能够更加高效地设计安排运输车在控制系统的区域中的停留。在执行装载或卸载工序以后，也可以在传感器载体的支持下以相应的方式控制运输车回到停放面。同样也可以在控制系统的区域中依次驱控多个目标位置。

运输车可以具有至少一个另外的、用于扫描环境的传感器，其中，控制系统还包括用于与另外的传感器相连的接口，并且控制设备设置用于在另外的传感器的传感器数据的基础上控制车辆。因此，还可以有利地使用运输车的平板上的一个或多个传感器，例如前置或后置摄像头。这样就可以也考虑到其他的、例如显示运输车的内部状态的传感器，例如货舱的内部温度或者用于前进运动的能量存储器的填充高度。在另一种实施方式中，也可以使用在控制系统的区域中固定安装的传感器的传感器数据，例如塔式摄像头或访问控制系统。一般而言，为了可以改进运输车的控制，要使用尽可能多的不同数据来源。

运输车可以包括驱动装置，其中，控制系统包括用于向驱动装置传输控制信息的接口。例如，运输车可以包括带有内置驱动电机的货车。在此，优选地通过将相应的控制信息经由接口传输给驱动装置，实现对运输车的控制。在一种实施方式中，运输车通过车载的控制设备直接受到控制。在另一种实施方式中，运输车包括中间计算器，例如所谓的Openmatics(车联网技术)盒，通过它可以间接地传输控制信息。

在另一种实施方式中，运输车是无驱动的，例如可能是挂车或者用于牵引车的半挂车。控制系统可以包括用于移动运输车的牵引车，其中，这个牵引车设置用于自主地联接到运输车上。换句话说，为了控制被动的运输车可以设置牵引车，该牵引车驱动控制系统的区域中的运输车。牵引车可以按照调车机车或飞行器牵引车的模式设置，以调动或以其他方式移动运输车。

特别优选地，传感器载体设置用于自主地安置到运输车上。例如可以将能飞行的运输车、例如以多旋翼飞机的形式、降落在运输车或牵引车的车顶上。地面支撑的传感器载体例如可以在运输车的下方、前方、后方或者侧边与之相连。通过牢固地物理联接到运输车上可以更轻松地完成对传感器载体的传感器的传感器值的评估。在另一种实施方式中，一个或者多个传感器载体可以附加地或者替选地以一定的距离不联接地伴随运输车行驶。例如传感器载体可以总是停留在运输车的预设最大距离之内。由此可以让传感器载体更灵活地占据相对于运输车的位置，从这个位置出发能够更轻松或者更好地对环境进行扫描。

用于控制运输车的方法包括：检测运输车的步骤；将传感器载体移动到运输车的步骤，其中，传感器载体具有用于扫描运输车的环境的至少一个传感器，并且传感器载体设置用于自主地移动到被检测到的运输车；并且在至少一个传感器的传感器数据的基础上控制运输车。

该方法可以通过一个或者多个传感器设备执行。正如上文已经阐述的那样，控制设备可以安置在不同的方位。其中一个控制设备尤其是可以包括可编程的微电脑。其中一个控制设备可以设置用于完全地或者部分地执行所描述的方法。相应的部分方法可以以包含程序代码工具的电脑程序产品的形式存在。该方法的优点或特征可以转移到控制系统上，反之亦然。

附图说明

下面参照附图更详尽地阐述本发明，其中：

图1示出用于运输车的示例性的控制系统；

图2示出具有示例性的传感器载体的运输车；以及

图3示出用于控制运输车的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了用于运输车105的控制系统100。控制系统100设置用于自主地、也就是在不需要人监控或干涉的情况下、控制或移动运输车105。就SAE J3016而言，优选是等级2或以上的、最理想的是等级4或等级5的控制系统。对运输车105的控制优选根据预定的区域被限定，该预定的区域在这里与控制系统100相同。该区域例如可以是库房、私人领地、军营或者任何其他可以在地理上定义的地带。该地带优选地在物理上或者通过访问系统与能够进行正常的道路交通的外部区域隔开。在图1中象征性地示出了通过栏杆110隔开控制系统100。通过栏杆110的控制运输车105可以从道路交通驶入或驶出控制系统100的区域。

已经发现，在控制系统100的区域中控制运输车105时需要只能从有关公共道路交通的系统知识中受限地推导出的系统知识。例如，在控制系统100的区域中可能要遵守不同于一般道路交通规则的规则。此外有利的是，在控制系统100的区域中得知尽可能多发生的或计划的交通运动，以便能够更好地控制运输车105。控制系统100的区域中有效的规则和/或交通运动例如可以对于控制设备115是已知的，该控制设备在图1中实施成方位固定。

此外还建议的是，在相比于通常设置在运输车105的平板上的传感器的更多数量的传感器的传感器信号的基础上执行对运输车105的引导。因此，应该有一个或者多个传感器载体120暂时移动到运输车105，以便轻松实现对其的控制。可以设置可飞行的传感器载体125、例如多旋翼飞机(具有多个旋翼的直升机)和/或可行驶的传感器载体130、例如汽车。传感器载体120优选明显比运输车105更小。因为传感器载体120的有效荷载不必很大，所以传感器载体120可以具有小的尺寸，因此可以例如具有大约1m³或0.5m³的、优选立方体形式的体积。有利地，传感器载体120可以任意小地实施，只要它足够安全并可靠地行驶或飞行。

优选地，可以在控制系统100的区域中提供大量传感器载体120，并且每个传感器载体120都可以分配给运输车105。不活跃的传感器载体120可以停在预定的等待位置135上，在此它们例如可以补充能量储备。也可以在控制系统100的区域中设置多个等待位置135。

每个传感器载体120都包括至少一个传感器140和优选一个无线通信装置145。传感器140设置用于扫描传感器载体120的周围环境，并且因此，当传感器载体120在运输车105的区域中时，扫描运输车的周围环境。这种扫描尤其是通过无线电探测或光学雷达光学地进行。传感器140也可以设置用于确定其他的信息，例如传感器载体120的位置、速度或加速度。优选地，传感器载体120包括多个传感器140，这些传感器设置用于朝着不同的方向或者在不同的距离上扫描不同的或相同的信息。

运输车105同样也可以包括控制设备115、优选是无线的接口145和/或一个或多个传感器140。不仅在传感器载体120中，而且在运输车105中都可以对接收到的传感器数据进行本地预处理和/或传输到另一个位置。控制设备115通常分别实现为微型电脑、微电脑系统或者微控制器。

为了针对驱动装置160确定控制信号，可以通过多个控制设备115进行分散式确定，或者通过仅一个控制设备115进行集中式确定。为此，可以由传感器140收集、合并或者相对调整成原始的、部分处理的或者已处理的形式的传感器数据。控制信号的提供此外还可以在关于控制系统100区域中交通事件的实时信息的基础上进行。这样的信息例如可以包括陆地上计划的或者正在发生的运输、一个或者多个运输车105的位置、速度或运动方向或者能够用来确定目标位置的信息。这些信息通常提供给方位固定的控制设备115，或者可以从该方位固定的控制设备获得，例如通过对管理系统进行询问。

运输车105的平板上的控制设备115也可以设置用于接收和向驱动装置160传送控制指令，驱动装置可以包含在运输车105中。

如果运输车105不包括驱动装置160，那么传感器140、控制设备115和/或通信装置145尽管如此还是可以安置在无驱动的运输车105上。如果运输车105的驱动装置160不能或不应该设置用于移动，或者运输车105是无驱动的，那么控制系统100就可以包括牵引车165，该牵引车可以联接在运输车105上并且使其移动。在牵引车165的平板上优选地设置至少一个另外的传感器140、优选是无线的通信装置145并且可选地设置控制设备115。安置在牵引车165上的传感器140的传感器数据同样可以被用于控制或监控运输车105。

运输车105优选地在起始位置和目标位置之间自主地受到控制。在所示例子中，运输车105示例性地位于停放面150上，在栏杆110打开时可以从控制系统100外部例如手动地驶入该停放面。示例性地，运输车105应该行驶到预定的作为目标位置的装载坡道155。在那里可能发生装载和/或卸载过程，此后，运输车105还可以被引入到另一个目标位置，例如另一个装载坡道155或者停放面150。从停放面150出发，运输车105可以再次转移到控制系统100的外部区域中，例如通过驾驶员。下文参照图3对这个流程进行更详尽说明。

图2示出了示例性的、具有多个示例性传感器载体120的运输车105。例如，运输车105在图2中无驱动地作为半挂车地示出。多个传感器载体120布置在运输车105的区域中。在此优选地，至少其中一个传感器载体120布置在较高的位置上、例如布置在运输车105的顶部。传感器载体120例如可以通过吸盘、形状锁合的联接器或者仅仅借助重力保持在运输车105上。一个或者多个传感器载体120也可以在不与运输车105直接接触的情况下以预定的间隔保持。

每个传感器140都可以配属有扫描区域205，其中，不同传感器140的扫描区域205也可以重叠。传感器载体120相对于运输车105的布置优选地如下进行，即，在预定的距离范围内并且能够至少在预定的方向弧形段中、优选环绕式地、对周围环境进行完全扫描。

图3示出了用于控制运输车、如图1所示的控制系统100的运输车105的方法300的流程图。方法300可以在控制系统100的或运输车105的一个或多个控制设备115上局部地或者全部地执行。

在可选的、匹配图1所示的控制系统100的步骤305中，运输车105来到预定的地带或者由控制系统100覆盖的区域中。尤其是运输车105可以停放在停放面150上。在运输车105进入控制系统100的地带以后，栏杆110或者另外的干预控制系统可以闭锁该区域。

在步骤310中检测运输车105。尤其是可以检测运输车105的身份，从而可以事后确认，应以哪种方式移动控制系统100的区域中的运输车105。

在步骤315中可以确定，是否存在驱动装置160以及是否可以在外部控制数据的基础上用于控制运输车105。如果方法300通过驱动装置160的平板上的控制设备115执行，也可以省略这个测试。

如果没有直接进行远程控制的可能性，那么可以在步骤320中检查，驱动装置160是否可以与其余的运输车105分离。如果不是，方法300就可以在步骤325中结束。否则，在步骤330中，驱动装置160可以分离，并且在步骤335中联接牵引车165。为此可以从多个可以存在于控制系统100的区域中的牵引车165中选出一个。

在步骤340中，可以从多个能存在于控制系统100的区域中的传感器载体120中选出一个或多个并且进行驱控，以便靠近运输车105。优选地，传感器载体120的至少一部分物理地固定在运输车105上。

在步骤345中，尤其是在运输车105的身份标识的基础上、以及可选地还在其他信息的基础上，可以确定目标位置155、以及优选地确定到达目标155的路线。为了进行两者的确定，例如可以使用控制系统100的区域中的交通数据，或者使用有关控制系统100的区域中规划的其他运输作业的信息。

在步骤350中，运输车105被自主地控制到目标位置155。在上下文中，“自主”的意思是，进行完全自动化的控制，然而这种控制不一定局限于局部的信息源或处理装置。多个相互物理分离的、但是通过优选无线的通信装置145相互连接的控制设备115的共同体设计是优选的。

可选地也可以在步骤355中进行对运输车105的装载或卸载。为此可以将一个或多个物体放到运输车105的平板上或者将其从平板移走。

紧接着，运输车105可选地还可以被引导到一个或者多个其他的目标位置155上，正如上文详尽描述的那样。在图3中通过返回步骤345的虚线表达这种情况。最后的目标位置可以包括停放面150。那么可选地还可以将牵引车165替换成驱动装置160。然后运输车105再次离开控制系统100的区域，并且例如参与到公共道路交通中。

附图标记列表

100 控制系统

105 运输车

110 栏杆、访问调控系统

115 控制设备

120 传感器载体

125 能飞行的传感器载体，例如多旋翼飞机、无人机

130 能行驶的传感器载体，例如汽车

135 等待位置

140 传感器

145 通信装置

150 停放面

155 装载坡道

160 驱动装置

165 牵引车

205 扫描区

300 方法

305 到达库房、隔离地

310 检测运输车

315 驱动装置可远程控制？

320 驱动装置可分离？

325 结束

330 分离驱动装置

335 联接牵引车

340 搜寻传感器载体并对运输车自主控制

345 确定目标位置；考虑其他的交通、规则等等

350 基于所有数据源进行自主控制

355 自动装载/卸载

Claims (10)

1.用于运输车(105)的控制系统(100)，其中，所述控制系统(100)包括以下元件：具有用于扫描周围环境的至少一个传感器(140)的传感器载体(120)，其中，所述传感器载体(120)设置用于自主地移动至检测到的运输车(105)；和用于在至少一个传感器(140)的传感器数据的基础上控制运输车(105)的控制设备(115)。

2.根据权利要求1所述的控制系统(100)，所述控制系统还包括：用于当传感器载体(120)抵达运输车(105)处时停放运输车(105)的停放面(150)；目标位置(155)，在所述目标位置控制所述运输车(105)。

3.根据权利要求1或2所述的控制系统(100)，其中，所述运输车(105)具有至少一个另外的、用于扫描周围环境的传感器(140)，其中，所述控制系统(100)还包括用于与另外的传感器(140)连接的接口(145)，其中，所述控制设备(115)设置用于在另外的传感器(140)的传感器数据的基础上控制车辆。

4.根据上述权利要求中任一项所述的控制系统(100)，其中，设计有多个传感器载体(120)，并且所述控制设备(115)设置用于在多个传感器(140)的传感器数据的基础上控制运输车(105)。

5.根据上述权利要求中任一项所述的控制系统(100)，其中，所述运输车(105)包括驱动装置(160)，所述控制系统还包括用于向驱动装置(160)传输控制信息的接口(145)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的控制系统(100)，其中，所述运输车(105)是无驱动的，所述控制系统还包括用于移动运输车(105)的牵引车(165)，其中，所述牵引车(165)设置用于自主地联接到运输车(105)上。

7.根据上述权利要求中任一项所述的控制系统(100)，其中，所述传感器载体(120)包括飞行器(125)。

8.根据上述权利要求中任一项所述的控制系统(100)，其中，所述传感器载体(120)包括陆地车辆(130)。

9.根据上述权利要求中任一项所述的控制系统(100)，其中，所述传感器载体(120)设置用于自主地安置在运输车(105)上。

10.用于控制运输车(105)的方法(300)，其中，所述方法(300)包括以下步骤：检测(310)运输车(105)；将传感器载体(120)移动(340)至运输车(105)，其中，所述传感器载体(120)具有用于扫描运输车(105)的周围环境的至少一个传感器(140)，其中，所述传感器载体(120)设置用于自主地移动至检测到的运输车(105)；并且在至少一个传感器(140)的传感器数据的基础上控制(350)运输车(105)。

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