DE102012212681B4 - Autonome Konvoitechnik für Fahrzeuge - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum autonomen Geleiten von Fahrzeugen, die entlang einer Route fahren, wobei ein Leitfahrzeug mit mindestens einem Folgefahrzeug in Kommunikation steht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:Empfangen einer Kommunikation in Bezug auf eine Zielversatzposition und Routendaten durch das mindestens eine Folgefahrzeug von dem Leitfahrzeug, wobei die durch das Leitfahrzeug bestimmte Zielversatzposition eine Zielposition des mindestens einen Folgefahrzeugs relativ zum Leitfahrzeug identifiziert und die Routendaten einen Wegverlauf und einen vorhergesagten Weg des Leitfahrzeugs umfassen, wobei die Routendaten ferner eine globale Position und einen vom Leitfahrzeug angewandten GPS-Lösungstyp umfassen, der eine entsprechende Bewertung hinsichtlich der GPS-Genauigkeit ermöglicht;Erzeugen von Nachführungsdaten, die von Borderfassungsvorrichtungen des mindestens einen Folgefahrzeugs abgeleitet sind, durch das wenigstens eine Folgefahrzeug, wobei die Nachführungsdaten einen zurückgelegten Weg des Leitfahrzeugs, der durch das mindestens eine Folgefahrzeug erfasst wird, umfassen;Vergleichen der Routendaten und der Nachführungsdaten zum Identifizieren einer Genauigkeit zwischen den Routendaten relativ zu den Nachführungsdaten durch das wenigstens eine Folgefahrzeug;Bestimmen einer eingestellten Zielversatzposition und eines Satzes von Trajektorienpunkten, der einen Trajektorienfahrweg von einer aktuellen Position des mindestens einen Folgefahrzeugs zur eingestellten Zielversatzposition vorsieht, auf der Basis der von dem mindestens einen Folgefahrzeug identifizierten Genauigkeit zwischen den Routendaten und den Nachführungsdaten; undErzeugen von Steuersignalen zum autonomen Überführen des mindestens einen Folgefahrzeugs entlang des Satzes von Trajektorientpunkten zur eingestellten Zielversatzposition durch das mindestens eine Folgefahrzeug.
Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationen und betrifft insbesondere ein Verfahren zum autonomen Geleiten von Fahrzeugen in einem Konvoi.
- Autonome Fahrzeugkolonnen, die auch als Konvois bekannt sind, verwenden eine gemeinsame Routenplanung unter Fahrzeugen im Konvoi zum Aufrechterhalten einer Formation unter den Fahrzeugen des Konvois. Der Konvoi besteht aus einem Leitfahrzeug und Folgefahrzeugen, wobei die Folgefahrzeuge ein Führungssignal von dem Fahrzeug vor ihnen empfangen, um einen Fahrweg aufrechtzuerhalten. Solche Systeme können ein Erfassungssystem verwenden, um einen sicheren Abstand zum Fahrzeug davor aufrechtzuerhalten. Jedes Mitgliedfahrzeug des Konvois kennt die Route und das Ziel im Voraus und den Ort entlang der Route zu irgendeinem gegebenen Zeitpunkt. Solche Systeme erfordern eine gemeinsam genutzte fahrbare Route wie z. B. ein „Maplet“ mit Zwischenstationen, der Geschwindigkeit und einer anderen Fahrerfahrzeugzielnachführung unter Verwendung einer Kombination von Sensoren.
- Die Nachteile von Methoden des Standes der Technik bestehen darin, dass Routen im Voraus bekannt sein müssen. Systeme des Standes der Technik haben sich auf externe Positionsbestimmungssysteme wie z. B. Magnetstreifen und GPS verlassen und können auch Rechenlatenzen erfahren, die durch Szenenkonstruktion, gleichzeitige Lokalisierung und Echtzeit-Objektdetektion und -klassifikation verursacht werden.
- In der
DE 10 2010 013 647 A1 ist ein Verfahren zum Steuern mehrerer Fahrzeuge in einem Konvoi beschrieben, bei dem ein Leitfahrzeug über ein Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationssystem die jeweilige Position von Folgefahrzeugen auf der Basis von Daten einer jeweiligen GPS-Vorrichtung der Folgefahrzeuge überwacht. Anhand der jeweils ermittelten Positionen der Folgefahrzeuge bestimmt das Leitfahrzeug Abstände und Positionsbefehle für die verschiedenen Folgefahrzeuge. Die so bestimmten Positionsbefehle werden von dem Leitfahrzeug an die zu steuernden Folgefahrzeuge übertragen, die dann entsprechend dieser Positionsbefehle gesteuert werden. Dabei werden alle Berechnungen für die Folgefahrzeuge durch das Leitfahrzeug durchgeführt. - ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum autonomen Geleiten von Fahrzeugen in einem Konvoi anzugeben, mit dem die Zuverlässigkeit der Steuerung der sich in dem Konvoi befindenden Folgefahrzeuge weiter erhöht wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
- Ein Vorteil einer Ausführungsform besteht in dem Ermöglichen von sicheren Fahrzeugkonvois für verbundene Fahrzeuge unter Verwendung von Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationen. Das Leitfahrzeug kann unter autonomer oder manueller Steuerung stehen, während die Folgefahrzeuge autonom gesteuert werden. Drahtlose Fahrzeug-Fahrzeug-Daten werden mit Bordsensordaten in einer Technik kombiniert, die auf Echtzeit-GPS und Sensorfehlern basiert, um eine genaue und sichere Zielnachführungsanalyse von Orten für die Folgefahrzeuge abzuleiten.
- Eine Ausführungsform zieht ein Verfahren zum autonomen Geleiten von Fahrzeugen, die entlang einer Route fahren, wobei ein Leitfahrzeug mit mindestens einem Folgefahrzeug in Kommunikation steht, in Erwägung. Das mindestens eine Folgefahrzeug empfängt eine Kommunikation in Bezug auf eine Zielversatzposition und Routendaten. Die Zielversatzposition identifiziert eine Zielposition relativ zum Leitfahrzeug und die Routendaten umfassen einen Wegverlauf und einen vorhergesagten Weg des Leitfahrzeugs. Die Routendaten umfassen ferner eine globale Position und eine GPS-Lösung des Leitfahrzeugs. Nachführungsdaten, die von Borderfassungsvorrichtungen des mindestens einen Folgefahrzeugs abgeleitet sind, werden erzeugt. Die Nachführungsdaten umfassen einen zurückgelegten Weg des Leitfahrzeugs, der durch das mindestens eine Folgefahrzeug erfasst wird. Die Routendaten und die Nachführungsdaten werden zum Identifizieren der Genauigkeit zwischen den Routendaten relativ zu den Nachführungsdaten verglichen. Eine eingestellte Zielversatzposition und ein Satz von Trajektorienpunkten werden bestimmt, der einen Trajektorienfahrweg von einer aktuellen Position des mindestens einen Folgefahrzeugs zur eingestellten Zielversatzposition auf der Basis der Genauigkeit zwischen den Routendaten und den Nachführungsdaten vorsieht. Das mindestens eine Folgefahrzeug erzeugt Steuersignale zum autonomen Überführen des mindestens einen Folgefahrzeugs entlang des Satzes von Trajektorienpunkten zur eingestellten Zielversatzposition.
- Figurenliste
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1 ist ein Blockdiagramm eines Systems zur Kommunikation zwischen Fahrzeugen. -
2 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zum autonomen Steuern von Folgefahrzeugen in einem Konvoi. -
3 ist ein Ablaufplan eines Verfahrens zur Datenkombination zum Bestimmen von Gewichtungsfaktoren für Parameterdaten. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
- In
1 ist ein Leitfahrzeug10 in Kommunikation mit mehreren Folgefahrzeugen12 , die einen Konvoi bilden, gezeigt. Das Leitfahrzeug10 ist vorbestimmt und kann autonom oder manuell gesteuert werden. Die Folgefahrzeuge12 versuchen autonom, der gefahrenen Route des Leitfahrzeugs10 zu folgen. Selbstverständlich muss sich das Leitfahrzeug10 nicht notwendigerweise an der Vorderseite des Konvois befinden. Vielmehr kann sich das Leitfahrzeug10 an der Vorderseite des Konvois, in der Mitte des Konvois oder am Ende des Konvois befinden. - Das Leitfahrzeug
10 und die Folgefahrzeuge12 verwenden eine Fahrzeug-Fahrzeug-Nachrichtenübermittlung (V2V-Nachrichtenübermittlung) zur Übermittlung von Daten zwischen den Fahrzeugen. Das Leitfahrzeug10 und die jeweiligen Folgefahrzeuge12 rundsenden periodisch drahtlose Nachrichten zueinander über ein jeweiliges Kommunikationsnetz zwischen den Fahrzeugen, wie beispielsweise ein zweckgebundenes Kurzstreckenkommunikationsprotokoll (DSRC), wie auf dem Fachgebiet bekannt, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein. - Drahtlose Fahrzeug-Fahrzeug-Nachrichten (V2V-Nachrichten), die zwischen den Fahrzeugen übermittelt werden, können als periodische Standardbakennachricht übertragen werden und können Daten hinsichtlich Umgebungswahrnehmungsbedingungen in Bezug auf ihre Fahrzeugposition, den Fahrwegverlauf, den vorhergesagten Weg, die GPS-Qualität und andere Fahrzeug-Kinematik/Dynamik-Parameter umfassen. Das Leitfahrzeug
10 überträgt auch Positionsversätze relativ zu seinem Wegverlauf oder vorhergesagten Weg. Die Positionsversätze identifizieren eine Breiten- und Längenpositionsbestimmung relativ zum Leitfahrzeug12 , die die gewünschten Zielpositionen für die Folgefahrzeuge12 im Konvoi definiert. - Die Breiten- und Längenversatzpositionsbestimmung basiert auf einem Koordinatensystem relativ zum Leitfahrzeug
10 , das im Allgemeinen als14 dargestellt ist. Das Leitfahrzeug10 stellt den Ursprung des Koordinatensystems14 dar. Der Versatz kann durch eine Länge und eine Breite (Lr ,Wr ) relativ zum Ursprung dargestellt werden. Das SymbolLr stellt einen Längenabstand vom Ursprung des Fahrzeugs dar und das SymbolWr stellt einen Querabstand vom Ursprung des Fahrzeugs dar. Selbstverständlich ist die Längsachse immer zu einer Vorderseite/Rückseite des Fahrzeugs senkrecht und die Querachse ist immer zu den Seiten des Fahrzeugs senkrecht. Das Leitfahrzeug10 identifiziert jedes Folgefahrzeug in dem Konvoi durch einen Identifizierer, beispielsweise (Fr ). Folglich wird eine Zielversatzposition für ein erstes Folgefahrzeug im Konvoi durchF1 (L1 ,W1 ) identifiziert. Eine Zielversatzposition für ein zweites Folgefahrzeug wird durchF2 (L2 ,W2 ) identifiziert. Die restlichen Fahrzeuge werden durch ihren jeweiligen Identifizierer und die ZielversatzpositionFn (Ln ,Wn ) identifiziert. Falls das Leitfahrzeug eines Konvois nicht mehr existiert oder nicht regelmäßig innerhalb einer Zeitablaufperiode (z. B. 2 Sekunden) mit seinen Folgefahrzeugen kommuniziert, nimmt ein jeweiliges Folgefahrzeug einen sicheren Längsversatzabstand (Lsafe ) vom Fahrzeug vorn auf der Basis seiner Geschwindigkeit und der GPS-Genauigkeit an. Die GPS-Genauigkeit ist die durchschnittliche 2-D-Längs- und Querpositionsunsicherheit in Metern, die durch die GPS-Empfängereinheit des Folgefahrzeugs abgeschätzt wird. - Die Straße ist jedoch häufig gekrümmt und die Fahrzeugfahrtrichtung des Leitfahrzeugs
10 an irgendeinem gegebenen Punkt kann nicht notwendigerweise dieselbe Fahrzeugfahrtrichtung wie jene der Folgefahrzeuge12 sein. Folglich kann eine gewünschte Zielposition, die durch das Leitfahrzeug10 vorgegeben wird, nicht notwendigerweise eine wahre Position sein, wo die Folgefahrzeuge12 angeordnet sein sollten, da das Leitfahrzeug die Achsen des Koordinatensystems14 an seiner aktuellen Fahrzeugfahrtrichtung verzerrt. Wenn beispielsweise einem jeweiligen Folgefahrzeug eine Zielposition vom Leitfahrzeug von (30 ,3 ) geliefert wird, würde dies angeben, dass die Zielversatzposition des Folgefahrzeugs in der Position von 30 Metern rückwärts und 3 Metern zu einer Seite liegt. Dies würde im Koordinatensystem14 leicht identifiziert werden, wenn beide Fahrzeuge in einer gleichen Fahrtrichtung (z. B. genau nördlich) fahren würden, wodurch eine gleiche Längs- und Querachse verwendet werden würde, wenn jedoch das Leitfahrzeug10 beispielsweise genau nördlich fahren würde und ein jeweiliges Folgefahrzeug beispielsweise nordöstlich fahren würde, bestünde eine Abkopplung zwischen der Zielversatzposition auf der Basis ihrer Fahrtrichtung. Daher muss das jeweilige Folgefahrzeug das Zielfahrzeug10 nachführen, um die Zielversatzposition in Bezug auf die befahrene Route zu bestimmen, als das Leitfahrzeug10 30 Meter rückwärts entlang seines zurückgelegten Weges lag, insbesondere wenn die befahrene Route nicht linear ist. - Das jeweilige Folgefahrzeug muss auch feststellen, ob irgendwelche Ungenauigkeiten zwischen dem nachgeführten Weg, der durch seine eigenen Bordsensoren erzeugt wird, und den Routendaten (z. B. Wegverlauf usw.), die in den V2V-Kommunikationen durch das Leitfahrzeug geliefert werden, bestehen. Dazu muss das Leitfahrzeug die Nachführungsdaten mit den Routendaten kombinieren. Das jeweilige Folgefahrzeug muss auch irgendwelche Sensorfehler und Verzerrungen in den Daten bewerten und kompensieren. Auf der Basis der Ungenauigkeiten in beiden Sätzen von Daten können Gewichtungsfaktoren auf Sensordaten, Verzerrungsdaten und GPS-Daten angewendet werden. Der Gewichtungsfaktor schafft einen Grad hinsichtlich dessen, wie sehr sich bei der Einstellung der Zielversatzposition auf den jeweiligen Parameter verlassen werden sollte.
- Auf der Basis der resultierenden eingestellten Zielversatzposition erzeugen die Folgefahrzeuge
12 gleichmäßige Steuersignale für das Antriebsstrangsystem und/oder Lenksystem zum Aufrechterhalten der gewünschten Zielposition. -
2 stellt ein Ablaufdiagramm zum Bestimmen der Zielversatzposition für die Folgefahrzeuge dar. - Im Block
20 wird die Routine eingeleitet und Kommunikationen werden zwischen dem Leitfahrzeug und den Folgefahrzeugen ermöglicht. Im Block21 berechnet das Leitfahrzeug den Wegverlauf und einen vorhergesagten Weg auf der Basis der GPS-Positionen des Leitfahrzeugs, der Stra-ßenkrümmung, der Geschwindigkeit und der Längs- und Querbeschleunigung (nachstehend als Routendaten bezeichnet). - Im Block
22 rundsendet das Leitfahrzeug V2V-Nachrichten, die die Routendaten umfassen, zu den Folgefahrzeugen. Die Routendaten umfassen den zurückgelegten Wegverlauf, den vorhergesagten Fahrweg, die GPS-Position, die GPS-Qualität/Lösung und andere Fahrzeugkinematik- und Fahrzeugdynamikdaten. - Im Block
23 empfangen die Folgefahrzeuge die vom Leitfahrzeug empfangenen Daten. - Im Block
24 führt das Folgefahrzeug kontinuierlich den zurückgelegten Weg des Leitfahrzeugs und die Fahrzeugposition (nachstehend als Nachführungsdaten bezeichnet) unter Verwendung von Bordsensoren nach. Die Bordsensoren können Entfernungs-/Radarsensoren, Sichtsensoren und Lidar-Sensoren umfassen, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein. - Im Block
25 wird eine Feststellung hinsichtlich dessen durchgeführt, ob eine Position des Leitfahrzeugs, die durch sowohl die Nachführungsdaten als auch die Routendaten bestimmt wird, die in der V2V-Nachricht gemeldet werden, im Wesentlichen ein gleicher Ort ist. Wenn die Feststellung gemacht wird, dass der Positionsort, wie durch Folgefahrzeuge und das Leitfahrzeug bestimmt, im Wesentlichen derselbe ist, geht die Routine zum Block26 weiter, ansonsten geht die Routine zum Block28 weiter. - Im Block
26 wird eine Feststellung hinsichtlich dessen durchgeführt, ob das Leitfahrzeug und die mindestens eine Folge-GPS-Lösung innerhalb einer GPS-Fehlerschwelle liegen. Die GPS-Lösung schafft einen Typ von Genauigkeitskorrekturtechnik, die auf die GPS-Meldung angewendet wird. Der GPS-Lösungstyp gibt auch das Niveau der GPS-Genauigkeit an. Beispiele von GPS-Lösungen umfassen Real Time Kinematics (RTK), Wide Area Augmentation System (WAAS) und unkorrigiertes GPS. Auf der Basis der vom Leitfahrzeug und mindestens einem Folgenden verwendeten Lösung kann eine Bewertung hinsichtlich der GPS-Lösungsgenauigkeit durchgeführt werden. Wenn die Feststellung gemacht wird, dass die GPS-Lösung innerhalb einer horizontalen GPS-Fehlerschwelle liegt, dann geht die Routine zum Block27 weiter, ansonsten geht die Routine zu Schritt28 weiter. Der horizontale GPS-Fehler wird durch den GPS-Empfänger vorhergesagt. Der horizontale GPS-Fehler umfasst Längengrad- und Breitengrad-Fehlerkomponenten, die in Zentimetern ausgedrückt werden. Komponenten eines Längengradfehlers von 100 cm und eines Breitengradfehlers von 50 cm können beispielsweise als GPS-Horizontalfehler-Schwellenwerte verwendet werden, um solche Feststellungen durchzuführen. - Im Block
27 wird eine Gewichtung auf Sensorparameter, Verzerrungsparameter und GPS-Parameter angewendet. Die auf jeden der drei Parameter angewendeten Gewichtungsfaktoren addieren sich zu „1“. Daher kann eine proportionale Gewichtung sowie eine disproportionale Gewichtung auf jeden der drei Parameter angewendet werden. In Anbetracht der Bestimmung in den Blöcken26 und27 , dass die nachgeführten Daten und die Routendaten innerhalb eines vorbestimmten Nachführungsfehler-Schwellenwerts liegen, typischerweise im Bereich von 0,25 - 1,0 Meter, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Konvois, der relativen Position des Folgenden innerhalb des Konvois, des Fahrzeugtyps usw., und dass die GPS-Lösung des Leitfahrzeugs innerhalb des GPS-Fehlerschwellenwerts liegt, wird dann das volle Gewicht auf die GPS-Parameter angewendet. Daher wird ein Gewichtungsfaktor von „0“ auf die Sensordaten angewendet; ein Gewichtungsfaktor von „0“ wird auf den Verzerrungsfaktor angewendet und ein Gewichtungsfaktor von „1“ wird auf die GPS-Daten angewendet. Folglich wird vollständig auf die GPS-Daten zum Bewerten der Zielversatzposition gesetzt. Die Routine geht zu Schritt29 weiter. Diese Gewichtungsfaktoren sind eine Funktion des Rauschabstandes der GPS- und Sensormessungen. Der Gewichtungsfaktor „1“ wird beispielsweise auf die GPS-Daten angewendet, wenn die Anzahl von sichtbaren Satelliten größer ist als 4, die Verringerung der Genauigkeit (DOP) geringer ist als ein Schwellenwert (typischerweise geringer als 2 Meter), und Pseudobereichs-Messungsrauschabstand (Codebereichs-Messungsrauschabstand) (größer als 24 dB). Der Gewichtungsfaktor kann auf „1“ gesetzt werden, wenn eine Kovarianzmatrix der Sensormessung des Leitfahrzeugs geringer ist als ein Schwellenwert (z. B. 0,25 - 1,0 Meter). - Im Block
28 wird eine Kombinationstechnik unter Verwendung von Routendaten und der Nachführungsdaten zum gemeinsamen Bestimmen einer Position und eines Fahrwegverlaufs des Leitfahrzeugs unter Verwendung von Gewichtungsfaktoren angewendet (die die Funktion von Rauschkovarianzmatrizen von der GPS-Positionsbestimmung und Sensormessung ist, wobei grundsätzlich gilt, je größer die Spur der Kovarianzmatrix ist, desto kleiner sind die Gewichtungsfaktoren), die auf drei Parameter (d. h. Sensorparameter, Verzerrungsparameter und GPS-Parameter) angewendet werden, wenn die Nachführungsdaten und die Routendaten im Wesentlichen nicht gleich sind.3 stellt ein Ablaufdiagramm zum Bestimmen der auf jeden der drei Parameter anzuwendenden Gewichte dar, wenn die Nachführungsdaten und die Routendaten nicht innerhalb des vorbestimmten Nachführungsfehler-Schwellenwerts liegen oder wenn die GPS-Lösung des Leitfahrzeugs oder des eigenen Fahrzeugs außerhalb des GPS-Fehlerschwellenwerts liegt. - Im Block
29 werden die gewichteten Parameter verwendet, um den zurückgelegten Ausgleichsweg zu berechnen. Das heißt, gewünschte Punkte werden auf der Basis der kombinierten Daten identifiziert, so dass den Folgefahrzeugen ein Trajektorienweg mit mehreren Zwischenzielpunkten geliefert wird, die zwischen der aktuellen Position des Folgenden und der Zielversatzposition identifiziert sind, die das Folgefahrzeug zur Zielversatzposition führen. Wie vorher beschrieben, ist die Straße typischerweise ein linearer und nicht-linearer Fahrtverlauf. Wenn nur eine Zielversatzposition vorgesehen wäre, würde ein Fahrzeug eine gerade Linie zur Zielversatzposition fahren, was geeignet funktionieren würde, wenn die Fahrzeuge entlang eines linearen Weges fahren würden. Da jedoch die Straße nicht-lineare Segmente umfasst, ist ein geradliniger Fahrtverlauf nicht immer vorhanden und könnte dazu führen, dass ein Fahrzeug seine Fahrbahn nicht aufrechterhält. Folglich werden die gewünschten Punkte zwischen der Position des Fahrzeugs und der Zielversatzposition zum Überführen des Fahrzeugs von seinem aktuellen Ort zur Zielversatzposition identifiziert. - Im Block
30 werden Steuersignale zum Aufrechterhalten eines gewünschten Fahrweges zur Zielversatzposition erzeugt. -
3 stellt einen Ablaufplan zum Bestimmen der gewichteten Parameter dar. Im Block40 erhalten die Folgefahrzeuge die Fahrzeug-Fahrzeug-Daten, die den Wegverlauf des Leitfahrzeugs und die gewünschten Versätze, wie durch das Leitfahrzeug bestimmt, umfassen. - Im Block
41 erhält das Folgefahrzeug Entfernungssensorinformationen, die den nachgeführten Weg des Leitfahrzeugs umfassen, unter Verwendung der Borsensoren der Folgefahrzeuge. - Im Block
42 wird eine Sensorregistrierung durchgeführt. Die Sensorregistrierung ist ein Prozess zum Entfernen oder Berücksichtigen von nicht zufälligen Fehlern oder Verzerrungen in den Sensordaten. Ohne korrektes Kompensieren solcher Fehler kann die Zusammensetzung des ganzen Netzes von Sensoren weniger genau sein als ein individueller Sensor und verschlechtert die Nachführung des Leitfahrzeugs über die Zeit. Daher ist es unerlässlich, dass der Fehler und die Verzerrungen berücksichtigt und entfernt werden. Die Sensorregistrierung beinhaltet ferner die Transformation der Fahrzeug-Fahrzeug-Daten vom Leitfahrzeug auf denselben lokalen Fahrzeugkoordinatenrahmen der Sensordaten. Von den Sensordaten wird ein Verzerrungsabstand subtrahiert, der von einem vorherigen Satz von Daten abgeschätzt wird. Ein solcher vorheriger Satz von Daten kann feste Datenversätze, die durch die Sensorausrichtung und Fahrzeugorientierung verursacht werden, umfassen, ist jedoch nicht darauf begrenzt. - Im Block
43 wird eine Datenzuordnung durchgeführt. Bei der Datenzuordnung werden Routendaten vom Leitfahrzeug auf ein gleiches Koordinatensystem wie die vom Folgefahrzeug erfassten Nachführungsdaten abgebildet. Die nächsten Trajektorien werden zwischen den Routendaten und den Nachführungsdaten in Bezug auf die Trajektorie des Leitfahrzeugs bestimmt. Die Daten, die einen aktuellsten Zeitstempel aufweisen, werden mit einem größeren Gewicht versehen. - Im Block
44 wird eine Glättung mit fester Verzögerung auf die Ausgangsdaten von der Datenzuordnungsfunktion angewendet. Verschiedene Techniken können zum Anwenden einer Glättung mit fester Verzögerung verwendet werden, wie z. B. ein Kalman-Filter, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein. Die Glättung mit fester Verzögerung wird verwendet, um Messungen über die Zeit zu beobachten, die Rauschen und andere Ungenauigkeiten enthalten, und Ergebnisse zu erzeugen, die eine Tendenz aufweisen, so dass sie näher an den echten Werten der Messungen und ihren zugehörigen berechneten Werten liegen. Eine abgeschätzte Verzerrung in Form einer Rückkopplung wird zum Block42 zurück geliefert. - Im Block
45 werden die Routendaten und die Nachführungsdaten der Trajektorienpunkte des Leitfahrzeugs vereinigt und die Gewichtungsfaktoren für den Sensorparameter, Verzerrungsparameter und GPS-Parameter werden vorgesehen, um die Zielversatzposition neu einzustellen, indem Fehler in den Sensor- oder GPS-Daten kompensiert werden. - Obwohl bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben wurden, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen zur Ausführung der Erfindung, wie durch die folgenden Ansprüche definiert.
Claims (7)
- Verfahren zum autonomen Geleiten von Fahrzeugen, die entlang einer Route fahren, wobei ein Leitfahrzeug mit mindestens einem Folgefahrzeug in Kommunikation steht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen einer Kommunikation in Bezug auf eine Zielversatzposition und Routendaten durch das mindestens eine Folgefahrzeug von dem Leitfahrzeug, wobei die durch das Leitfahrzeug bestimmte Zielversatzposition eine Zielposition des mindestens einen Folgefahrzeugs relativ zum Leitfahrzeug identifiziert und die Routendaten einen Wegverlauf und einen vorhergesagten Weg des Leitfahrzeugs umfassen, wobei die Routendaten ferner eine globale Position und einen vom Leitfahrzeug angewandten GPS-Lösungstyp umfassen, der eine entsprechende Bewertung hinsichtlich der GPS-Genauigkeit ermöglicht; Erzeugen von Nachführungsdaten, die von Borderfassungsvorrichtungen des mindestens einen Folgefahrzeugs abgeleitet sind, durch das wenigstens eine Folgefahrzeug, wobei die Nachführungsdaten einen zurückgelegten Weg des Leitfahrzeugs, der durch das mindestens eine Folgefahrzeug erfasst wird, umfassen; Vergleichen der Routendaten und der Nachführungsdaten zum Identifizieren einer Genauigkeit zwischen den Routendaten relativ zu den Nachführungsdaten durch das wenigstens eine Folgefahrzeug; Bestimmen einer eingestellten Zielversatzposition und eines Satzes von Trajektorienpunkten, der einen Trajektorienfahrweg von einer aktuellen Position des mindestens einen Folgefahrzeugs zur eingestellten Zielversatzposition vorsieht, auf der Basis der von dem mindestens einen Folgefahrzeug identifizierten Genauigkeit zwischen den Routendaten und den Nachführungsdaten; und Erzeugen von Steuersignalen zum autonomen Überführen des mindestens einen Folgefahrzeugs entlang des Satzes von Trajektorientpunkten zur eingestellten Zielversatzposition durch das mindestens eine Folgefahrzeug.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei das Vergleichen der Genauigkeit der Routendaten relativ zu den Nachführungsdaten die folgenden Schritte umfasst: Feststellen, ob die Routendaten und die Nachführungsdaten innerhalb eines vorbestimmten Nachführungsfehlerschwellenwerts liegen; und dann, wenn die Routendaten und die Nachführungsdaten innerhalb eines vorbestimmten Nachführungsfehlerschwellenwerts liegen, Feststellen, ob der vom Leitfahrzeug angewandte GPS-Lösungstyp und ein von dem mindestens einen Folgefahrzeug angewandter GPS-Lösungstyp innerhalb eines GPS-Fehlerschwellenwerts liegen. - Verfahren nach
Anspruch 2 , das ferner den Schritt umfasst: in Ansprechen auf die Feststellung, dass die GPS-Lösungstypen innerhalb eines GPS-Fehlerschwellenwerts liegen, Festlegen der Zielversatzposition, wie durch das Leitfahrzeug übertragen, als die eingestellte Zielversatzposition für das mindestens eine Folgefahrzeug. - Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei dann, wenn ein Leitfahrzeug innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer nicht identifiziert wird, das folgende Fahrzeug einen Längsversatzabstand zu einem Fahrzeug vor dem folgenden Fahrzeug aufrechterhält, der eine Funktion einer Geschwindigkeit und der GPS-Genauigkeit des mindestens einen Folgefahrzeugs ist. - Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei das Leitfahrzeug Zielversatzpositionen und die Routendaten zu dem mindestens einen Folgefahrzeug rundsendet. - Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei das Leitfahrzeug autonom gesteuert wird. - Verfahren nach
Anspruch 1 , wobei das Leitfahrzeug manuell gesteuert wird.
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