DE102018210341B4 - Vehicle and method for autonomously picking up a target object by a vehicle - Google Patents
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Abstract
Fahrzeug (1) zur Aufnahme eines als Wechselbrücke ausgestalteten Zielobjekts (2), wobei das Fahrzeug (1) mit Einspurelementen (6a, 6b, 6c, 6d) versehenen ist, die zum Einspuren in einen an der Wechselbrücke (2) vorgesehenen Einspurtunnel (7) eingerichtet sind, ferner mit einem System zum autonomen Aufnehmen des Zielobjekts (2) durch das Fahrzeug (1), wobei das System Lagebestimmungsmittel (3), die zur Bestimmung der Lage des Fahrzeugs (1) bezogen auf ein ortsfestes Koordinatensystem eingerichtet sind, und Ausrichtungsbestimmungsmittel (4) aufweist, die zur Bestimmung einer Ausrichtung des Fahrzeugs (1) in Relation zu dem Zielobjekt (2) eingerichtet sind, ferner mit einer Steuerungseinrichtung (5), die zum Aufnehmen von Lageinformationen von den Lagebestimmungsmitteln (3) und von Ausrichtungsinformationen von den Ausrichtungsbestimmungsmitteln (4) sowie zum autonomen Betreiben des Fahrzeugs (1) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (5) den autonomen Betrieb des Fahrzeugs (1) in einem Abschnitt zwischen einer Ausgangposition und einer Zwischenposition des Fahrzeugs (1) auf Basis der Lagebestimmungsinformationen und in einem Abschnitt zwischen der Zwischenposition und einer Aufnahmeposition ergänzend oder alternativ zu den Lagebestimmungsinformationen auf Basis der Ausrichtungsinformationen steuert.Vehicle (1) for picking up a target object (2) designed as a swap body, wherein the vehicle (1) is provided with single-track elements (6a, 6b, 6c, 6d) which are designed to track into a single-track tunnel (7) provided on the swap body (2), further comprising a system for autonomously picking up the target object (2) by the vehicle (1), wherein the system has position determination means (3) which are designed to determine the position of the vehicle (1) in relation to a stationary coordinate system, and orientation determination means (4) which are designed to determine an orientation of the vehicle (1) in relation to the target object (2), further comprising a control device (5) which is designed to receive position information from the position determination means (3) and orientation information from the orientation determination means (4) and to operate the vehicle (1) autonomously, characterized in that the control device (5) controls the autonomous operation of the vehicle (1) in a section between a starting position and an intermediate position of the vehicle (1) on the basis of the orientation information and in a section between the intermediate position and a receiving position in addition to or alternatively to the orientation information on the basis of the orientation information.
Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum autonomen Aufnehmen eines Zielobjekts durch ein Fahrzeug. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum autonomen Aufnehmen eines als austauschbarer Lastenträger ausgebildeten Zielobjekts durch ein Fahrzeug, wobei eine Vielzahl von Erfassungseinrichtungen zur Bestimmung von Lage und Ausrichtung verwendet werden.The present invention relates to a system and a method for autonomously picking up a target object by a vehicle. In particular, the present invention relates to a system for autonomously picking up a target object designed as an exchangeable load carrier by a vehicle, wherein a plurality of detection devices are used to determine position and orientation.
Stand der TechnikState of the art
Im Zusammenhang mit Fahrzeugen, die zur Aufnahme von Wechselbrücken als austauschbare Lastenträger vorgesehen sind, sind aus dem Stand der Technik bereits Systeme zum Unterstützen des Einspurvorgangs des Fahrzeugs unter die Wechselbrücke bekannt. Beispielsweise offenbart das Dokument
Bei dem Einspurvorgang eines Fahrzeugs zur Aufnahme einer Wechselbrücke sind nur geringe Abweichungen bezüglich des Fahrwegs insbesondere beim eigentlichen Einspurvorgang zulässig. Daher ist es erforderlich, insbesondere beim Einspurvorgang des Fahrzeugs unter die Wechselbrücke insbesondere in einer autonomen Betriebsweise ein System für eine äußerst genaue Lage- und Ausrichtungsbestimmung zur Verfügung zu stellen.When a vehicle is aligning itself to accommodate a swap body, only minor deviations in the route are permitted, particularly during the actual aligning process. It is therefore necessary to provide a system for extremely precise position and orientation determination, particularly when the vehicle is aligning itself under the swap body, particularly in autonomous operation.
Die
Die
Die
Darstellung der ErfindungDescription of the invention
Ein System zum autonomen Aufnehmen eines Zielobjekts durch ein Fahrzeug weist Lagebestimmungsmittel, die zur Bestimmung der Lage des Fahrzeugs bezogen auf ein ortsfestes Koordinatensystem eingerichtet sind, und Ausrichtungsbestimmungsmittel auf, die zur Bestimmung einer Ausrichtung des Fahrzeugs in Relation zu dem Zielobjekt eingerichtet sind. Dabei kann das System eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die zum Aufnehmen von Lageinformationen von den Lagebestimmungsmitteln und von Ausrichtungsinformationen von den Ausrichtungsbestimmungsmitteln sowie zum autonomen Betreiben des Fahrzeugs eingerichtet ist. Die Steuerungseinrichtung kann den autonomen Betrieb des Fahrzeugs auf Basis der Lagebestimmungsinformationen in einem Abschnitt zwischen einer Ausgangsposition und einer Zwischenposition des Fahrzeugs und ergänzend oder alternativ zu den Lagebestimmungsinformationen auf Basis der Ausrichtungsinformationen in einem Abschnitt zwischen der Zwischenposition und einer Aufnahmeposition des Fahrzeugs steuern.A system for autonomously recording a target object by a vehicle has position determination means which are set up to determine the position of the vehicle in relation to a stationary coordinate system, and orientation determination means which are set up to determine an orientation of the vehicle in relation to the target object. The system can have a control device which is set up to record position information from the position determination means and orientation information from the orientation determination means and to operate the vehicle autonomously. The control device can control the autonomous operation of the vehicle on the basis of the position determination information in a section between a starting position and an intermediate position of the vehicle and, in addition or as an alternative to the position determination information, on the basis of the orientation information in a section between the intermediate position and a recording position of the vehicle.
Die Lage des Fahrzeugs bezogen auf das ortsfeste Koordinatensystem kann dabei die Position eines Referenzpunkts des Fahrzeugs sowie die räumliche Ausrichtung des Fahrzeugs relativ zum ortsfesten Koordinatensystem umfassen. Dabei ist das ortsfeste Koordinatensystem frei wählbar, solange mit den Lagebestimmungsmitteln eine eindeutige Bestimmung der Lage des Fahrzeugs möglich ist. Die Ausrichtung des Fahrzeugs in Relation zu dem Zielobjekt betrifft die Stellung des Fahrzeugs in Bezug auf die Stellung des Zielobjekts und kann dynamisch bestimmt werden.The position of the vehicle in relation to the fixed coordinate system can include the position of a reference point of the vehicle as well as the spatial orientation of the vehicle relative to the fixed coordinate system. The fixed coordinate system can be freely selected as long as the position determination means can be used to clearly determine the position of the vehicle. The orientation of the vehicle in relation to the target object concerns the position of the vehicle in relation to the position of the target object and can be determined dynamically.
Das System kann als Lagebestimmungsmittel ein GPS-basiertes Positionsbestimmungssystem aufweisen. Dabei kann in dem System eine vorbestimmte Einrichtung installiert sein, die unter Verwendung des GPS-Systems die Lage des Fahrzeugs als Lageinformationen zur Verfügung stellt. Als GPS-basiertes Positionsbestimmungssystem kommt jedes aktuell und zukünftig verfügbare System infrage.The system can have a GPS-based positioning system as a means of determining the position. A predetermined device can be installed in the system that uses the GPS system to provide the position of the vehicle as position information. Any system that is currently or will be available in the future can be used as a GPS-based positioning system.
Bei dem System können die Lagebestimmungsmittel ein Sensorsystem eines Leitsystems zum Erfassen von im Bereich des Fahrwegs des Fahrzeugs vorgesehenen Referenzelementen aufweisen. In diesem Fall können die Lageinformationen bezogen auf ein ortsfestes Koordinatensystem mit dem Leitsystem bestimmt werden, wenn Referenzelemente mit einer bekannten Position bezogen auf das ortsfeste Koordinatensystem vorgesehen sind. Insbesondere können bei dem Sensorsystem zum Erfassen von im Bereich des Fahrwegs vorgesehenen Referenzelementen RFID-Elemente verwendet werden. Die RFID-Elemente können dabei im Bereich des Fahrwegs an bekannten Positionen angebracht werden. Das Sensorsystem kann Erfassungselemente zum Erfassen der Position der RFID-Elemente aufweisen, so dass auf der Grundlage der bekannten Positionen der RFID-Elemente die Lage bezogen auf das ortsfeste Koordinatensystem als Lageinformation zur Verfügung gestellt werden kann. Als Referenzelemente können andere Elemente als RFID-Elemente verwendet werden, solange die Lage des Fahrzeugs bezogen auf das ortsfeste Koordinatensystem als Lageinformation zur Verfügung gestellt werden kannIn the system, the position determination means can comprise a sensor system of a control system for detecting reference elements provided in the area of the vehicle's travel path. In this case, the position information can be determined with reference to a fixed coordinate system using the control system if reference elements with a known position with reference to the fixed coordinate system are provided. In particular, RFID elements can be used in the sensor system for detecting reference elements provided in the area of the travel path. The RFID elements can be attached to known positions in the area of the travel path. The sensor system can comprise detection elements for detecting the position of the RFID elements, so that on the basis of the known positions of the RFID elements, the position in relation to the fixed coordinate system can be made available as position information. Elements other than RFID elements can be used as reference elements, as long as the position of the vehicle in relation to the fixed coordinate system can be made available as position information
Bei dem System können die Ausrichtungsbestimmungsmittel ein laserbasiertes Sensorsystem aufweisen. Das laserbasierte Sensorsystem kann am Fahrzeug montierbar sein und zum Erfassen der Ausrichtung des Fahrzeugs relativ zum Zielobjekt eingerichtet sein. Dabei kann jede Art eines laserbasierten Sensorsystems verwendet werden, solange eine geometrische Größe, insbesondere ein Abstand, zwischen zumindest einer Referenzposition des Fahrzeugs und zumindest einer Referenzposition des Zielobjekts quantitativ erfassbar ist. Bei der Verwendung des laserbasierten Sensorsystems können mehrere Sensorelemente vorgesehen sein, so dass eine Vielzahl von Informationen zur Verfügung gestellt werden kann.In the system, the orientation determination means can comprise a laser-based sensor system. The laser-based sensor system can be mounted on the vehicle and can be set up to detect the orientation of the vehicle relative to the target object. Any type of laser-based sensor system can be used as long as a geometric size, in particular a distance, between at least one reference position of the vehicle and at least one reference position of the target object can be quantitatively detected. When using the laser-based sensor system, several sensor elements can be provided so that a large amount of information can be made available.
Bei dem System kann das laserbasierte Sensorsystem mit Elementen des Zielobjekts interagieren und ein Abstandssignal erzeugen, das den Abstand des Zielobjekts und des Fahrzeugs in Längsrichtung angibt. Hierzu kann das Sensorsystem am Fahrzeug entsprechend so angeordnet werden, dass Elemente des Zielobjekts erfassbar sind.In the system, the laser-based sensor system can interact with elements of the target object and generate a distance signal that indicates the distance between the target object and the vehicle in the longitudinal direction. For this purpose, the sensor system can be arranged on the vehicle in such a way that elements of the target object can be detected.
Bei dem System kann das laserbasierte Sensorsystem mit Elementen des Zielobjekts interagieren und ein Ausrichtungssignal erzeugen, das eine Ausrichtung zwischen dem Zielobjekt und dem Fahrzeug bezüglich einer relativen Rotation insbesondere um eine vertikale Achse des Fahrzeugs und/oder eines relativen Lateralversatzes angibt. Hierzu können mehrere Lasersensoren vorgesehen werden, von denen jeder ein Abstandssignal erzeugt. Aus den mehreren Abstandssignalen lässt sich auf der Grundlage der Kenntnis der Geometrie des Zielobjekts eine Ausrichtung zwischen dem Zielobjekt und dem Fahrzeug beurteilen.In the system, the laser-based sensor system can interact with elements of the target object and generate an alignment signal that indicates an alignment between the target object and the vehicle with respect to a relative rotation, in particular about a vertical axis of the vehicle and/or a relative lateral offset. For this purpose, a plurality of laser sensors can be provided, each of which generates a distance signal. From the plurality of distance signals, an alignment between the target object and the vehicle can be assessed on the basis of knowledge of the geometry of the target object.
Bei dem System können die Ausrichtungsbestimmungsmittel ein Kamerasystem aufweisen. Das Kamerasystem kann bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach hinten gerichtet sein. Ferner kann das Kamerasystem durch bildgebende Abtastung des Sichtfeldes zumindest ein Abstandssignal erzeugen, das den Abstand des Zielobjekts und des Fahrzeugs in Längsrichtung angibt. Dabei kann das Kamerasystem ein Ausrichtungssignal erzeugen, das eine Ausrichtung zwischen dem Zielobjekt und dem Fahrzeug bezüglich einer relativen Rotation insbesondere um eine vertikale Achse des Fahrzeugs und/oder eines relativen Lateralversatzes angibt. Hierzu können die Bildinformationen des Kamerasystems ausgewertet werden und mithilfe eines vorbestimmten Algorithmus aus den Bildinformationen Informationen bezüglich der Ausrichtung zwischen dem Zielobjekt und dem Fahrzeug erzeugt werden.In the system, the orientation determination means can comprise a camera system. The camera system can be directed rearward with respect to the direction of travel of the vehicle. Furthermore, the camera system can generate at least one distance signal by scanning the field of view to produce an image, which indicates the distance between the target object and the vehicle in the longitudinal direction. The camera system can generate an orientation signal that indicates an orientation between the target object and the vehicle with respect to a relative rotation, in particular around a vertical axis of the vehicle and/or a relative lateral offset. For this purpose, the image information of the camera system can be evaluated and information regarding the orientation between the target object and the vehicle can be generated from the image information using a predetermined algorithm.
Es ist insbesondere möglich, ein Kamerasystem mit zwei Kameraelementen zu verwenden, wobei die Kameras in Richtung der Hauptsichtfeldrichtung bzw. der Längsrichtung des Fahrzeugs versetzt an dem Fahrzeug angebracht sind. Insbesondere ist ein Kameraelement an einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugs angebracht und ein anderes Kameraelement an einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs angebracht. Die von den Kameraelementen erzeugten Informationen werden mit einem vorbestimmten Algorithmus zusammengeführt, um ein Ausrichtungssignal zu erzeugen.In particular, it is possible to use a camera system with two camera elements, wherein the cameras are mounted on the vehicle offset in the direction of the main field of view direction or the longitudinal direction of the vehicle. In particular, one camera element is mounted on a front portion of the vehicle and another camera element is mounted on a rear portion of the vehicle. The information generated by the camera elements is combined with a predetermined algorithm to generate an alignment signal.
Bei dem System kann ein Niveauerfassungssystem vorgesehen sein, das ein Niveausignal erzeugt. Das Niveausignal gibt einen Abstand eines Referenzelements des Fahrzeugs bezogen auf einen Untergrund an, an dem sich das Fahrzeug befindet. Das Niveauerfassungssystem kann dabei ein laserbasiertes Sensorsystem aufweisen. Das Referenzelement des Fahrzeugs kann ein Rahmen oder ein Abschnitt des Rahmens des Fahrzeugs sein. Ferner kann das Referenzelement des Fahrzeugs Elemente aufweisen, die zum Aufnehmen des Zielobjekts verwendet werden, wie z.B. Einspurelemente.The system can be provided with a level detection system that generates a level signal. The level signal indicates a distance of a reference element of the vehicle in relation to a surface on which the vehicle is located. The level detection system can have a laser-based sensor system. The reference element of the vehicle can be a frame or a section of the frame of the vehicle. Furthermore, the reference element of the vehicle can have elements that are used to record the target object, such as single-track elements.
Bei dem System kann das Erreichen der Zwischenposition des Fahrzeugs im autonomen Betrieb des Fahrzeugs durch die Ausrichtungsbestimmungsmittel erfasst werden. Dabei erfassen die Ausrichtungsbestimmungsmittel das Erreichen der Zwischenposition des Fahrzeugs dann, wenn durch die Ausrichtungsbestimmungsmittel eine Erfassung von Elementen des Zielobjekts erfolgt. Bei den vorstehend diskutierten Alternativen für die Ausrichtungsbestimmungsmittel werden unter Anderem kamerabasierte Systeme, laserbasierte Sensorsysteme und Ähnliches genannt. Aufgrund der unterschiedlichen Technologie der verwendbaren Systeme ergeben sich Unterschiede hinsichtlich des Erfassungsbereichs. Insbesondere kann für jedes der verwendeten Systeme eine technisch bedingte maximale Erfassungsentfernung vorgegeben sein. Die Zwischenposition des Fahrzeugs ist somit als solche Position des Fahrzeugs relativ zum Zielobjekt definiert, bei der zumindest eines der Erfassungssysteme der Ausrichtungsbestimmungsmittel eine Erfassung durch eine Wechselwirkung mit Elementen des Zielobjekts durchführen kann. Die Ausrichtungsbestimmungsmittel können dabei ein Signal erzeugen, das angibt, dass die Zwischenposition erreicht ist. Das Erreichen der Zwischenposition kann alternativ oder ergänzend durch die Lagebestimmungsmittel bestimmt werden.In the system, the reaching of the intermediate position of the vehicle in autonomous operation of the vehicle can be detected by the orientation determination means. The orientation determination means detect the reaching of the intermediate position of the vehicle when the orientation determination means detects elements of the target object. The alternatives for the orientation determination means discussed above include camera-based systems, laser-based sensor systems and the like. Due to the different technology of the systems that can be used, there are differences in terms of the detection range. In particular, a technically determined maximum detection distance can be specified for each of the systems used. The intermediate position of the vehicle is thus defined as the position of the vehicle relative to the target object at which at least one of the detection systems of the orientation determination means can carry out a detection by interacting with elements of the target object. The orientation determination means can generate a signal that indicates that the intermediate position has been reached. The reaching of the intermediate position can be determined alternatively or additionally by the position determination means.
Bei dem System kann die Steuerungseinrichtung eingerichtet sein, um verfügbare Ausrichtungsinformationen und/oder Lageinformationen miteinander zu fusionieren und ein Gesamtausrichtungssignal zu erzeugen. Dabei werden die Informationen von den Erfassungseinrichtungen zusammengeführt und in der Steuerungseinrichtung mithilfe eines vorbestimmten Algorithmus bewertet. Aufgrund der abweichenden Genauigkeit und/oder Zuverlässigkeit der Ausgangssignale der Erfassungssysteme kann durch die Fusionierung eine Korrektur und/oder Plausibilitätsprüfung durchgeführt werden. Mithilfe der Gesamtheit der Informationen kann somit ein zuverlässiges und genaues Gesamtausrichtungssignal erzeugt werden.In the system, the control device can be set up to fuse available alignment information and/or position information with one another and to generate an overall alignment signal. The information from the detection devices is brought together and evaluated in the control device using a predetermined algorithm. Due to the differing accuracy and/or reliability of the output signals of the detection systems, a correction and/or plausibility check can be carried out by merging. Using the entirety of the information, a reliable and accurate overall alignment signal can thus be generated.
Ein Fahrzeug zur Aufnahme eines als Wechselbrücke ausgestalteten Zielobjekts kann mit Einspurelementen versehen sein, die zum Einspuren in einen am austauschbaren Lastenträger vorgesehenen Einspurtunnel eingerichtet sind. Ferner kann das Fahrzeugs eine Steuerungseinrichtung aufweisen, die zum Aufnehmen von Lageinformationen von den Lagebestimmungsmitteln des Fahrzeugs und von Ausrichtungsinformationen von den Ausrichtungsbestimmungsmitteln des Fahrzeugs sowie zum autonomen Betreiben des Fahrzeugs eingerichtet sein kann. Das Fahrzeug kann ferner mit einem System mit einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Merkmale ausgestattet sein.A vehicle for receiving a target object designed as a swap body can be provided with single-track elements that are designed to track into a single-track tunnel provided on the interchangeable load carrier. The vehicle can also have a control device that can be designed to receive position information from the position determination means of the vehicle and orientation information from the orientation determination means of the vehicle and to operate the vehicle autonomously. The vehicle can also be equipped with a system with one or more of the features described above.
Bei dem Fahrzeug können die Einspurelemente so vorgesehen sein, dass ein Einspuren in den Einspurtunnel des austauschbaren Lastenträgers durch einen Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs unter den austauschbaren Lastenträger erfolgen kann. Dabei ist die Fahrt beim Einspuren im Wesentlichen eine Geradeausfahrt. Das Fahrzeug kann ferner mit einem System zum Einstellen eines Niveaus ausgestattet sein, mit dem der Abstand der Einspurelemente in Relation zum Untergrund einstellbar ist. Insbesondere kann hierzu ein Niveauregulierungssystem am Fahrzeug vorgesehen sein.In the vehicle, the track elements can be provided in such a way that the vehicle can be aligned into the track tunnel of the interchangeable load carrier by reversing under the interchangeable load carrier. When aligning, the journey is essentially straight ahead. The vehicle can also be equipped with a system for setting a level, with which the distance between the track elements in relation to the ground can be adjusted. In particular, a level control system can be provided on the vehicle for this purpose.
Ein Verfahren zum autonomen Aufnehmen eines Zielobjekts durch ein Fahrzeug weist die folgenden Schritte auf:
- Bestimmen von Lageinformationen an einer Ausgangsposition des Fahrzeugs;
- Ermitteln einer Trajektorie zum Anfahren einer Zwischenposition, an der das Fahrzeug mit einer vorbestimmten Ausrichtung an dem Zielobjekt positioniert ist, auf der Grundlage der bestimmten Lageinformationen und Steuern eines autonomen Betriebs des Fahrzeugs zum Bewegen des Fahrzeugs an die Zwischenposition;
- Bestimmen von Ausrichtungsinformationen, nachdem das Fahrzeug die Zwischenposition erreicht hat;
- Herbeiführen eines Aufnahmezustands des Fahrzeugs auf der Grundlage der Ausrichtungsinformationen;
- Determining location information at an initial position of the vehicle;
- Determining a trajectory for approaching an intermediate position at which the vehicle is positioned with a predetermined orientation to the target object based on the determined location information and controlling an autonomous operation of the vehicle to move the vehicle to the intermediate position;
- Determining orientation information after the vehicle reaches the intermediate position;
- Establishing a vehicle pickup state based on the orientation information;
Steuern eines autonomen Betriebs des Fahrzeugs zum Bewegen des Fahrzeugs von der Zwischenposition zu der Aufnahmeposition, in der das Zielobjekt von dem Fahrzeug aufgenommen werden kann.Controlling an autonomous operation of the vehicle to move the vehicle from the intermediate position to the pickup position at which the target object can be picked up by the vehicle.
Das Verfahren kann auf ein Fahrzeug angewendet werden, das die Merkmale des vorstehend beschriebenen Fahrzeugs aufweist. Insbesondere ist das Verfahren anwendbar auf ein solches Fahrzeug, das eines oder mehrere der Merkmale des vorstehend beschriebenen Systems aufweist. Insbesondere wird das Verfahren zum Aufnehmen eines austauschbaren Lastenträgers als Zielobjekt durch ein mit Einspurelementen versehenen Fahrzeugs verwendet. Dabei sind die Einspurelemente zum Einspuren in einen am austauschbaren Lastenträger vorgesehenen Einspurtunnel eingerichtet.The method can be applied to a vehicle that has the features of the vehicle described above. In particular, the method is applicable to a vehicle that has one or more of the features of the system described above. In particular, the method is used to pick up an interchangeable load carrier as a target object by a vehicle provided with single-track elements. The single-track elements are designed to track into a single-track tunnel provided on the interchangeable load carrier.
Bei dem Verfahren werden die Lageinformationen verwendet, um eine Trajektorie zum Anfahren einer Zwischenposition zu ermitteln. Dabei wird die Lage des Zielobjekts in Bezug auf das ortsfeste Koordinatensystem berücksichtigt. Die Zwischenposition kann dabei eine Position sein, bei der das Fahrzeug sich an das Zielobjekt angenähert hat. Für den Fall, dass als Zielobjekt ein austauschbarer Lastenträger verwendet wird, ist die Zwischenposition eine Position des Fahrzeugs, bei der die Längsachse des Fahrzeugs ungefähr mit der Längsachse des austauschbaren Lastenträgers übereinstimmt. Der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem austauschbaren Lastenträger kann dabei variabel sein, solange bei Erreichen der Zwischenposition die Bestimmung der Ausrichtung des Fahrzeugs in Relation zu dem austauschbaren Lastenträger durch die Ausrichtungsbestimmungsmittel erfolgen kann. Somit kann beim Ermitteln der Trajektorie die Zwischenposition geschätzt werden und das Erreichen der Zwischenposition durch entsprechende Maßnahmen bestätigt werden.In the method, the position information is used to determine a trajectory for approaching an intermediate position. The position of the target object in relation to the fixed coordinate system is taken into account. The intermediate position can be a position at which the vehicle has approached the target object. In the event that an interchangeable load carrier is used as the target object, the intermediate position is a position of the vehicle at which the longitudinal axis of the vehicle approximately coincides with the longitudinal axis of the interchangeable load carrier. The distance between the vehicle and the interchangeable load carrier can be variable, as long as the orientation of the vehicle in relation to the interchangeable load carrier can be determined by the orientation determination means when the intermediate position is reached. Thus, when determining the trajectory, the intermediate position can be estimated and the reaching of the intermediate position can be confirmed by appropriate measures.
Bei dem Verfahren werden die Lageinformationen durch Bestimmen der Position und Ausrichtung des Fahrzeugs in einem ortsfesten Koordinatensystem bestimmt und zum Steuern des autonomen Betriebs des Fahrzeugs zum Bewegen des Fahrzeugs an die Zwischenposition verwendet. Bei dem Verfahren kann angenommen werden, dass die Zwischenposition erreicht ist, wenn das Fahrzeug mit einer näherungsweisen Längsausrichtung zum austauschbaren Lastenträger positioniert ist und Ausrichtungsinformationen durch am Fahrzeug vorgesehene Ausrichtungsbestimmungsmittel durch Wechselwirkungen zwischen den Ausrichtungsbestimmungsmitteln und Elementen des austauschbaren Lastenträgers bestimmbar sind. Die Ausrichtungsbestimmungsmittel können somit ein entsprechendes Signal erzeugen und abgeben, so dass für den weiteren Betrieb davon ausgegangen werden kann, dass die Zwischenposition erreicht ist.In the method, the position information is determined by determining the position and orientation of the vehicle in a fixed coordinate system and is used to control the autonomous operation of the vehicle to move the vehicle to the intermediate position. In the method, it can be assumed that the intermediate position is reached when the vehicle is positioned with an approximate longitudinal alignment to the interchangeable load carrier and alignment information can be determined by alignment determination means provided on the vehicle through interactions between the alignment determination means and elements of the interchangeable load carrier. The alignment determination means can thus generate and emit a corresponding signal so that it can be assumed for further operation that the intermediate position has been reached.
Bei dem Verfahren kann angenommen werden, dass der Aufnahmezustand erreicht ist, wenn die Einspurelemente des Fahrzeugs vollständig in den Einspurtunnel des austauschbaren Lastenträgers eingespurt sind. Dieser Zustand ist erreicht, wenn das Fahrzeug durch die Rückwärtsfahrt unter den austauschbaren Lastenträger gefahren ist und der austauschbare Lastenträger in diesem Zustand durch nachfolgendes Anheben der Einspurelemente des Fahrzeugs aufgenommen werden kann. Das Aufnehmen bedeutet hierbei, dass der austauschbare Lastenträger, der beim Einspuren der Einspurelemente des Fahrzeugs in den Einspurtunnel des austauschbaren Lastenträgers auf Stützelementen abgestellt ist, so angehoben wird, dass die Stützelemente vom Untergrund abgehoben werden und der austauschbare Lastenträger vollständig von dem Fahrzeug getragen wird.In the method, it can be assumed that the pick-up state is reached when the vehicle's single-track elements are fully aligned with the single-track tunnel of the interchangeable load carrier. This state is reached when the vehicle has driven under the interchangeable load carrier by reversing and the interchangeable load carrier can be picked up in this state by subsequently lifting the vehicle's single-track elements. Picking up here means that the interchangeable load carrier, which is placed on support elements when the vehicle's single-track elements are aligned with the single-track tunnel of the interchangeable load carrier, is lifted in such a way that the support elements are lifted off the ground and the interchangeable load carrier is completely carried by the vehicle.
Bei dem Verfahren können beim Bestimmen der Ausrichtungsinformationen eine oder mehrere der folgenden am Fahrzeug vorgesehenen Erfassungseinrichtungen verwendet werden:
- Eine laserbasierte Abstandserfassungseinrichtung zur Erfassung einer Längs- und/oder Querausrichtung des Fahrzeugs relativ zum austauschbaren Lastenträger,
- ein Kamerasystem zur Erfassung von Bildinformationen zur Bestimmung von Ausrichtungsinformationen;
- eine laserbasierte Niveauerfassungseinrichtung zur Erfassung eines Abstands der Einspurelemente relativ zum Untergrund.
- A laser-based distance detection device for detecting a longitudinal and/or transverse orientation of the vehicle relative to the interchangeable load carrier,
- a camera system for capturing image information to determine alignment information;
- a laser-based level detection device for detecting the distance of the single-track elements relative to the ground.
Als Erfassungseinrichtungen können entsprechend diejenigen Systeme verwendet werden, die bei der vorstehenden Beschreibung des Systems genannt sind. Bei dem Verfahren können die Ausrichtungsinformationen durch Fusionieren von Signalen der am Fahrzeug vorgesehenen Erfassungseinrichtungen ausgehend von der Zwischenposition beim Einspuren der Einspurelemente in den Einspurtunnel bis zum Erreichen der Aufnahmeposition ermittelt werden. Dabei können die Erfassungseinrichtungen wie folgt zum Einsatz kommen:
- Verwendung des Kamerasystems bei Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs von der Zwischenposition zumindest bis zum Einspuren der Einspurelemente in den Einspurtunnel;
- Verwendung der laserbasierten Abstandserfassungseinrichtung zur Erfassung der Längsausrichtung des Fahrzeugs relativ zum austauschbaren Lastenträger von der Zwischenposition bis zur Aufnahmeposition;
- Verwendung der laserbasierten Niveauerfassungseinrichtung vor dem Einspuren der Einspurelemente in den Einspurtunnel;
- Verwendung der laserbasierten Abstandserfassungseinrichtung zur Erfassung der Querausrichtung des Fahrzeugs relativ zum austauschbaren Lastenträger während des Einspurens der Einspurelemente in den Einspurtunnel. Bei dem Verfahren können somit die einzelnen Erfassungseinrichtungen dann zum Einsatz kommen, wenn es technisch möglich und zweckdienlich ist.
- Use of the camera system when reversing the vehicle from the intermediate position at least until the single-track elements line up in the single-track tunnel;
- Use of the laser-based distance detection device to detect the longitudinal alignment of the vehicle relative to the interchangeable load carrier from the intermediate position to the receiving position;
- Use of the laser-based level detection device before the single-track elements are aligned in the single-track tunnel;
- Use of the laser-based distance detection device to detect the transverse alignment of the vehicle relative to the interchangeable load carrier while the single-track elements are being aligned in the single-track tunnel. In the process, the individual detection devices can therefore be used when it is technically possible and expedient.
Bei dem Verfahren können ferner die durch die Lagebestimmungsmittel bestimmte Lageinformationen für die Ermittlung der Ausrichtungsinformationen verwendet werden. Hierbei ist zu beachten, dass die Lageinformationen die Lage des Fahrzeugs in Relation zu einem festen Koordinatensystem betreffen, während die Ausrichtungsinformationen die relative Ausrichtung zwischen Fahrzeug und austauschbarem Lastenträger betreffen. Aufgrund der unterschiedlichen Charakteristik der Lageinformationen und der Ausrichtungsinformationen ergibt sich durch diese Vorgehensweise eine äußerst genaue Bestimmung der Ausrichtung zwischen dem Fahrzeug und dem austauschbaren Lastenträger. Dabei kann berücksichtigt werden, dass die Lageinformationen in diesem Verfahren nur dann verwendet werden, wenn eine ausreichende Genauigkeit beispielsweise eines verwendeten GPS-basierten Systems vorliegt wird.In the method, the position information determined by the position determination means can also be used to determine the alignment information. It should be noted that the position information relates to the position of the vehicle in relation to a fixed coordinate system, while the alignment information relates to the relative alignment between the vehicle and the interchangeable load carrier. Due to the different characteristics of the position information and the alignment information, this procedure results in an extremely precise determination of the alignment between the vehicle and the interchangeable load carrier. It can be taken into account that the position information is only used in this method if there is sufficient accuracy, for example of a GPS-based system used.
Bei dem Verfahren kann beim Fusionieren der Signale der am Fahrzeug vorgesehenen Erfassungseinrichtungen eine Plausibilitätsprüfung der Signale der am Fahrzeug vorgesehenen Erfassungseinrichtungen und gegebenenfalls eine entsprechende Korrektur der Signale bei der Ermittlung der Ausrichtungsinformationen vorgenommen werden. Die Fusionierung betrifft die Bewertung der verfügbaren Signale mit einem vorbestimmten Algorithmus. Da die verfügbaren Signale sich teilweise auf dieselbe Größe beziehen, kann es zu redundanten Ergebnissen kommen. Beispielsweise kann ein Abstandssignal sowohl von dem Kamerasystem als auch von dem laserbasierten Sensorsystem erzeugt werden. In diesem Fall können die Signale wechselseitig korrigiert werden. Bei übermäßiger Abweichung eines Signals von mehreren redundanten Signalen kann mithilfe der Plausibilitätsprüfung festgestellt werden, ob dieses Signal übermäßig ungenau ist. Für die weitere Vorgehensweise kann ein solches als ungenau eingestuftes Signal unberücksichtigt bleiben.In the method, when fusing the signals from the detection devices provided on the vehicle, a plausibility check of the signals from the detection devices provided on the vehicle and, if necessary, a corresponding correction of the signals when determining the alignment information can be carried out. The fusion involves the evaluation of the available signals using a predetermined algorithm. Since the available signals partly refer to the same size, redundant results can occur. For example, a distance signal can be generated by both the camera system and the laser-based sensor system. In this case, the signals can be mutually corrected. If a signal deviates excessively from several redundant signals, the signal can be corrected. nals, the plausibility check can be used to determine whether this signal is excessively inaccurate. A signal classified as inaccurate can be disregarded for further action.
Bei dem Verfahren können bei der Plausibilitätsprüfung der Signale die Lageinformationen verwendet werden. Die Lageinformationen werden mit den Lagebestimmungsmitteln erfasst, die die Lage des Fahrzeugs in Relation zu dem ortfesten Koordinatensystem bestimmen. Hierdurch kann verhindert werden, dass eine Fehlerquelle, beispielsweise eine Positionsabweichung eines Referenzelements an dem austauschbaren Lastenträger, Auswirkungen auf mehrere redundante Signale hat und auch durch die Plausibilitätsprüfung die Abweichung unerkannt bleibt.In the method, the position information can be used to check the plausibility of the signals. The position information is recorded using the position determination means, which determine the position of the vehicle in relation to the fixed coordinate system. This can prevent a source of error, for example a position deviation of a reference element on the exchangeable load carrier, from affecting several redundant signals and the deviation from remaining undetected by the plausibility check.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings
-
1 zeigt ein Fahrzeug und eine Wechselbrücke, auf Ausführungsformen der Erfindung anwendbar sind;1 shows a vehicle and a swap body to which embodiments of the invention are applicable; -
2 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Anordnung von Sensoren an einem Fahrzeug, auf das Ausführungsformen der Erfindung anwendbar ist;2 shows in a schematic plan view an arrangement of sensors on a vehicle to which embodiments of the invention are applicable; -
3 zeigt einen unteren Bereich einer Wechselbrücke, die von dem Fahrzeug aufgenommen werden kann;3 shows a lower section of a swap body that can be carried by the vehicle; -
4 zeigt in einer schematischen Darstellung verschiedene Relativpositionen eines Fahrzeugs zur Wechselbrücke zum Erläutern des Erfindungskonzepts;4 shows in a schematic representation various relative positions of a vehicle to the swap body to explain the inventive concept; -
5 zeigt in einer schematischen Darstellung die Anordnung von Sensoren an einem Fahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform;5 shows a schematic representation of the arrangement of sensors on a vehicle according to a further embodiment; -
6 zeigt das Fahrzeug und die Wechselbrücke in einer schematischen Ansicht von hinten gemäß der in5 gezeigten Ausführungsform;6 shows the vehicle and the swap body in a schematic view from the rear according to the5 embodiment shown; -
7 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm zum Erläutern des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;7 shows a schematic flow diagram for explaining the method according to an embodiment of the invention;
Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In Längsrichtung hinter dem Fahrzeug 1 ist in der Darstellung von
In
In
Die Wechselbrücke weist ferner Stützelemente 9 auf, wobei in der vorliegenden Ausführungsform vier Stützelemente 9vorgesehen sind. Die Stützelemente 9 stützen die Wechselbrücke am Untergrund ab, sodass die Wechselbrücke 2 mit einem vorbestimmten Abstand zum Untergrund gehalten wird. Die Stützelemente 9 sind im in
Das in
An einem vorderen Bereich des Rahmens 8 ist eine Abstandserfassungseinrichtung 4a vorgesehen. Die Abstandserfassungseinrichtung 4a weist ein laserbasiertes Sensorsystem auf. Die Abstandserfassungseinrichtung 4a richtet einen Laserstrahl bezüglich der Fahrtrichtung des Fahrzeugs nach hinten. Der von der Abstandserfassungseinrichtung 4a nach hinten gerichtete Laserstrahl kann auf ein Element der Wechselbrücke 2 treffen. Das Element, auf das der nach hinten gerichtete Laserstrahl treffen kann, ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Querträger der Wechselbrücke 2 am vorderen Bereich der Wechselbrücke 2. Die Abstandserfassungseinrichtung 4a weist eine Messeinrichtung auf, mit der über bekannte Verfahren der Abstand zwischen der Abstandserfassungseinrichtung 4a und dem Element der Wechselbrücke 2, auf das der Laserstrahl trifft, bestimmt werden kann. Somit kann die Abstandserfassungseinrichtung 4a die relative Position zwischen Fahrzeug 1 und Wechselbrücke 2 in Längsrichtung bestimmen. Die Abstandserfassungseinrichtung 4a gibt ein entsprechendes Signal zur weiteren Verarbeitung ab.A
An dem in
An dem in
An dem Fahrzeug in
Das in
Das laserbasierte Einspursensorsystem 4b ist in
Durch die Erfassung der Abstände zwischen dem laserbasierten Sensor 4b1 an der rechten Seite des Fahrzeugs und einem Element der Wechselbrücke 2 an der linken Seite beziehungsweise zwischen dem laserbasierten Sensor 4b2 an der linken Seite des Fahrzeugs 1 und einem Element der Wechselbrücke 2 an der rechten Seite können bereits vor dem Einspuren des ersten Paars Einspurelemente 6a, 6b die Ausrichtung des Fahrzeugs 1 relativ zur Wechselbrücke 2 erfasst werden. Nach weiterem Einfahren des Fahrzeugs 1 unter die Wechselbrücke 2 können die laserbasierten Sensoren 4b3, 4b4, die am mittleren Bereich des Rahmens 8 angeordnet sind, den Abstand zu Elementen der Wechselbrücke 2, insbesondere zu der linken Führungsschiene 7b und der rechten Führungsschiene 7a erfassen. Auch durch diese Erfassung kann die Ausrichtung zwischen dem Fahrzeug 1 und der Wechselbrücke 2 durchgeführt werden. Durch die Kombination der Messergebnisse von den vier in der vorliegenden Ausführungsform vorgesehenen laserbasierten Sensoren 4b1, 4b2, 4b3, 4b4 während des Einfahrens des Fahrzeugs 1 unter die Wechselbrücke 2 können ein Lateralversatz des Fahrzeugs 1 relativ zur Wechselbrücke 2 sowie ein Winkelversatz des Fahrzeugs 1 relativ zur Wechselbrücke 2 erfasst werden. Entsprechende Signale werden von dem laserbasierten Einspursensorsystem 4b zur weiteren Verarbeitung erzeugt.By detecting the distances between the laser-based sensor 4b1 on the right-hand side of the vehicle and an element of the
In
In der mit B bezeichneten Ansicht ist das Fahrzeug 1 bereits mit seinem hinteren Abschnitt unter die Wechselbrücke 2 gefahren. Dabei ist das erste Paar Einspurelemente 6a, 6b bereits in den Einspurtunnel 7 zwischen das rechte Führungselement 7a und das linke Führungselement 7b eingespurt.In the view marked B, the rear section of the
In der mit C bezeichneten Ansicht ist das Fahrzeug 1 vollständig unter die Wechselbrücke 2 gefahren. Dabei sind sowohl das erste Paar Einspurelemente 6a, 6b als auch das zweite Paar Einspurelemente 6c, 6d in den Einspurtunnel zwischen das rechte Führungselement 7a und das linke Führungselement 7b eingespurt. In dieser Situation befindet sich das Fahrzeug 1 in einer Aufnahmeposition, die weiter unten diskutiert wird. In the view marked C, the
Somit werden von den Lagebestimmungsmitteln 3 Informationen hinsichtlich der Position und Ausrichtung des Fahrzeugs 1 in Bezug auf ein ortsfestes Koordinatensystem erzeugt und bereitgestellt. Ferner werden durch die Ausrichtungsbestimmungsmittel 4 Informationen zur Ausrichtung des Fahrzeugs 1 in Relation zur Wechselbrücke 2 bereitgestellt, sobald die Erfassung durch die entsprechenden Erfassungsmittel möglich ist. Die Ausrichtungsbestimmungsmittel 4 weisen in der vorliegenden Ausführungsform die Abstandserfassungseinrichtung 4a, das laserbasierte Einspursensorsystem 4b mit den laserbasierten Sensoren 4b1, 4b2, 4b3, 4b4, das Kamerasystem 4c, 4d mit der vorderen Kamera 4c und der hinteren Kamera 4d und die Niveauerfassungseinrichtung 4e auf. Die somit in den Ausrichtungsbestimmungsmitteln 4 zusammengefassten Erfassungsmittel erzeugen Signale, die zur weiteren Verarbeitung verfügbar gemacht werden.Thus, the position determination means 3 generates and provides information regarding the position and orientation of the
Das Fahrzeug der vorliegenden Ausführungsform ist mit einer Steuerungseinrichtung 5 ausgestattet, die unter anderem zum Ausführen eines autonomen Betriebs des Fahrzeugs 1 eingerichtet ist. Hierzu weist die Steuerungseinrichtung 5 entsprechende Mittel auf, die zum Aufnehmen von Sensorsignalen, zum Abgeben von Steuersignalen und dergleichen vorgesehen sind. Ferner weist die Steuerungseinrichtung eine Verarbeitungseinheit auf, in der ein vorbestimmtes Programm ausgeführt werden kann. Die Steuerungseinrichtung 5 nimmt insbesondere die Lageinformationen von den Lagebestimmungsmitteln 3 und die Ausrichtungsinformationen von den Ausrichtungsbestimmungsmitteln 4 auf. Ferner werden der Steuerungseinrichtung 5 weitere Signale zugeführt, die für den autonomen Betrieb erforderlich sind.The vehicle of the present embodiment is equipped with a
Die Steuerungseinrichtung 5 ist ferner dazu eingerichtet, über Steuerausgänge Aktuatoren anzusteuern, wie zum Beispiel einen Aktuator zum Verstellen eines Lenkwinkels von lenkbaren Rädern, einen Aktuator zum Betätigen eines Antriebs mit einem vorbestimmten Betriebszustand, einen Aktuator zum Betätigen einer Bremseinrichtung sowie einen Aktuator zum Betätigen eines Niveauregulierungssystems des Fahrzeugs 1.The
Im Folgenden wird das Verfahren zum autonomen Aufnehmen des Zielobjekts durch das Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform erläutert. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Verfahren zum Aufnehmen der Wechselbrücke 2 durch das Fahrzeug durchgeführt. Dabei wird von dem Aufbau und den Funktionen des Fahrzeugs 1 und der Wechselbrücke 2 gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgegangen.In the following, the method for autonomously picking up the target object by the vehicle according to an embodiment is explained. In the present embodiment, the method for picking up the
In einer Ausgangssituation befindet sich das Fahrzeug 1 an einer Ausgangsposition. Ferner befindet sich die aufzunehmende Wechselbrücke 2 an einer Aufnahmeposition. Sowohl Ausgangsposition als auch Aufnahmeposition sind dabei durch Informationen definiert, die die Position und Ausrichtung des Fahrzeugs 1 beziehungsweise der Wechselbrücke 2 umfassen.In an initial situation,
Während die Aufnahmeposition der Wechselbrücke 2 durch einen vorhergehenden Abstellvorgang der Wechselbrücke 2 bekannt sein kann, wird die Ausgangsposition des Fahrzeugs 1 durch das GPS-basierte Positionsbestimmungssystem 3a bestimmt und verfügbar gemacht.While the pickup position of the
Ausgehend von dieser Situation und dem Bedarf, die Wechselbrücke 2 durch das Fahrzeug 1 durch einen autonomen Betrieb aufzunehmen, wird das in
Nach Durchführung von initialen Prozessen wird in dem Schritt S1 die Lageinformation an der Ausgangsposition des Fahrzeugs 1 bestimmt. Hierzu wird, wie vorstehend beschrieben ist, in der vorliegenden Ausführungsform das GPS-basierte Positionsbestimmungssystem 3a eingesetzt.After carrying out initial processes, the position information at the starting position of the
In Schritt S2 wird eine Trajektorie T ermittelt. Die Trajektorie T wird zum Anfahren einer Zwischenposition ermittelt. Dabei ist die Zwischenposition so definiert, dass das Fahrzeug 1 an dieser Position mit einer vorbestimmten Ausrichtung an der Wechselbrücke 2 positioniert ist. Die Zwischenposition befindet sich dabei gemäß der vorliegenden Ausführungsform in der Nähe der Wechselbrücke 2 an der Aufnahmeposition, wobei das Fahrzeug 1 und die Wechselbrücke 2 in der Zwischenposition bereits näherungsweise in Längsrichtung ausgerichtet sind.In step S2, a trajectory T is determined. The trajectory T is determined to approach an intermediate position. The intermediate position is defined such that the
Auf der Grundlage der ermittelten Trajektorie T wird in der vorliegenden Ausführungsform unter Berücksichtigung der Lageinformationen das Fahrzeug 1 durch den autonomen Betrieb von der Ausgangsposition zu der Zwischenposition gefahren. Dabei wird in der vorliegenden Ausführungsform die kontinuierlich verfügbare Lageinformation durch das GPS-basierte Positionsbestimmungssystem für den autonomen Betrieb des Fahrzeugs 1 verwendet.On the basis of the determined trajectory T, in the present embodiment, the
In Schritt S3 werden Ausrichtungsinformationen bestimmt, nachdem das Fahrzeug 1 die Zwischenposition erreicht hat. In der vorliegenden Ausführungsform können Ausrichtungsinformationen von einer oder mehreren der Erfassungseinrichtungen erzeugt werden, die die Ausrichtungsbestimmungsmittel 4 aufweisen. Sobald beispielsweise die hintere Kamera 4d den vorderen Abschnitt der Wechselbrücke 2 erfasst und Informationen zur Ausrichtung zwischen Fahrzeug 1 und der Wechselbrücke 2 erzeugen kann, kann bestimmt werden, dass das Fahrzeug 1 die Zwischenposition erreicht hat. In dieser Situation werden alle Erfassungselemente der Ausrichtungsbestimmungsmittel 4 verwendet, um Ausrichtungsinformationen kontinuierlich zu erzeugen.In step S3, alignment information is determined after the
In Schritt S4 wird ein Aufnahmezustand des Fahrzeugs 1 auf der Grundlage der Ausrichtungsinformationen herbeigeführt. In der vorliegenden Ausführungsform wird auf der Grundlage des Signals der Niveauerfassungseinrichtung 4e und unter Verwendung des am Fahrzeug 1 vorgesehenen Niveauregulierungssystems das Niveau des Rahmens 8 und insbesondere der Einspurelemente 6a, 6b, 6c, 6d relativ zum Untergrund so eingestellt, dass die Einspurelemente 6a, 6b, 6c, 6d in den Einspurtunnel 7 der Wechselbrücke 2 einspuren können. Das Vorliegen des Aufnahmezustandes wird durch das Kamerasystem 4c, 4d bestätigt. Außerdem wird in der vorliegenden Ausführungsform auch auf im Voraus erstellte Informationen bezüglich der Geometrie der Wechselbrücke 2 und des Fahrzeugs 1 zurückgegriffen.In step S4, a recording state of the
Bei Schritt S5 wird der autonome Betrieb des Fahrzeugs 1 zum Bewegen des Fahrzeugs 1 von der Zwischenposition zu der Aufnahmeposition durchgeführt. In der Aufnahmeposition kann die Wechselbrücke 2 von dem Fahrzeug 1 aufgenommen werden. Insbesondere ist das Fahrzeug 1 in der Aufnahmeposition vollständig unter die Wechselbrücke 2 gefahren und sind alle Einspurelemente 6a, 6b, 6c, 6d in den Einspurtunnel 7 eingespurt. In dieser Situation ist das in
In der vorliegenden Ausführungsform wird durch Anheben des Fahrzeugs mithilfe des Niveauregulierungssystems nach Erreichen der Aufnahmeposition die Wechselbrücke 2 durch den Rahmen angehoben, so dass die Stützelemente 9 von dem Untergrund abheben. Die Stützelemente 9 werden nun hochgeklappt und können an dieser Position verriegelt werden. Dieser Vorgang kann in der vorliegenden Ausführungsform ebenfalls automatisiert mit entsprechenden Betätigungsmitteln vorgenommen werden. In dieser Situation ist das Fahrzeug 1 mit der Wechselbrücke 2 abfahrbereit und kann autonom oder fahrergestützt zu einem vorbestimmten Zielort gefahren werden.In the present embodiment, by lifting the vehicle using the level control system after reaching the pickup position, the
In der vorliegenden Ausführungsform werden die von den Erfassungselementen der Ausrichtungsmittel 4 bereitgestellten Signale fusioniert ausgewertet. Dabei wird beim Anfahren des Fahrzeugs 1 zu der Zwischenposition zuerst das Kamerasystem 4c, 4d verwendet, um die Ausrichtung zwischen Fahrzeug 1 und Wechselbrücke 2 zu bestimmen. Nach weitergehender Rückwärtsfahrt und während der Erfassung der Ausrichtung zwischen Fahrzeug 1 und Wechselbrücke 2 durch das Kamerasystem 4c, 4d wird die Abstandserfassungseinrichtung 4a eingesetzt, um den Abstand zwischen Fahrzeug 1 und Wechselbrücke 2 genau zu bestimmen. Darauf wird noch vor Beginn des Einspurens der Einspurelemente 6a, 6b, 6c, 6d in den Einspurtunnel 7 durch die Niveauerfassungseinrichtung 4e der Abstand des Fahrzeugrahmens 8 in Relation zum Untergrund bestimmt. Nach fortgesetzter Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs 1 in Richtung auf die Wechselbrücke 2 erfassen die laserbasierten Sensoren 4b1, 4b2, die am hinteren Ende des Rahmens 8 montiert sind, die Führungselemente 7a, 7b der Wechselbrücke 2. Nach weitergehender Rückwärtsfahrt erfassen die laserbasierten Sensoren 4b3, 4b4, die im mittleren Bereich des Rahmens 8 angeordnet sind, die Führungselemente 7a, 7b des Einspurtunnels 7.In the present embodiment, the signals provided by the detection elements of the alignment means 4 are fused and evaluated. tet. When the
Somit werden in einer logischen Abfolge die Erfassungselemente der Ausrichtungsbestimmungsmittel 4 in Abhängigkeit von dem Einfahrzustand des Fahrzeugs 1 unter die Wechselbrücke 2 eingesetzt, um das Einspuren durch den autonomen Betrieb des Fahrzeugs 1 zu regeln.Thus, in a logical sequence, the detection elements of the alignment determination means 4 are inserted under the
In der vorliegenden Ausführungsform wird als Lagebestimmungsmittel das GPS-basierte Positionsbestimmungssystem 3a verwendet. In einer abgewandelten Ausführungsform sind an dem Fahrzeug 1 alternativ oder zusätzlich Sensoren eines Leitsystems 3b vorgesehen, die in der Fahrbahn eingelassene Elemente, wie beispielsweise RFID-Elemente erfassen können, deren Position bekannt ist. Auf diese Weise kann das Fahrzeug 1 zwischen der Ausgangsposition und der Zwischenposition entsprechend autonom gesteuert werden.In the present embodiment, the GPS-based
BezugszeichenReference symbols
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Zielobjekt (Wechselbrücke)Target object (swap body)
- 33
- LagebestimmungsmittelPosition determination means
- 3b3b
- PositionsbestimmungssystemPositioning system
- 3c3c
- LeitsystemGuidance system
- 44
- AusrichtungsbestimmungsmittelAlignment determination means
- 4a4a
- AbstandserfassungseinrichtungDistance detection device
- 4b4b
- EinspursensorsystemSingle-track sensor system
- 4b1, 4b2, 4b3, 4b44b1, 4b2, 4b3, 4b4
- Laserbasierte SensorenLaser-based sensors
- 4c, 4d4c, 4d
- KamerasystemCamera system
- 4e4e
- NiveauerfassungseinrichtungLevel detection device
- 55
- SteuerungseinrichtungControl device
- 6a, 6b, 6c, 6d6a, 6b, 6c, 6d
- EinspurelementSingle track element
- 77
- EinspurtunnelSingle-lane tunnel
- 7a, 7b7a, 7b
- FührungselementGuide element
- 88th
- RahmenFrame
- 99
- StützelementSupport element
- 1010
- KofferSuitcase
- TT
- Trajektorie Trajectory
- S1S1
- Bestimmen von LageinformationenDetermining location information
- S2S2
- Ermitteln einer TrajektorieDetermining a trajectory
- S3S3
- Bestimmen von AusrichtungsinformationenDetermining alignment information
- S4S4
- Herbeiführen eines AufnahmezustandsInducing a recording state
- S5S5
- Steuern eines autonomen BetriebsControlling an autonomous operation
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Legal Events
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