CN116507985A - 采矿车辆自主驾驶控制 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的示例方面，提供了一种方法，包括：检测(310)用于在地下工地(1)处自主操作并执行驾驶命令的车辆(20)的速度等级设定的触发；基于所述工地处的车辆的交通流量定义(320)所述车辆的速度等级；在执行所述驾驶命令期间向所述车辆发送(330)速度等级控制消息，所述速度等级控制消息包括指示所述速度等级的速度等级信息元素；以及响应于基于更新后的交通流量信息而检测(340)到速度等级取消的触发，向执行所述驾驶命令的所述车辆发送(350)速度等级取消控制消息，其中所述速度等级取消控制消息指示取消所述速度等级。
Description
技术领域
本发明涉及控制采矿车辆的自主驾驶，尤其涉及控制执行驾驶命令的自主操作车辆的速度。
背景技术
采矿或建筑挖掘工地(例如地下硬岩石或软岩石矿井)可以包括用于移动作业机器自动化操作的区域，该移动作业机器例如是装载和/或运输机器和钻机，其也可以被称为采矿车辆。这种作业机器可以是无人驾驶的(例如从控制室遥控的)，或者是有人驾驶的采矿车辆(即由车辆驾驶室中的操作者操作的采矿车辆)。作业机器可以被配置用以自主地执行至少一些任务。在自动模式下操作的自动化作业机器可以在没有外部控制的情况下独立操作，但是在某些操作区域或条件下(例如在紧急状态期间)可以在外部控制下进行操作。
地下生产区域可以包括至少部分在相同路线上行驶的车辆的车队或多个车队。自动车队控制系统非常适合于控制大型生产区域，例如区块-洞穴和斜坡应用。通道坑道中的挖掘量通常旨在最小化。由于车辆通常较大，因此两个车辆会车的选项可能非常有限。在不间断情况下的连续车辆车队操作对于工地生产效率是重要的。
发明内容
本发明由独立权利要求的特征限定。从属权利要求中限定了一些特定的实施例。
根据第一方面，提供了一种装置，包括：至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置用以利用所述至少一个处理器使所述装置执行：检测用于在地下工地自主操作并执行驾驶命令的车辆的速度等级设定的触发；基于所述工地处的车辆的交通流量定义所述车辆的速度等级；在执行所述驾驶命令期间向所述车辆发送速度等级控制消息，所述速度等级控制消息包括指示所述速度等级的速度等级信息元素；以及响应于基于更新后的交通流量信息而检测到速度等级取消的触发，向执行所述驾驶命令的所述车辆发送速度等级取消控制消息，其中所述速度等级取消控制消息指示取消所述速度等级。
根据第二方面，提供了一种方法，包括：检测用于在地下工地处自主操作并执行驾驶命令的车辆的速度等级设定的触发；基于所述工地处的车辆的交通流量定义所述车辆的速度等级；在执行所述驾驶命令期间向所述车辆发送速度等级控制消息，所述速度等级控制消息包括指示所述速度等级的速度等级信息元素；以及响应于基于更新后的交通流量信息而检测到速度等级取消的触发，向执行所述驾驶命令的所述车辆发送速度等级取消控制消息，其中所述速度等级取消控制消息指示取消所述速度等级。
根据第三方面，提供了一种装置，包括至少一个处理器、包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置用以利用所述至少一个处理器使所述装置执行：由在工地处自主操作并执行驾驶命令的车辆从车队监管设备接收速度等级控制消息，所述速度等级控制消息包括指示在执行所述驾驶命令期间的速度等级的速度等级信息元素；根据在执行所述驾驶命令期间的所述速度等级来控制所述车辆的速度；在执行所述驾驶命令期间接收速度等级取消控制消息，其中所述速度等级取消控制消息指示取消所述速度等级；以及响应于所述速度等级取消控制消息而取消速度等级。
根据第四方面，提供了一种方法，包括：由在工地处自主操作并执行驾驶命令的车辆从车队监管设备接收速度等级控制消息，所述速度等级控制消息包括指示在执行所述驾驶命令期间的速度等级的速度等级信息元素；根据在执行所述驾驶命令期间的所述速度等级来控制所述车辆的速度；在执行所述驾驶命令期间接收速度等级取消控制消息，其中所述速度等级取消控制消息指示取消所述速度等级；以及响应于所述速度等级取消控制消息而取消所述速度等级。
根据另一方面，提供了一种车辆或装置，所述车辆或装置包括被配置用于执行所述方法或其实施例的装置。该装置可以包括至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置用以利用所述至少一个处理器使所述装置或所述车辆执行。
根据又一方面，提供了计算机程序、计算机程序产品或(非有形)计算机可读介质，包括计算机程序代码，用于当所述计算机程序代码在数据处理装置中执行时使得所述装置执行所述方法或其实施例。
附图说明
图1示出了地下工地的示例；
图2示出了自主操作采矿车辆的示例；
图3和图4示出了根据至少一些实施例的方法；
图5a和图5b示出了执行驾驶命令的采矿车辆的俯视图示例；和
图6示出了能够支持至少一些实施例的装置。
具体实施方式
图1示出了包括地下坑道网络2的地下工地1的简化示例。多个移动物体或设备(例如人或行人3和/或采矿车辆4、5、6、7)可以出现在工地1的不同区域或操作区中并在工地1的不同区域或操作区之间移动。
这里的术语采矿车辆通常指适合于在不同种类的采矿和/或建筑挖掘工地的操作中使用的移动作业机器，例如卡车、翻斗车、货车、移动钻岩机或铣岩机、移动加固机器、铲斗装载机或可以在不同种类的挖掘工地中使用的其它种类的移动作业机器。因此，术语采矿车辆不以任何方式限于仅用于矿井的车辆，而是采矿车辆可以是在建筑挖掘现场使用的移动作业机器。采矿车辆可以是自主操作车辆。术语自主操作车辆在这里指的是至少部分自动的车辆。车辆可以配置有自主操作模式，在该自主操作模式期间，车辆可以独立地操作/驾驶，而不需要持续的用户控制，但是车辆可以在外部控制下进行，例如在紧急状态期间。
工地1包括通信系统，例如包括无线局域网(WLAN)和/或蜂窝通信网络的无线接入系统，该无线接入系统包括多个无线接入节点8。接入节点8可与采矿车辆或行人携带的移动设备所包含的无线通信单元通信，并与其它通信设备(未示出)通信，例如与被配置用以便于与控制系统9通信的网络设备通信。
控制系统9可以是现场的(地下或地上的)和/或通过中间网络远程的。例如，系统9的服务器可以被配置用以管理工地处的至少一些操作，例如为操作者提供UI，以远程监测，并且当需要时，控制车辆的自动操作并且/或者为车辆的车队指派路线和驾驶命令，以及更新并且/或者监测驾驶命令执行和状态。控制系统9可以包括车队监管设备或装置10，该车队监管设备或装置10通常可以指被配置用以执行车辆车队管理的数据处理设备。例如，车队监管设备10可以是服务器或服务器的一部分或其它类型的数据处理装置。
控制系统9可以连接到或经由另外的网络和系统连接到这样的工地管理系统、云服务、中间通信网络(例如互联网)等。该系统可以包括或连接到另外的设备或控制单元，例如手持用户单元、车辆单元、工地管理设备/系统、远程控制和/或监测设备/系统、数据分析设备/系统、传感器系统/设备等。
工地1还可包括可连接到控制系统9(例如通过接入节点8)的各种其它类型的采矿操作设备，这些在图1中未示出。这种另外的采矿操作设备的示例包括用于电源、环境感测、安全、通信和其它自动化设备的各种设备。例如，工地可以包括通道控制系统，该通道控制系统包括分隔操作区的通道控制单元(PCU)，其中的一些操作区可以是为自主操作车辆设置的。通道控制系统和相关联的PCU可以被配置用以允许或阻止一个或多个车辆和/或行人在区之间移动。
图2示出了采矿车辆20，在该示例中是包括铲斗22的装载机或装载运输(LHD)车辆。车辆20可以是铰接式车辆，包括由接头24连接的前部区段26和后部区段28。然而，应当理解，当前公开的用于自主驾驶控制的特征的应用不限于任何特定类型的车辆。
车辆20包括至少一个控制单元30，该至少一个控制单元30被配置用以控制车辆的至少一些功能和/或致动器。控制单元30可以包括执行存储在存储器中的计算机程序代码的一个或多个计算单元/处理器。在一些实施例中，控制单元可以通过控制器局域网(CAN)总线连接到车辆的控制系统的一个或多个其它控制单元。控制单元可以包括或连接到具有显示设备的用户界面以及用于将操作者指令和信息接收到控制单元的操作者输入界面。
在一些实施例中，控制单元30被配置用以至少控制与自主驾驶控制相关的操作，并且在车辆20中可以有用于控制其它操作的一个或多个其它控制单元。应当理解，控制单元30可以被配置用以执行至少其中一些下面示出的特征，或者多个控制单元或控制器可以被应用用来执行这些特征。可以存在由控制单元执行的另外的操作、单元、模块或功能，例如用于定位、转向控制和/或避障。
车辆20可以是无人驾驶的。因此，用户界面可以远离车辆，并且车辆可以由操作者遥控，例如在工地区域的控制室中或者在远离矿井长距离处经由通信网络进行遥控。车辆20外部的控制单元(例如控制系统9及其设备10)可以被配置用以执行至少其中一些下面示出的特征。
车辆20可以包括一个或多个扫描单元或扫描器32，其被配置用以执行车辆环境的扫描。例如，车辆20可以包括前部扫描器，该前部扫描器被配置用以朝向正常的向前行驶方向A(并且自然地朝向处于扫描器触及范围内的侧面)扫描环境。该车辆还可以包括后部扫描器，该后部扫描器被配置用以朝向与A相反的方向(即车辆的后部)扫描环境。在示例实施例中，扫描器32是3D扫描器，在这种情况下，产生3D扫描数据，例如点云数据。扫描器32可以是激光扫描器或其它类型的传感器设备，例如4D或其它类型的雷达，其适合于为车辆确定障碍物和到障碍物的距离。
扫描结果可应用于检测车辆及其一个或多个其它元件(例如扫描器32或铲斗22)的位置和定向。控制单元30或者可替代地是车辆中的另一控制/计算单元可以将可操作的扫描到的坑道轮廓数据与存储在环境模型中的参考轮廓数据进行比较，并且基于在环境模型中找到定位车辆的匹配来定位车辆，并且因此作为扫描位置源进行操作。例如，可以基于通过对车辆进行(教学)驾驶的扫描或其它类型的调查来获得环境模型。车辆20可以包括同时定位和绘制(SLAM)单元，其被配置用以在车辆行驶时基于(2D或3D)扫描信息来定位车辆和(增强)绘制环境。诸如位置信息和速度信息的车辆状态信息可以报告给控制系统9及其车队监管设备10。
车辆20可以设置有障碍物检测功能或单元，该障碍物检测功能或单元可以是碰撞避免或防撞系统的一部分，并且例如由控制单元30执行。障碍物检测功能可以被配置用以基于从扫描器32接收到的扫描数据来执行碰撞检查。
车辆20可以包括无线通信设备40，通过该无线通信设备40，控制单元20和/或车辆20的控制系统的另一单元可以通过利用由基站或接入节点8提供的无线连接来建立到车辆外部的另一(第二)控制系统的数据传输连接。通信设备因此可以连接到工地的通信系统，例如包括无线局域网(WLAN)和/或蜂窝通信网络(例如，4G、5G或另一代蜂窝网络)的无线接入系统。由非陆地收发器进行的非陆地通信可以经由卫星来配置，例如由基于第三代合作伙伴计划(3GPP)5G的非陆地网络(NTN)来配置。
路线或驾驶计划可以定义将要由车辆20驾驶的路线，并且可以用作车辆自动驾驶的输入。路线计划可以离线和非现场生成，例如在办公室中生成，或者在车辆上生成，例如由教学驾驶生成。该计划可以定义起点和终点。路线计划可以为自动驾驶定义一组(中间)路线点。这种计划可通过有线或无线连接发送到或以其它方式加载到车辆，发送到或以其它方式加载到车辆的存储器，以供控制单元30或控制车辆自动驾驶并产生转向参数或信号的另一单元访问，从而遵循根据路线计划的路线。
在许多工地，车辆车队的每个车辆执行其被指派的驾驶命令，例如自主驾驶，例如用于从装载点(起点)到卸载点(终点)的矿石运输。在具有挑战性和狭窄的地下条件下驾驶的车辆的交通流量的优化是要求极高的。适当的速度设定是一个重要的输入，其对交通流量且因此对所挖掘的材料的运输效率有很大的影响。为了确保适当的安全系统操作(例如避障)并考虑到相关的坑道坑底条件，速度也需要是适当的。应避免车辆停止。然而，车辆可用速度范围的设定已在启动驾驶命令之前就被执行，并在驾驶命令的整个持续过程中应用。现在提供了用于控制执行驾驶命令的自主操作车辆的速度的改进，这在下面进一步说明。
图3示出了通过装置控制车辆速度的方法，该装置被配置用于控制被配置用以在地下工地的坑道系统中自主操作的一个或多个车辆。该方法可以由车队监管装置来实现，该车队监管装置通常可以指被配置用于至少控制车辆的驾驶命令的装置，例如车队监管设备10或其控制单元或服务器或其它种类的适当配置的数据处理设备。
框310包括检测用于在工地处自主操作并执行驾驶命令的地下车辆(例如，车辆20)的速度等级设定的触发。在框320中为车辆定义速度等级。速度等级可以基于工地处的车辆的当前交通流量的输入信息来定义。速度等级(信息)可以被定义用以优化交通流量，并用以避免由于拥堵情况导致的不必要的车辆停止。
在执行驾驶命令期间，生成速度等级控制消息并将该速度等级控制消息发送330到车辆。速度等级控制消息包括速度等级信息元素，该速度等级信息元素通常可以指的是指示速度等级的信息元素。
可以基于从车辆接收到的位置信息来连续监测和更新车辆交通流量。在稍后阶段，在车辆执行驾驶命令期间，可以基于更新后的交通流量信息检测340车辆的速度等级取消的触发。响应于该触发，生成速度等级取消控制消息，并将该速度等级取消控制消息发送340到执行驾驶命令的车辆。速度等级取消控制消息指示取消车辆的速度等级。
图4示出了用于控制被配置用以在地下工地的坑道系统中自主操作的车辆的速度的方法。该方法可以通过被配置用于至少控制车辆的装置(例如车载控制器(例如控制单元30)或其它种类的适当配置的数据处理设备)来实现。例如，被配置用以控制车辆20的自主驾驶的控制系统(例如控制单元30的速度控制功能、单元或模块)可以被配置用以执行图4的至少其中一些步骤。因此，图4的方法可以通过车辆中的控制单元在车辆中并且由车辆执行。
该方法包括接收410来自车队监管设备(例如执行图3的方法的车队监管设备10)的速度等级控制消息和框330的消息，用于在工地处自主操作并执行驾驶命令的车辆(和由在工地处自主操作并执行驾驶命令的车辆接收)。速度等级控制消息包括指示在执行驾驶命令期间的速度等级的速度等级信息元素。
框420包括根据在执行驾驶命令期间的速度等级来控制车辆的速度。因此，车辆可以激活用于驾驶命令的速度等级。可以响应于速度等级控制消息来调适驾驶命令的当前速度曲线。如果当前速度超过速度等级中定义的最大速度值，则在框420中或响应于框420，可以发出减速控制信号，以将车辆速度降低到最大速度值以下。如果速度等级定义了最小速度阈值并且车辆的当前速度低于该阈值，则可以在框420中或响应于框420，发出加速控制信号，以将车辆速度增加到超过最小速度阈值。
在车辆执行驾驶命令期间的稍后阶段，接收到速度等级取消控制消息430。速度等级取消控制消息指示取消速度等级。响应于速度等级取消控制消息，取消440速度等级。因此，速度等级不再影响车辆的速度控制，并且车辆的速度可以根据对于继续执行驾驶命令的车辆起作用或仍然适用的其它速度控制相关信息来进行控制。
驾驶命令通常可以指由监管系统向车辆指示的命令、指令、使命或任务，以至少部分自主地在工地处按路线驾驶。驾驶命令可包括或涉及路线计划和路线点信息，其可指示路线的至少起点和终点。路线点信息可以指示在执行驾驶命令期间将要行驶的路线点的序列。
基于路线点信息和与驾驶命令相关联或由驾驶命令包括的潜在的另外信息，控制单元(例如控制单元20)在执行驾驶命令期间向车辆的传动系统提供控制信号。驾驶命令可以由从控制系统到相应车辆的驾驶命令控制消息启动，由车队监管设备10或另一控制单元(例如驾驶命令管理单元或模块)启动。车辆可以基于接收到的路线点信息建立参考路线，并基于所述参考路线开始执行驾驶命令。驾驶命令可以包括另外的作业操作(例如铲斗或框架装载和/或卸载)或与另外的作业操作(例如铲斗或框架装载和/或卸载)相关联。
在执行驾驶命令期间，车辆20可以例如以规则的1Hz间隔向控制系统(例如车辆监管设备)发送周期性的状态消息。状态消息可包括车辆的坐标和潜在的另外信息，例如以下中的一个或多个：车辆的当前速度、车辆(主体部分)的当前行进方向和位置信息的可靠性。速度等级通常可以指动态设定的且取决于交通流量的速度限制信息，其至少定义了在执行驾驶命令时不可超过的速度。
本发明的特征使得能够基于当前工地交通流量来动态且即时地提供无人驾驶车辆的速度等级的启用和取消。这使得能够动态控制车辆车队的车辆速度，以优化交通流量。可以采用并且更新动态速度等级，而无需中止驾驶命令和车辆。可以避免或减少车辆停车，从而有利于减少机械磨损和能量消耗，并且提高运输效率。
存在用于实现这些方法的各种选项，并且可以应用各种附加特征，下面参考图1和图2的示例实体来说明一些另外的示例实施例。此外，应当理解，尽管在此示出了针对单个车辆的速度等级控制，但是本发明的特征可以应用于控制一组车辆的速度等级，例如选择性地用于相关联的车辆车队中的指定车辆。车队监管设备10可以对处于其监管区域内的一组或所有自主操作车辆单独执行图3的方法。
在示例实施例中，在框310中，基于在与驾驶命令相关联的路线部分处检测到交通拥堵(潜在的或即将到来的交通拥堵)，检测到触发。可以基于在路线点处或接近路线点的车辆的监测到的位置、接近度和/或行驶方向来定义交通拥堵。一个或多个速度等级设定触发参数和相关联的阈值可以在所述系统和车队监管设备10中预先确定或预先配置。
存在用于基于交通流量在框320中定义速度等级的各种实现选项，并且这些选项可以涉及基于车辆操作区域处的交通来优化或限制驾驶速度的已知方法。交通流量通常可以指在工地处操作的一组车辆或一车队的车辆的(驾驶状态)信息，例如位置信息、速度信息、驾驶命令信息、路线信息和/或指示该车队的车辆的移动和交通的其它信息(例如，基于从该车队的车辆接收到的另外处理状态信息)。可以基于与驾驶命令相关联的路线或路线部分处的至少其中一些交通/相关联的车辆的状态信息来定义速度等级。例如，这可以包括或基于识别出(影响/受影响的)车辆及其在路线(部分)处的位置、确定车辆之间的距离、确定车辆的速度和/或确定车辆的下面的驾驶动作。触发检测和/或速度等级定义可以包括估计或预测车辆在未来时刻的未来位置以及潜在的危险事件，在这些位置以及潜在的危险事件上/基于这些位置以及潜在的危险事件，需要设定速度等级。
在示例实施例中，基于一组交通流量参数(和相关联的阈值)来检测310触发并且/或者定义320速度等级，该交通流量参数可以包括以下中的一个或多个：车辆到至少一个其它车辆的距离或接近度、车辆(该方法应用于的车辆)的行驶方向、至少一个其它车辆的行驶方向、车辆速度，所述至少一个其它车辆的速度、驾驶命令的剩余持续时间或长度(其可以是与另一车辆的剩余驾驶命令重叠的驾驶命令的一部分的剩余持续时间或长度)、至少一个其它车辆的驾驶命令的剩余持续时间或长度、车辆的停止位置、至少一个其它车辆的停止位置、至少一个其它车辆的出发时间、与驾驶命令相关联的错车道的占用等。
在示例实施例中，框310和/或320包括计算在特定路线点处会车或以其它方式行驶的车辆的到达时间。到达时间差可以用作输入参数，并与阈值进行比较。对其它车辆的考虑可以仅限于那些在其当前(以及潜在的后续)驾驶命令期间至少部分地在工地的与车辆20相同的区域中操作的车辆。下面是四个示例场景：
1.(接近)车辆接近度。例如，在平行的错车道中，监管设备10检查另一车辆是否正在分配错车道，并且减慢会车车辆的速度作为风险缓解。如果错车道是空的，则监管设备不会减慢通过错车道的车辆。
2.停止防止。例如，在长距离运输驾驶/坡道中，为跟随另一车辆的车辆指示速度等级，以避免跟随的车辆停止。这可以是基于车辆的接连驾驶命令的长度的。
3.停止防止。例如，当车辆从不同方向接近错车道时。车队监管设备10可以减慢其中一个车辆(例如，没有驶入到错车道中的车辆)，以避免停车并确保在错车道区域处的会车车辆的连续行驶。
4.停止防止。例如，当另一车辆由于某种原因正在分配车辆20的下一驾驶命令的一部分时。车队监管设备可以减慢速度以增加车辆不需要停止的可能性。分配机器的出发可能是未知的，或者如果是已知的，则可以基于出发时间来调适速度。
存在用于在速度等级控制消息中包括速度等级信息元素的各种实现选项。速度等级控制/停用消息可以是采矿车辆20和车队监管设备10之间的通信协议中的现有的或新的消息，例如作为无线和基于IP的互操作性平台架构和接口的一部分。速度等级信息元素可以作为新信息包含在这种消息中。这种架构尤其可以包括控制车辆驾驶命令的使命(或驾驶命令)控制接口。速度等级控制和停用消息可以作为新的(特定于驾驶命令的)消息类型/类别被包括，并且速度等级信息元素可以作为新的信息元素被包括在这样的使命控制接口中，并且经由用于这样的使命接口的通信层(例如，基于用户数据报协议(UDP/)IP)被传送。
指示至少速度等级的参数可以被编码在信息元素中。在示例实施例中，应用至少一个浮点值(例如四个字节)来指示速度等级。速度等级控制消息可以包括相关联的驾驶命令的标识符。速度等级信息元素中的速度等级控制消息或另外的信息可以包括在执行驾驶命令期间以及当速度等级起作用时(即，在接收到速度等级取消控制消息之前)影响车辆操作的另外的参数。
车辆的控制系统(例如被配置用以执行图4的方法的控制单元30)可以在执行驾驶命令期间在框420中持续定义车辆的速度。可以在框420中执行速度定义或调节算法。速度等级可用作速度定义420的输入和边界(或用于减速/加速的阈值)，使得速度被保持在速度等级内。例如，控制单元20可以将车辆的速度定义为在5至15km/小时的范围内选择出来的值。
速度定义和框420可以包括另外的输入参数(其中至少其中一些另外的输入参数可以在执行驾驶命令期间动态变化)和基于另外的标准和/或阈值的控制操作。在示例实施例中，基于累积DR的定位误差或另一个位置精度指标被持续监测，并被用作速度定义的输入。影响速度控制的一些另外的示例输入如下所示。
作为框420的一部分，或者作为另一个框，可以根据所定义的速度控制车辆20的传动系统部件。例如，在一些实施例中，控制单元20可以经由控制器局域网(CAN)总线连接到车辆控制系统的一个或多个其它控制单元，例如驱动电动马达的逆变器(控制)单元或其它类型的马达控制单元。例如，基于来自控制单元20的速度控制信号，逆变器单元可以控制供应给AC马达的功率的电压和频率，以控制电动马达的扭矩和旋转速度。控制单元可以获得例如由逆变器单元或传动系统传感器提供给总线的传动系统信息，例如指示当前速度的传动系统信息。在速度等级内，速度可以逐渐改变(例如线性地降低到所定义的(目标)速度)。
可以针对与驾驶命令相关联的路线的至少一部分定义参考速度。在示例实施例中，参考速度可以定义在路线点信息中或者为路线点信息而定义，并且可以是路线点特定的。响应于速度等级取消控制消息430，可以控制车辆加速或减速到参考速度。参考速度可以在框420中和/或在框440中/之后作为另外的输入来应用。
除了速度等级之外，对于与驾驶命令相关联的至少一个区域，可以控制车辆20的速度限值。速度限值可以是输入到框420的另一输入(潜在地是除了参考速度之外)。速度限值可以包括最大速度值、速度限值起点和速度限值终点。
车队监管设备10(或另一控制源)可以控制区域特定的速度限值。通过发送相关联的控制消息，例如极限最大速度控制消息，可以给车辆设定速度限值。因此，在框410之前或之后，车辆可以接收速度限值控制消息，其可以被称为例如极限最大速度消息，其指示针对与驾驶命令相关联的所述至少一个区域的速度限值。然后，在执行驾驶命令时，根据速度等级和速度限值来控制车辆速度。因此，可以控制车辆速度，使得车辆速度处在速度等级内，并且不超过最大速度限值。
为车辆20指示的速度限值可以通过取消速度限值控制消息来取消。在取消速度限值之后，在接收到速度等级取消控制消息之前，可以控制车辆继续根据速度等级控制车辆的速度。
因此，可以控制车辆20同时应用速度降低和调整速度等级。其它限制功能也可以影响在框420中车辆可用于选择运输/驾驶速度的速度值的空间或范围。在执行驾驶命令期间，存在各种选项用于优先化或应用关于或影响车辆速度的潜在重叠限制或限制功能。车辆的车载导航系统可以被配置用以基于限制功能和参考速度来将所应用的运输/驾驶速度目标定义为可用的底部或窗口速度(the floor or window)。
在示例实施例中，速度限值可以优先于速度等级。框420中的速度控制可以包括(继续)在接收410速度等级控制消息之后也防止车辆20的速度超过最大速度值。如果例如由于糟糕的道路条件而针对驾驶命令的路线区域/部分控制速度限值，则不会超过该速度限值，尽管速度等级将使车辆能够具有更高的速度。然而，当基于位置信息检测到车辆离开与速度限值相关联的路线区域(或在与速度限值相关联的路线区域之外)(例如，在速度限值终点之后的路线处)时，车辆被控制(返回)到根据速度等级控制消息的速度(除非在应用速度限值期间已经取消了速度等级控制消息)。
速度等级可以优先于针对与驾驶命令相关联的路线的至少一部分定义的参考速度。在这种情况下，如果参考速度在速度等级之外，则可以控制车辆20，使之偏离参考速度。速度等级可以降低参考速度，即，如果根据速度等级的最大速度低于参考速度，则控制车辆不超过速度等级。因此，可以控制车辆从参考速度减速到速度等级内的速度值。然而，如果基于速度等级调整的速度将会高于参考速度(即，根据速度等级的最大速度超过参考速度)，则车辆可以被配置用以防止超过参考速度。车辆因此可以将车辆速度控制到参考速度。在另一个示例中，在取消速度限值后，如果参考速度可用并且在速度等级内的话，车辆可以恢复到参考速度。
在一些情况下，用于启动驾驶命令的初始驾驶命令控制消息可以包括速度等级信息元素。在执行驾驶命令期间，这种驾驶命令特定的、非动态的速度等级可以被框330、410的(随后的驾驶命令特定的)速度等级控制消息(以及其中定义的速度等级)推翻。此外，响应于框430，车辆20可返回用以应用初始驾驶命令特定的速度等级。
可以响应于车辆20完成驾驶命令而停用速度等级(如果在执行驾驶命令期间没有接收到速度等级取消控制消息)。也可以响应于来自操作者的明确输入(例如使车辆停止或中止驾驶命令)来停用速度等级。
图5a示出了俯视图示例，在该示例中，车辆20正在执行驾驶命令，并且沿着与驾驶命令相关联的并且由路线点500、502、504、506和508指示的路线在坑道坑壁之间行驶。车辆20被示出为在时刻t1朝向路线点500行驶。在这个简单的示例中，路线可以具有参考速度，例如20km/小时，其可适用于路线的所有路线点。路线点500和504可以分别将速度限值(例如12km/小时)定义为速度限值起点和速度限值终点。例如，这可以是由于点500和504之间的区域中的糟糕的道路条件所导致的。
当执行驾驶命令时，例如当车辆20在时刻t2处于路线点502处(未示出)时，可以通过来自监管设备10的速度等级控制消息向车辆指示动态速度等级。速度等级可以指示车辆以进一步降低的速度行驶，例如在5到7km/小时的范围内的速度。这可以是由于工地处的当前的交通流量情况所导致的。
在简单的示例中，由于车辆20到前方另一车辆540的距离下降到低于阈值，可以触发速度等级。所述另一个车辆540可能已经降低了它的速度，例如，由于因前方的另外交通引起的速度等级命令，或者由于在点508处停止以允许其它交通通过。速度等级优先于区域530的速度限值，因此车辆20在t2时根据速度等级控制消息立即降低速度。
当检测到速度等级取消的触发时，例如当车辆540已经加速并且车辆20和540之间的距离超过相关联的阈值时，监管设备10向车辆20发送速度等级取消控制消息。在时刻t3，当车辆20处于路线点504时，响应于取消控制消息，车辆20取消在时段520期间应用的速度等级。车辆然后可以根据速度限值返回到较高的速度(然后在速度限值区域530的终点之后进一步返回到参考速度)。
图5b示出了另一个示例，在该另一个示例中，车辆20正朝向另一车辆540也接近的坑道交叉路口行驶。车辆540的驾驶命令和相关路线550将引导车辆转向左边的分支，而车辆20的路线560将继续向前。
作为例如对车辆20执行的检查程序的一部分，车队监管设备10可以检测到这些车辆具有部分重叠的路线部分，并且它们正朝向彼此行驶。基于这些车辆的当前位置和速度，监管设备可以估计是否存在碰撞风险。这可以通过计算例如两个车辆在所示的交叉路口点处的估计到达时间eToA来执行。如果eToA太过接近，即它们之间的差低于相关联的(触发)阈值，则可以检测到针对车辆20的速度等级的触发。因此，车辆20的速度可以由速度等级限制，以确保车辆之间的足够距离和/或在共同路线点处的时间差，以避免使车辆停止。例如，速度等级可被定义成使得车辆540的eToA和车辆20以减小的速度进行的更新后的eToA之间的差超过(触发)阈值(或用于确保经过共同路线位置的车辆之间的足够距离的另一阈值)。
在又一示例中，当车辆20缓慢接近交叉路口并等待车辆540驶过交叉路口时，又一第三车辆(未示出)可能在车辆20之后沿方向A行驶。车队控制设备可基于车辆20的减慢/较慢的速度和第三车辆的位置(以及可能的速度)来检测针对第三车辆的速度等级设定的触发。这种情况可以被检测为或被分类为车辆交通拥堵情况。例如，可以基于第三车辆的位置和车辆20的位置和速度为第三车辆定义速度等级。如果可用的话，则车辆20的eToA或估计出发时间(例如，从交叉路口处的所指示的eToA点的出发时间)可用于定义第三设备的速度等级。该速度等级可以被定义为使得第三设备在车辆20在交叉路口进一步前进之前不停止(车辆20可以在通过交叉路口之后或者在车辆540已经通过交叉路口之后立即自动加速)。在实施例中，基于针对车辆20定义的速度等级来定义第三车辆的速度等级，第三车辆在车辆20后方行驶(并且第三车辆正在接近车辆20)。然而，应当理解，这些仅仅是关于何时以及如何应用速度等级的潜在情况和实现选项的一些简单示例。
图6示出了能够支持至少一些实施例的示例装置。示出了设备60，该设备60可以被配置用以执行与动态速度等级控制相关的至少其中一些上述实施例。设备60可以包括或实现车辆20的控制单元30，该控制单元30被配置用以至少执行图3的方法。在另一示例实施例中，执行图4的方法的监管设备可以包括设备60或其至少一些元件。
在设备60中包括处理器61，该处理器61可以包括例如单核或多核处理器。处理器61可以包括不止一个处理器。处理器可以包括至少一个专用集成电路ASIC。处理器可以包括至少一个现场可编程门阵列FPGA。处理器可以至少部分地由计算机指令配置来执行动作。
设备60可以包括存储器62。存储器可以包括随机存取存储器和/或永久存储器。存储器可以至少部分由处理器61访问。存储器可以至少部分包含在处理器61中。存储器可以至少部分地在设备60的外部，但是可由设备访问。存储器62可以是用于存储信息(例如影响设备操作的参数64)的装置。参数信息尤其可以包括影响例如动态速度等级控制或应用的参数信息，例如阈值。
存储器62可以包括计算机程序代码63，该计算机程序代码63包括处理器61被配置用以执行的计算机指令。当被配置用以使处理器执行某些动作的计算机指令被存储在存储器中并且设备总体上被配置用以使用来自存储器的计算机指令在处理器的指导下运行时，处理器和/或其至少一个处理核心可以被认为被配置用以执行所述某些动作。处理器可以与存储器和计算机程序代码一起形成用于执行设备中的至少其中一些上述方法框的装置。
设备60可以包括通信单元65，该通信单元65包括发射器和/或接收器。发射器和接收器可以被配置用以根据至少一个蜂窝或非蜂窝标准分别发送和接收信息。发射器和/或接收器可以被配置用以根据例如全球移动通信系统GSM、宽带码分多址WCDMA、长期演进LTE、3GPP新无线电接入技术(N-RAT)、无线局域网WLAN和/或以太网来操作。
设备60可以包括或连接到UI。UI可以包括显示器66、扬声器、输入设备67(诸如键盘、操纵杆、触摸屏)和/或麦克风中的至少一个。UI可以被配置用以显示基于工地模型和移动物体位置指示器的视图。用户可以操作该设备并控制当前公开的特征中的至少一些方面，例如设定影响速度和速度等级控制的参数。在一些实施例中，用户可以通过UI控制车辆30，例如改变操作模式、改变显示视图、响应于用户认证和与用户相关联的适当权利修改参数64，等等。
设备60还可以包括和/或连接到另外的单元、设备和系统，例如一个或多个传感器设备68，例如扫描器32或感测设备60的环境或采矿车辆的属性的其它传感器设备。
处理器61、存储器62、通信单元65和UI可以通过设备60内部的电导线以多种不同方式互连。例如，上述设备中的每一个设备可以单独连接到设备内部的主总线，以允许设备交换信息。然而，如本领域技术人员将理解的是，这仅仅是一个示例，并且取决于实施例，在不脱离本发明的范围的情况下，可以选择互连至少其中两个上述设备的各种方式。
应当理解，所公开的本发明的实施例不限于这里公开的特定结构、工艺步骤或材料，而是扩展到相关领域的普通技术人员将认识到的其等同物。还应该理解，这里采用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不旨在进行限制。
贯穿本说明书对一个实施例或实施例的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不是一定都指同一实施例。在使用诸如例如大约或基本上的术语引用一个数值时，也公开了这个确切的数值。
如本文所使用的是，为了方便起见，多个条目、结构元件、组成元件和/或材料可以出现在共同的列表中。然而，这些列表应该被解释为好像列表中的每个成员都被单独地标识为单独且独一无二的成员。因此，在没有相反指示的情况下，该列表中的任何单个成员都不应该仅仅基于它们在共同的组中的出现而被解释为同一列表中的任何其它成员的事实上的等同物。此外，本发明的各种实施例和示例可以连同其各种部件的替代例一起在本文中提及。应当理解，这样的实施例、示例和替代例将不被解释为彼此事实上的等同物，而将被认为是本发明的独立且自主的表示。
此外，所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。在前面的描述中，提供了许多具体细节，例如长度、宽度、形状等的示例，以提供对本发明实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本发明可以在没有一个或多个具体细节的情况下实施，或者可以利用其它方法、部件、材料等实施。在其它情况下，没有详细示出或描述公知的结构、材料或操作，以避免模糊本发明的各个方面。
虽然前述示例在一个或多个特定应用中说明了本发明的构思，但是对于本领域的普通技术人员来说明显的是，在不运用创造性能力的情况下并且在不脱离本发明的原理和构思的情况下，可以在形式、使用和实施细节上进行多种修改。因此，除了所附的权利要求书之外，不意图限制本发明。
动词“包括”和“包含”在本文献中用作开放式限制，其既不排除也不要求还存在未列举的特征。除非另有明确说明，否则从属权利要求中所述的特征可以相互自由组合。此外，应该理解的是，贯穿本文献的“一个”或“一”(即单数形式)的使用并不排除复数。
Claims (25)
1.一种车队监管装置，包括至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置用以利用所述至少一个处理器使所述装置执行：
-检测(310)用于在地下工地(1)处自主操作并执行驾驶命令的车辆(20)的速度等级设定的触发，
-基于在所述工地处的车辆的交通流量定义(320)所述车辆的速度等级，
-在执行所述驾驶命令期间向所述车辆发送(330)速度等级控制消息，所述速度等级控制消息包括指示所述速度等级的速度等级信息元素，以及
-响应于基于更新后的交通流量信息而检测(340)到速度等级取消的触发，向执行所述驾驶命令的所述车辆发送(350)速度等级取消控制消息，其中所述速度等级取消控制消息指示取消所述速度等级。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置被配置用以除了所述速度等级之外，还针对与所述驾驶命令相关联的至少一个区域控制所述车辆(20)的速度限值，所述速度限值包括最大速度值、速度限值起点和速度限值终点，用于在接收到所述速度等级控制消息之后也防止所述车辆的速度超过所述最大速度值。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述装置被配置用以基于一组交通流量参数来检测(310)所述触发并且/或者定义(320)所述速度等级，其中所述交通流量参数包括以下中的一项或多项：所述车辆到至少一个其它车辆的距离或接近度、所述车辆的行驶方向、至少一个其它车辆的行驶方向、所述车辆的速度、所述至少一个其它车辆的速度、所述驾驶命令的剩余持续时间或长度、至少一个其它车辆的驾驶命令的剩余持续时间或长度、所述车辆的停止位置、至少一个其它车辆的停止位置、至少一个其它车辆的出发时间、与所述驾驶命令相关联的错车道的占用。
4.一种用于地下车辆(20)的装置，所述装置包括至少一个处理器；以及包括计算机程序代码的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置用以利用所述至少一个处理器使所述装置执行：
-从用于在工地处自主操作并执行驾驶命令的所述车辆的车队监管设备(10)接收(410)速度等级控制消息，所述速度等级控制消息包括指示在执行所述驾驶命令期间的速度等级的速度等级信息元素，
-根据在执行所述驾驶命令期间的所述速度等级来控制(420)所述车辆的速度，
-在执行所述驾驶命令期间接收(430)速度等级取消控制消息，其中所述速度等级取消控制消息指示取消所述速度等级，以及
-响应于所述速度等级取消控制消息而取消(440)所述速度等级。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述装置被配置用以响应于所述速度等级控制消息而调适所述车辆(20)的所述驾驶命令的速度曲线。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其中，所述装置被配置用以定义针对与所述驾驶命令相关联的路线的至少一部分的参考速度，并且所述装置被配置用以响应于所述速度等级取消控制消息而控制所述车辆(20)加速或减速至所述参考速度。
7.根据前述权利要求4至6中的任一项所述的装置，其中，为与所述驾驶命令相关联的至少一个区域定义速度限值，其中所述速度限值包括最大速度值、速度限值起点和速度限值终点，并且所述装置被配置用以在与所述驾驶命令相关联的所述至少一个区域中防止所述车辆的速度超过所述最大速度值。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述装置还被配置用于执行：
-接收极限最大速度控制消息，所述极限最大速度控制消息指示针对与所述驾驶命令相关联的所述至少一个区域的所述速度限值，
-基于所述极限最大速度控制消息和所述速度等级控制消息，当执行所述驾驶命令时，根据所述速度等级和所述速度限值来控制所述车辆的速度，使得所述车辆速度处在所述速度等级内并且不超过所述最大速度限值。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其中，所述装置被配置用以响应于检测到所述车辆离开与所述驾驶命令相关联的所述至少一个区域而继续将所述车辆(20)的速度控制在所述速度等级内的值。
10.根据权利要求4至9中的任一项所述的装置，其中，所述装置还被配置用以控制以下中的至少一项：响应于所述速度等级控制消息而向所述车队监管设备(10)发送指示激活所述速度等级的速度等级激活消息；以及响应于所述速度等级取消控制消息而向所述车队监管设备(10)发送指示去除或取消所述速度等级的速度等级取消消息。
11.根据前述权利要求4至10中的任一项所述的装置，其中，所述装置被配置用以响应于完成所述驾驶命令而停用用于控制所述车辆(20)的速度的所述速度等级。
12.一种地下车辆，包括根据前述权利要求4至11中的任一项的装置。
13.一种用于车队监管装置的方法，包括：
-检测(310)用于在地下工地(1)处自主操作并执行驾驶命令的车辆(20)的速度等级设定的触发，
-基于在所述工地处的车辆的交通流量定义(320)所述车辆的速度等级，
-在执行所述驾驶命令期间向所述车辆发送(330)速度等级控制消息，所述速度等级控制消息包括指示所述速度等级的速度等级信息元素，以及
-响应于基于更新后的交通流量信息而检测(340)到速度等级取消的触发，向执行所述驾驶命令的所述车辆发送(350)速度等级取消控制消息，其中所述速度等级取消控制消息指示取消所述速度等级。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，除了所述速度等级之外，还针对与所述驾驶命令相关联的至少一个区域，控制所述车辆(20)的速度限值，所述速度限值包括最大速度值、速度限值起点和速度限值终点，用于在接收到所述速度等级控制消息之后也防止所述车辆的速度超过所述最大速度值。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，基于一组交通流量参数来检测(310)所述触发并且/或者定义(320)所述速度等级，其中所述交通流量参数包括以下中的一项或多项：所述车辆与至少一个其它车辆的距离或接近度、所述车辆的行驶方向、至少一个其它车辆的行驶方向、所述车辆的速度、所述至少一个其它车辆的速度、所述驾驶命令的剩余持续时间或长度、至少一个其它车辆的驾驶命令的剩余持续时间或长度、所述车辆的停止位置、至少一个其它车辆的停止位置、至少一个其它车辆的出发时间、与所述驾驶命令相关联的错车道的占用。
16.一种用于地下车辆(20)的方法，包括：
-由在工地处自主操作并执行驾驶命令的所述车辆从车队监管设备(10)接收(410)速度等级控制消息，所述速度等级控制消息包括指示在执行所述驾驶命令期间的速度等级的速度等级信息元素，
-根据在执行所述驾驶命令期间的所述速度等级来控制(420)所述车辆的速度，
-在执行所述驾驶命令期间接收(430)速度等级取消控制消息，其中所述速度等级取消控制消息指示取消所述速度等级，以及
-响应于所述速度等级取消控制消息而取消(440)所述速度等级。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，响应于所述速度等级控制消息而调适所述车辆(20)的所述驾驶命令的速度曲线。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，针对与所述驾驶命令相关联的路线的至少一部分定义参考速度，并且所述装置被配置用以响应于所述速度等级取消控制消息而控制所述车辆(20)加速或减速至所述参考速度。
19.根据前述权利要求16至18中的任一项所述的方法，其中，针对与所述驾驶命令相关联的至少一个区域定义速度限值，其中所述速度限值包括最大速度值、速度限值起点和速度限值终点，并且所述装置被配置用以在与所述驾驶命令相关联的所述至少一个区域中防止所述车辆的速度超过所述最大速度值。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括：
-接收极限最大速度控制消息，所述极限最大速度控制消息指示与所述驾驶命令相关联的所述至少一个区域的所述速度限值，
-基于所述极限最大速度控制消息和所述速度等级控制消息，当执行所述驾驶命令时，根据所述速度等级和所述速度限值来控制所述车辆的速度，使得所述车辆速度处在所述速度等级内并且不超过所述最大速度限值。
21.根据权利要求19或20所述的方法，包括响应于检测到所述车辆离开与所述驾驶命令相关联的所述至少一个区域而继续将所述车辆(20)的速度控制在所述速度等级内的值。
22.根据权利要求16至18中的任一项所述的方法，还包括控制以下中的至少一项：响应于所述速度等级控制消息而向所述车队监管设备(10)发送指示激活所述速度等级的速度等级激活消息；以及响应于所述速度等级取消控制消息而向所述车队监管设备(10)发送指示去除或取消所述速度等级的速度等级取消消息。
23.根据权利要求16至18中的任一项所述的方法，还包括响应于完成所述驾驶命令而停用用于控制所述车辆(20)的速度的所述速度等级。
24.一种计算机程序，包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在数据处理装置中执行时，所述计算机程序代码使所述装置执行前述权利要求中的任一项所述的方法。
25.一种非有形计算机可读介质，包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在数据处理装置中执行时，所述计算机程序代码使所述装置执行前述权利要求中的任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |