CN111942400A - 将负载分布用于根据具体情况适应的轨迹规划和轨迹调节 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于运行自动化商用车辆（100）的方法，其中在该自动化商用车辆（100）的装载状态发生变化之后，该自动化商用车辆（100）的当前的重量和/或当前的负载分布被确定并且以当前的负载信息的形式来提供。紧接着，该当前的负载信息被用于对该自动化商用车辆（100）的轨迹（102、103）的规划和/或调节的根据具体情况的适应。

Description

将负载分布用于根据具体情况适应的轨迹规划和轨迹调节

技术领域

本发明涉及一种用于运行自动化商用车辆的方法，其中自动化商用车辆的重量或负载分布被用于根据具体情况来适应的轨迹规划和轨迹调节。本发明还涉及一种控制装置、一种计算机程序和一种机器可读存储介质。

背景技术

自动化车辆能够自动化地、也就是说在没有人类驾驶员的情况下执行行驶。为此，公知用于自动驾驶的载货车（PKW）的纵向和横向引导的不同的方法。这些方法的焦点通常在于：车道中间引导，其中使车辆保持在车道的中间；以及纵向调节，其中遵守距在前面行驶的车辆或其它基础设施条件的确定的距离。而用于自动化商用车辆的自动化纵向和横向调节的方法鲜为人知，其中除了纯牵引车之外，术语“商用车辆”也被理解为以所有想得到的实施方式的挂车。因为对于商用车辆来说以及尤其是对于挂车来说由于挂斗的不同数目以及车轮的不同布局（双轴、双胎等等）而得到多种可能的配置，所以针对这种车辆的自动化纵向和横向引导被证实为特别复杂。在此，自动化商用车辆的轨迹规划以及纵向和横向调节的复杂性一方面由于商用车辆的相应的实施方式和装载状态而得到而另一方面由于根据情况来适配的轨迹规划而得到。这样，例如在部分装载的运牛奶车的情况下（该部分装载的运牛奶车的负载允许由于转弯处而造成的具有重心变化的负载分布），必须与例如在带挂斗的拖车头未装载的情况下不一样地规划和调节转弯处。在此，轨迹规划和调节的一个重要因素是商用车辆的重量或商用车辆的每个轴的负载。在常规的、即非自动化商用车辆的情况下，驾驶员基于他们的经验通过对新装载的挂车的首次驾驶机动来相对快地掌握这些信息。

发明内容

本发明的任务是提供一种用于改善在自动化商用车辆方面的轨迹规划和调节的途径。该任务借助于独立权利要求的相应的主题来解决。其它有利的实施方式在从属权利要求中说明。

规定了用于运行自动化商用车辆的方法，其中在自动化商用车辆的装载状态发生变化之后，自动化商用车辆的当前的重量和/或当前的负载分布被确定并且以当前的负载信息的形式来提供。紧接着，当前的负载信息被用于对自动化商用车辆的行驶轨迹的规划和/或调节的根据具体情况的适应。通过确定自动化商用车辆的轨迹的安全的规划和调节的重要参量，提高了车辆安全性。尤其是，借此可以避免由于参数不合适而引起的根据具体情况的事故。

在一个实施方式中规定：基于当前的负载信息来对至少一种用于自动化商用车辆的轨迹规划和/或调节的方法进行参数化，以便根据当前的负载信息和前方的交通状况来优化自动化商用车辆的至少一种驾驶机动。经此，自动化商用车辆的性能可以在某些交通状况下有针对性地被改善并且借此行驶安全性可以被提高。

在另一实施方式中规定：当前的负载信息被用于：校准和/或检验在自动化商用车辆的至少一个车轮悬挂上的能根据负载来调节的弹簧行程；和/或校准和/或检验自动化商用车辆的电子水平调整。通过校准或检验商用车辆的能根据负载来调节的弹簧行程，可以改善该系统的运行。由于弹簧行程调节被优化，自动化商用车辆的道路附着稳定性以及借此也包括车辆的行驶性能尤其可以在某些行驶状况下、诸如在转弯行驶和刹车机动方面予以改善。通过校准和检验电子水平调整，也可以改善自动化商用车辆的道路附着稳定性和行驶性能。

在另一实施方式中规定：当前的负载信息在装货中心的装货过程的框架内借助于装货中心的秤来确定并且被提供给自动化商用车辆。经此，保证了：还可以在开始行驶之前就对用于轨迹规划和调节的方法进行参数化。

在另一实施方式中规定：确定从自动化商用车辆在装货中心内的当前的初始位置到该秤的轨迹。还确定在该秤上的停留位置，在该停留位置，自动化商用车辆最佳地处在该秤上。紧接着，输出控制信号，以便使自动化商用车辆沿着该轨迹从其初始位置行驶到停留位置。经此，优化了自动化商用车辆驶到该秤上，而且借此也优化了对自动化商用车辆的重量或负载分布的确定。

在另一实施方式中规定：借助于被分段成多个负载传感器的秤来确定自动化商用车辆的当前的重量和/或当前的负载分布。在此，秤的长度和/或各个负载传感器的尺寸以信息的形式来提供。紧接着，借助于这些信息来确定自动化商用车辆在该秤上的停留位置，使得该自动化商用车辆的轴中的每个轴都停在该秤的分别一个单独的负载传感器上。经此，单独地确定自动化商用车辆的轴中的每个轴的负载分布变得可能。借助于这些信息，可以对用于轨迹规划和调节的方法特别精确地进行参数化。

在另一实施方式中规定：自动化商用车辆的当前的长度和/或当前的姿态借助于装货中心的至少一个基础设施传感器来确定并且以当前的方位信息的形式被提供给自动化商用车辆。紧接着，使用当前的方位信息来控制自动化商用车辆驶到该秤上。通过使用装货中心的基础设施传感器，可以对自动化商用车辆驶到该秤上进行优化。

在另一实施方式中规定：在自动化商用车辆以由牵引车和至少一个挂斗构成的挂车为形式来构造的情况下，分多个子步骤来确定自动化商用车辆的重量和/或负载分布。为此，输出控制信号，这些控制信号对自动化商用车辆驶到该秤上进行控制，使得牵引车和每个挂斗分别单独地并且在时间上依次停在该秤上。

还规定了一种用于控制自动化商用车辆或装货中心的控制装置，该控制装置被设立为实施该方法。这种控制装置能够使自动化商用车辆确定相对应的负载信息并且将这些相对应的负载信息用于对该自动化商用车辆的用于轨迹规划和轨迹调节的方法进行参数化。而相对应的控制装置能够使装货中心确定自动化商用车辆的相对应的负载信息并且将这些相对应的负载信息提供给相应的自动化商用车辆用于对该自动化商用车辆的用于轨迹规划和轨迹调节的方法进行参数化。

还规定了一种计算机程序，该计算机程序包括如下指令，在通过计算机来实施该计算机程序时，这些指令促使该计算机实施上文提到的方法。

最后，也规定了一种机器可读存储介质，在其上存储有上文提到的计算机程序。

附图说明

在下文，本发明依据附图进一步予以描述。在此：

图1示意性地示出了装货中心，该装货中心具有处在装货中的自动化车辆及其用于驶到秤上的轨迹；

图2示意性地示出了如下交通状况，其中自动化商用车辆基于当前的负载信息来对它的行驶轨迹进行规划和调节；

图3示意性地示出了在装货中心的秤上确定其重量或其负载分布时的自动化商用车辆；

图4示意性地示出了在装货中心的被分成多个单独地进行测量的负载传感器的秤上确定其重量或其负载分布时的自动化商用车辆；

图5示意性地示出了以挂车为形式的在确定牵引车的重量时的自动化商用车辆；

图6示出了图5中的在确定第一挂斗的重量时的挂车；而

图7示出了图5中的在确定第二挂斗的重量时的挂车。

具体实施方式

这里所描述的设计涉及如下系统，该系统包括：自动化商用车辆，该自动化商用车辆在正常运行时在所谓的枢纽（用于自动驾驶的商用车辆的装货中心）之间自动化地行驶；以及至少一个这种装货中心。在此，规定了一种用于确定关于自动化商用车辆的重量和/或负载分布的负载信息以及将该信息用于根据具体情况来适应的轨迹规划和调节的方法。

为此，图1示意性地示出了对用于自动驾驶的商用车辆的装货中心200和当前处在服务处的自动化商用车辆100的俯视图。自动化商用车辆不仅可以是全自动化商用车辆、高度自动化商用车辆而且可以是部分自动化商用车辆。原则上，针对此也可以考虑具有辅助系统的商用车辆，其中人类驾驶员持续地实施横向或纵向引导，而相应其它的驾驶任务在一定限度内由该辅助系统来实施。

装货中心100通常包括能通行的场地201，该场地具有用于将货物装载到商用车辆上的基础设施。在当前的实施例中，在场地上201存在装货装置211，该装货装置例如是具有一个或多个装货坡道的仓库。因为装货中心的基础设施通常取决于所要装载的货物的类型，所以这里所示出的装置仅能作为示例来理解。视装载货物而定，在装货中心100的场地201上例如也可能存在其它装货装置，诸如筒仓、罐、吊车等等。在此，在图1中示意性示出的装货中心200借助于适当的边界203相对于周围环境400被限制并且借助于通道202连接到道路网。在装货中心200的场地201上也存在秤220，用于确定商用车辆的重量或负载分布。优选地，该秤是嵌进地面中并且能通行的平台，视实施方案而定，该平台也可以分段成多个单独地进行测量的负载传感器221₁-221_n。此外，在当前示例中，装货中心200也包括检查和监控系统230，用于检查或监控在装货中心200的场地201上进行的过程。为此，在当前示例中，检查和监控系统230包括：传感装置231，其具有至少一个传感器，用于检测在装货中心200的场地201上的对象；以及控制装置232，用于分析传感器数据并且用于控制装货中心200的过程。此外，检查和监控系统230也包括通信装置233，用于与在装货中心200的区域的对象进行通信。在当前示例中，通信装置233构造用于与自动化商用车辆100的无线通信或数据传送。

这里示例性地以由牵引车140和挂斗150构成的挂车为形式来构造的自动化商用车辆100为了装货而处在装货中心200的装货区210。在此，术语“装货”这里被用于全部过程，其中自动化商用车辆100的装载状态发生变化。属于此的尤其是：将货物装上自动化商用车辆100；将货物装载到自动化商用车辆100上；将货物从自动化商用车辆100卸下；将货物从自动化商用车辆100卸载；以及将货物转载到自动化商用车辆100上或从自动化商用车辆100转载。

在装货过程完成之后并且还在得到出发许可之前，在商用车辆100现在准备好出发的情况下，首先借助于为此所设置的秤220来确定重量或负载分布。优选地，秤220是能通行的秤，该秤包括至少一个嵌进地面中的平台。

为此，在第一步骤中，确定适合于从自动化商用车辆100的当前位置（初始位置）104驶到秤220上的轨迹101。为此，不仅确定在装货中心200的场地201上自动化商用车辆100的当前位置104而且确定在秤220上所规定的停留位置105、106、107。在此，自动化商用车辆100的当前位置104只要不是足够精确地已知就可以通过已知的定位方法来确定。适合于此的例如是卫星辅助定位或者基于车载周围环境传感装置、诸如雷达、激光雷达、视频或超声传感器的定位。此外，也可以借助于装货中心200的一个或多个基础设施传感器231来执行定位，其中相对应的位置数据然后紧接着被传输给自动化商用车辆100。为此，原则上所有适当的传感器，例如视频摄像机、激光雷达或雷达传感器、光栅、嵌进地面中的电磁线圈等等都适合作为基础设施传感器。在此，停留位置105、106、107优选地被确定为使得自动化商用车辆100完全与秤220匹配。只要这一点因为自动化商用车辆100例如以由牵引车140和一个或多个挂斗150、160构成的长挂车为形式来构造而不可能，自动化商用车辆100就也可以分多个步骤来称重。为此，该停留位置或这些停留位置105、106、107优选地被确定为使得首先牵引车140并且紧接于此挂斗150、160尽可能完全停在秤220上。

原则上，自动化商用车辆100驶到秤220的行驶轨迹101可以借助于已知的基于自动化商用车辆100的地图信息和车载传感装置的方法来实现。在确定行驶轨迹101时，优选地，也考虑自动化商用车辆100的尺寸以及该自动化商用车辆的当前的装载状态。只要之前提到的信息供支配，自动化商用车辆100就被置于行驶并且以适当的方式来调节所确定的行驶轨迹101。在此，该行驶优选地缓慢地付诸实施，使得对自动化商用车辆100的重量的可能估计错误的假设不导致危及安全的行驶状态。在自动化商用车辆100已经到达了在秤220上的所规定的停留位置105、106、107之后，开始重量测量。在此，视秤220的设计方案而定，不仅将确定自动化商用车辆100的总重量而且将确定自动化商用车辆100的负载分布。尤其是，借助于相对应的被分段的秤220，可以确定自动化商用车辆100的每个轴或每个车轮或双轮的负载分布。在由牵引车140和一个或多个挂斗150、160构成的挂车的情况下，也可以分别单独地针对牵引车140和挂斗150、160进行测量。

在重量测量结束之后，测量结果紧接着以至少一个负载信息的形式被提供给自动化商用车辆100。优选地，这借助于无线通信连接来实现，其中不仅装货中心200而且自动化商用车辆100都配备有无线通信装置131、233。

在接收到相对应的负载信息之后，自动化商用车辆100的控制装置120使用该负载信息来对至少一种用于规划和/或调节自动化商用车辆100的行驶轨迹的方法进行参数化，使得在自动化商用车辆的行驶运行时根据重量和前方的交通状况来实现最佳的机动。如在图1中所示出的那样，控制装置120可包括以机器可读存储介质为形式的存储装置121，在该存储装置上存储有用于执行相对应的方法的计算机程序。

只要在该时间点已经存在自动化商用车辆的出发许可，该自动化商用车辆100就开始利用重新参数化的用于轨迹规划和调节的方法朝着预先给定的目的地行驶。在当前示例中，自动化商用车辆100经由通道202离开装货中心200并且沿着轨迹102驶到道路410上。现在，依据图2，示例性地示出了：之前依据负载信息进行的参数化可以如何影响对自动化商用车辆100的行驶轨迹的规划和调节。为此，示出了图1中的自动化商用车辆100，该自动化商用车辆正在道路410的右侧车道411上行驶。在这里示例性示出的行驶状况下，自动化商用车辆100决定超过在前面行驶的车辆420。为此，自动化商用车辆100计划相对应的超车机动，其中该自动化商用车辆变换到对向车道412上并且在超过车辆420之后重新返回到自己的车道411上。在此，借助于虚线102来呈现行驶轨迹，自动化商用车辆100通常会在考虑当前的行驶状况的情况下使用该行驶轨迹，用于执行该超车机动。由于基于在装货中心200所确定的负载信息对自动化商用车辆100的用于轨迹规划和调节的方法的重新参数化，现在对于该自动化商用车辆来说得到与惯常的行驶轨迹102不同的经优化的行驶轨迹103。如在图2中示意性地勾画出的那样，基于当前的负载信息来优化的行驶轨迹103例如可以规定：自动化商用车辆100在即将来临的超车机动中使用更小的转向角。原则上，重新参数化的轨迹规划和调节也可能影响自动化商用车辆100的其它行驶参数，诸如行驶速度、加速度或距在前面行驶的车辆的距离，以及可能影响决策过程，诸如是否应该进行超车机动。

在接下来的图3至7中，讨论了在不同的局面下自动化商用车辆100在装货中心200的秤220上的称重过程。为此，图3首先示出了自动化商用车辆100的称重过程，该自动化商用车辆以挂车为形式，该挂车由以拖车头为形式的牵引车140和相对应地构造的挂斗150构成。自动化商用车辆100包括：传感装置110，其具有至少一个周围环境传感器，用于检测周围环境；控制装置120，用于控制自动化商用车辆100的运行；和无线通信装置130，用于与装货中心200的检查和监控系统230的无线通信装置233建立无线通信连接131。视实施方案而定，这里示意性地示出的控制装置120不仅可以以单个控制器的形式来构造而且可以以多个分散地布置在车辆中并且彼此进行通信的控制器的形式来构造。在图3中所示出的情况下，自动化商用车辆100已经处在秤220上的适当的停留位置105、106、107，该秤以嵌进装货中心场地201的地面中的平台为形式来构造。在此，停留位置105、106、107已被确定为使得整个挂车以及尤其是牵引车140和挂斗150的所有轴都停在秤220上。在此，视应用而定，在不仅将自动化商用车辆100的传感装置110和控制装置120包括在内而且将装货中心200的基础设施传感装置231和控制装置232包括在内的情况下，可以确定自动化商用车辆100在秤120上的最佳的停留位置105、106、107。这样，例如装货中心200的控制装置232可以将相对应的关于秤220的尺寸和位置的信息经由无线通信连接131传送给自动化商用车辆100。紧接着，自动化商用车辆100可以在使用其传感装置110的情况下驶到秤220上。替选于此，可能的是：借助于装货中心200的控制装置232来确定自动化商用车辆100的最佳的停留位置105、106、107并且将其传送给自动化商用车辆100。此外，原则上也可以在使用装货中心200的基础设施传感装置231的情况下使自动化商用车辆100驶到秤220上。如在图1中所示出的那样，控制装置232可包括以机器可读存储介质为形式的存储装置234，在该存储装置上存储有用于执行相对应的方法的计算机程序。

原则上，也可能的是确定自动化商用车辆100的当前的负载分布作为负载信息。为此，可以使用在图4中所示出的秤220，该秤由多个分别单独地进行测量的负载传感器221₁-221_n来构造。利用这种秤220，可以单独地确定自动化商用车辆100的轴141、142、143、151、152中的每个轴的轴负载。原则上，也可能的是使用相对应地构造的秤，其中确定自动化商用车辆100的各个车轮的重量（这里未示出）。

只要自动化商用车辆100由于其长度而不完全与秤220匹配，该自动化商用车辆就也可以依次被测量。在图5至7中，示例性地示出了针对以由牵引车140和两个挂斗150、160构成的挂车为形式的自动化商用车辆100的这种测量过程。如在图5中示意性地示出的那样，停留位置105在此首先被确定为使得只有牵引车140最佳地停在秤220上。紧接着，自动化商用车辆100行驶到第二停留位置106，在该第二停留位置，第一挂斗150完全停在秤220上。这种情况在图6中示出。最后，自动化商用车辆100再次被置于运动并且在第三停留位置107停下，在该第三停留位置，第二挂斗160完全停在该秤上。这种情况在图7中示出。

在借助于秤220确定了自动化商用车辆100的重量或负载分布之后，控制装置232将这些数据以至少一个当前的负载信息的形式传送给自动化商用车辆100，该自动化商用车辆借助于该当前的负载信息对该自动化商用车辆的用于轨迹规划和轨迹调节的方法重新进行参数化。紧接着，自动化商用车辆100以所规划的方式来继续其行驶。

尽管本发明已经详细地通过优选的实施例进一步予以图解说明和描述，但是本发明并不受这些公开的示例所限制。更确切地说，其它变型方案也可以由本领域技术人员推导出来，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于运行自动化商用车辆（100）的方法，

其中在所述自动化商用车辆（100）的装载状态发生变化之后，所述自动化商用车辆（100）的当前的重量和/或当前的负载分布被确定并且以当前的负载信息的形式来提供，而且

其中所述当前的负载信息被用于对所述自动化商用车辆（100）的轨迹（102、103）的规划和/或调节的根据具体情况的适应。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中基于所述当前的负载信息来对至少一种用于所述自动化商用车辆（100）的轨迹规划和/或调节的方法进行参数化，以便根据所述当前的负载信息和前方的交通状况来优化所述自动化商用车辆（100）的至少一种驾驶机动。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其中所述当前的负载信息被用于：校准和/或检验在所述自动化商用车辆（100）的至少一个车轮悬挂上的能根据负载来调节的弹簧行程；和/或校准和/或检验所述自动化商用车辆（100）的电子水平调整。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，

其中所述当前的负载信息在装货中心（200）的装货过程的框架内借助于所述装货中心（200）的秤（220）来确定并且被提供给所述自动化商用车辆（100）。

5.根据权利要求4所述的方法，

其中确定从所述自动化商用车辆（100）在所述装货中心（200）内的当前位置（104）到所述秤（220）的轨迹（101），

其中还确定在所述秤（220）上的停留位置（105、106、107），在所述停留位置，所述自动化商用车辆（100）最佳地处在所述秤（200）上，而且

其中输出控制信号，以便使所述自动化商用车辆（100）沿着所述轨迹（101）从所述自动化商用车辆的当前位置（104）行驶到所述停留位置（105、106、107）。

6.根据权利要求4或5中任一项所述的方法，

借助于被分段成多个负载传感器（2211-221n）的秤（220）来确定所述自动化商用车辆（100）的当前的重量和/或当前的负载分布，

其中所述秤（220）的长度和/或各个负载传感器（2211-221n）的尺寸以信息的形式来提供，而且

其中借助于所述信息来确定所述自动化商用车辆（100）在所述秤（220）上的停留位置（105、106、107），使得所述自动化商用车辆的轴（141、142、143、151、152、161、162）中的每个轴都停在所述秤（200）的分别一个单独的负载传感器（2211-221n）上。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，

其中所述自动化商用车辆（100）的当前的长度和/或当前的姿态借助于所述装货中心（200）的至少一个基础设施传感器（231）来确定并且以当前的方位信息的形式被提供给所述自动化商用车辆（100），而且

其中使用所述当前的方位信息来控制所述自动化商用车辆（100）驶到所述秤（220）上。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的方法，

其中在所述自动化商用车辆（100）以由牵引车（140）和至少一个挂斗（150、160）构成的挂车为形式来构造的情况下，分多个子步骤来确定所述自动化商用车辆（100）的重量和/或负载分布，其方式是输出控制信号，所述控制信号对所述自动化商用车辆（100）驶到所述秤（220）上进行控制，使得所述牵引车（140）和每个挂斗（150、160）分别单独地并且在时间上依次停在所述秤（220）上。

9.一种用于控制自动化商用车辆（100）或装货中心（200）的控制装置（120、232），所述控制装置被设立为实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

10.一种计算机程序，所述计算机程序包括如下指令，在通过计算机来实施所述计算机程序时，所述指令促使所述计算机来实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法。

11.一种机器可读存储介质（121、234），在其上存储有根据权利要求10所述的计算机程序。

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