DE102018220835A1 - Method and sensor system for autonomous operation of a group of vehicles - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum autonomen Betreiben eines Fahrzeugverbunds abseits von Straßen, mit einem Erfassen von Informationen mit im Fahrzeugverbund vorhandener Sensorik zum Ermöglichen eines autonomen Betriebs des Fahrzeugverbunds und einem Kommunizieren der erfassten Informationen innerhalb des Fahrzeugverbunds zum Aufrechterhalten des autonomen Betriebs des Fahrzeugverbunds. Das Verfahren wird mit einem Fahrzeugverbund durchgeführt, welcher Fahrzeuge aufweist, die für einen Arbeitsbetrieb abseits von Straßen ausgebildet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Sensorsystem zum autonomen Betreiben eines Fahrzeugverbunds abseits von Straßen, mit einer auf Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds anordbaren Sensorik zum Erfassen von Informationen, Kommunikationsmitteln zum Kommunizieren der erfassten Informationen innerhalb des Fahrzeugverbunds und einem Steuersystem zum Durchführen des Verfahrens. The invention relates to a method for autonomously operating a vehicle network away from roads, with detecting information with sensors present in the vehicle network to enable autonomous operation of the vehicle network and communicating the detected information within the vehicle network to maintain the autonomous operation of the vehicle network. The method is carried out with a group of vehicles which have vehicles which are designed for work away from roads. The invention further relates to a sensor system for autonomous operation of a vehicle network away from roads, with a sensor system that can be arranged on vehicles of the vehicle network for recording information, communication means for communicating the recorded information within the vehicle network and a control system for performing the method.
Description
Technisches GebietTechnical field
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein Sensorsystem zum Betreiben eines Fahrzeugverbunds. Die vorliegende Erfindung bezieht sich zudem auf ein Steuersystem zum Durchführen eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method and a sensor system for operating a group of vehicles. The present invention also relates to a control system for performing such a method.
Stand der TechnikState of the art
Für einen Betrieb eines Fahrzeugs, ist es bekannt, Sensorik vorzusehen, mit welcher ein autonomer Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht werden kann. In der
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum autonomen Betreiben eines Fahrzeugverbunds. Das Verfahren wird abseits von Straßen mit einem Fahrzeugverbund durchgeführt, welcher Fahrzeuge aufweist, die für einen Arbeitsbetrieb abseits von Straßen ausgebildet sind. Der Arbeitsbetrieb abseits von Straßen kann den Betrieb beziehungsweise das Arbeiten des Fahrzeugverbunds auf einer landwirtschaftlichen Nutzfläche und/oder Baustelle umfassen.The invention relates to a method for autonomously operating a group of vehicles. The method is carried out off-road with a vehicle network which has vehicles which are designed for work operation off-road. Working away from roads can include operating or working the vehicle network on an agricultural area and / or construction site.
Der Fahrzeugverbund kann als autonomer Fahrzeugverbund ausgebildet sein. Der Fahrzeugverbund kann mindestens zwei Fahrzeuge aufweisen, welche als autonome Fahrzeuge ausgebildet sein können. Bei den Fahrzeugen kann es sich um Arbeitsmaschinen handeln. In einem Beispiel kann es sich bei den Fahrzeugen um Landmaschinen handeln, welche auf der landwirtschaftlichen Nutzfläche autonom betrieben werden können. In einem weiteren Beispiel kann es sich bei den Fahrzeugen um Landmaschinen oder Baumaschinen handeln, welche auf der Baustelle autonom betrieben werden können. Zumindest ein Fahrzeug des Fahrzeugverbunds kann zum Ausführen von Arbeitsaufgaben im Arbeitsbetrieb abseits von Straßen mit einer Ladefläche oder einem Werkzeug ausgerüstet sein.The vehicle group can be designed as an autonomous vehicle group. The vehicle network can have at least two vehicles, which can be designed as autonomous vehicles. The vehicles can be work machines. In one example, the vehicles can be agricultural machines that can be operated autonomously on the agricultural area. In a further example, the vehicles can be agricultural machines or construction machines that can be operated autonomously on the construction site. At least one vehicle of the vehicle network can be equipped with a loading area or a tool for carrying out work tasks in work operations away from roads.
Der Fahrzeugverbund kann ein Leitfahrzeug aufweisen, welches den Betrieb zumindest eines Folgefahrzeugs vorgibt. Der Fahrzeugverbund kann auch als Fahrzeugkonvoi mit einem vorausfahrenden Fahrzeug und mindestens einem nachfolgenden Fahrzeug betrieben werden.The vehicle network can have a leading vehicle, which specifies the operation of at least one following vehicle. The vehicle network can also be operated as a vehicle convoy with a vehicle in front and at least one vehicle behind.
Das autonome Betreiben des Fahrzeugverbunds kann einen autonomen Betrieb von einem oder mehreren Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds gemäß einem der Level von Level eins bis fünf der Klassifizierung des autonomen Fahrens in Europa aufweisen. Das autonome Betreiben kann dabei als niedrigste Autonomiestufe auch eine Fahrerassistenz aufweisen, welche einen Fahrer beim Betreiben eines Fahrzeugs des Fahrzeugverbunds unterstützt. Das autonome Betreiben kann ferner ein teil- oder vollautomatisiertes Betreiben von einem oder mehreren Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds aufweisen. Bei dem autonomen Betreiben des Fahrzeugverbunds können so zumindest die Folgefahrzeuge oder die nachfolgenden Fahrzeuge fahrerlos betrieben werden. Zusätzlich kann auch das Leitfahrzeug oder das vorausfahrende Fahrzeug fahrerlos betrieben werden.The autonomous operation of the vehicle group can have an autonomous operation of one or more vehicles of the vehicle group according to one of the levels from level one to five of the classification of autonomous driving in Europe. As the lowest level of autonomy, autonomous operation can also have driver assistance which supports a driver in operating a vehicle of the vehicle network. Autonomous operation can also include partially or fully automated operation of one or more vehicles in the vehicle network. In the autonomous operation of the vehicle group, at least the following vehicles or the following vehicles can be operated without a driver. In addition, the lead vehicle or the vehicle in front can also be operated without a driver.
Der autonomen Betrieb des Fahrzeugverbunds kann mindestens eine autonome Betriebsfunktion umfassen. Beispiele für eine autonome Betriebsfunktion können ein autonomes Abfahren einer Trajektorie, ein autonomes Erkennen und Umfahren von Hindernissen in einem autonom abzufahrenden Fahrtweg oder der autonome Einsatz von Werkzeugen sein.The autonomous operation of the vehicle network can include at least one autonomous operating function. Examples of an autonomous operating function can be an autonomous traversing of a trajectory, an autonomous detection and circumvention of obstacles in an autonomously driving route or the autonomous use of tools.
Das Betreiben des Fahrzeugverbunds abseits von Straßen kann sogenannte Off-Highway-Anwendungen für einen Fahrzeugverbund umfassen. Das Betreiben des Fahrzeugverbunds abseits von Straßen schließt ein ausschließliches Betreiben des Fahrzeugverbunds auf öffentlichen Straßen aus. Ein Betreiben des Fahrzeugverbunds auf privaten Straßen kann dagegen von dem Betreiben des Fahrzeugverbunds abseits von Straßen umfasst sein.Operating the vehicle network away from roads can include so-called off-highway applications for a vehicle network. Operating the vehicle network away from roads excludes the exclusive operation of the vehicle network on public roads. In contrast, operating the vehicle network on private roads may include operating the vehicle network away from roads.
Die Erfindung umfasst ein Erfassen von Informationen mit im Fahrzeugverbund vorhandener Sensorik zum Ermöglichen eines autonomen Betriebs des Fahrzeugverbunds. Dies wird abseits von Straßen durchgeführt. Bei den Informationen kann es sich grundsätzlich um umfeldbasierte oder fahrzeugspezifische Informationen handeln, welche für den autonomen Betrieb des Fahrzeugverbunds verwendet werden können. Die Informationen können daher Sensorinformationen sein. Bei den umfeldbasierten Informationen kann es sich um Informationen zum Umfeld als solches und/oder um Informationen über stationäre oder dynamische Objekte im Umfeld handeln. Bei den fahrzeugspezifischen Informationen kann es sich um Betriebsparameter von mindestens einem Fahrzeug des Fahrzeugverbunds oder um Information zum Aufenthaltsort oder zum Bewegungsverhalten von dem mindestens einen Fahrzeug des Fahrzeugverbunds handeln.The invention encompasses the acquisition of information with sensors in the vehicle network to enable autonomous operation of the vehicle network. This is done away from roads. The information can in principle be environment-based or vehicle-specific information, which can be used for the autonomous operation of the vehicle network. The information can therefore be sensor information. The environment-based information can be information about the environment as such and / or information about stationary or dynamic objects in the environment. The vehicle-specific information can be operating parameters of at least one vehicle of the group of vehicles or information about the location or the movement behavior of the at least one vehicle of the group of vehicles.
Die Sensorik im Fahrzeugverbund kann ein Umfelderfassungssystem umfassen, welches mindestens einen Sensor zum Erfassen eines Fahrzeugumfelds aufweisen kann. Ein derartiges Umfelderfassungssystem kann auf jedem der Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds vorhanden sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Sensorik im Fahrzeugverbund ein Navigationssystem umfassen, welches mindestens einen Sensor zum Navigieren eines Fahrzeugs des Fahrzeugverbunds aufweisen kann. Ein derartiges Navigationssystem kann auf mindestens einem der Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds vorhanden sein.The sensors in the vehicle network can include an environment detection system, which can have at least one sensor for detecting a vehicle environment. Such an environment detection system can be present on each of the vehicles in the vehicle network. Alternatively or In addition, the sensors in the vehicle network can comprise a navigation system, which can have at least one sensor for navigating a vehicle of the vehicle network. Such a navigation system can be present on at least one of the vehicles in the vehicle network.
Die Erfindung umfasst ferner ein Kommunizieren der erfassten Informationen innerhalb des Fahrzeugverbunds zum Aufrechterhalten des autonomen Betriebs des Fahrzeugverbunds. Dies wird abseits von Straßen durchgeführt. Das Kommunizieren der erfassten Informationen kann ein Austauschen von Informationen zwischen mindestens zwei Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds aufweisen. Das Kommunizieren kann daher ein bidirektionales Kommunizieren der erfassten Informationen zwischen mindestens zwei Fahrzeugen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Kommunizieren das Übermitteln von Informationen von einem Fahrzeug zu einem anderen Fahrzeug des Fahrzeugverbunds aufweisen. Das Kommunizieren kann daher ein unidirektionales Kommunizieren der erfassten Informationen zwischen mindestens zwei Fahrzeugen aufweisen. The invention further comprises communicating the acquired information within the vehicle group in order to maintain the autonomous operation of the vehicle group. This is done away from roads. The communication of the acquired information can include an exchange of information between at least two vehicles of the vehicle group. The communication can therefore have a bidirectional communication of the acquired information between at least two vehicles. As an alternative or in addition, the communication can include the transmission of information from one vehicle to another vehicle in the vehicle network. The communication can therefore have a unidirectional communication of the acquired information between at least two vehicles.
Für das Aufrechterhalten des autonomen Betriebs kann es erforderlich sein, die erfassten und/oder kommunizierten Informationen zu kombinieren, zu verarbeiten und/oder auszuwerten.In order to maintain autonomous operation, it may be necessary to combine, process and / or evaluate the information recorded and / or communicated.
Im Rahmen der Erfindung werden für das autonome Betreiben eines Fahrzeugverbunds abseits von Straßen von dem Fahrzeugverbund erfasste Informationen innerhalb des Fahrzeugverbunds fahrzeugübergreifend zur Verfügung gestellt beziehungsweise geteilt. Dadurch kann ein notwendiges Eingreifen eines Fahrers oder Bedieners des Fahrzeugverbunds zum Aufrechterhalten des autonomes Betriebs des Fahrzeugverbunds aufgrund eines Mangels an Informationen vermieden werden. Ein Ausfallen eines Sensors auf einem Fahrzeug kann so durch ein Vorhandensein und eine Informationserfassung eines weiteren Sensors auf einem weiteren Fahrzeug im Fahrzeugverbund kompensiert werden. Zudem können Sensoren im Fahrzeugverbund eingespart werden, in dem erfasste Informationen geteilt werden. Ein Grundgedanke der Erfindung kann somit darin gesehen werden, dass von Fahrzeugen eines autonomen Fahrzeugverbunds bereitgestellte Sensordaten fahrzeugübergreifend verwendet werden.Within the scope of the invention, information acquired by the vehicle network for the autonomous operation of a vehicle network outside of roads is made available or shared across the vehicle network within the vehicle network. A necessary intervention by a driver or operator of the vehicle group to maintain the autonomous operation of the vehicle group due to a lack of information can thereby be avoided. Failure of a sensor on a vehicle can thus be compensated for by the presence and information acquisition of another sensor on another vehicle in the vehicle network. In addition, sensors in the vehicle network can be saved by sharing recorded information. A basic idea of the invention can thus be seen in the fact that sensor data provided by vehicles of an autonomous vehicle group are used across vehicles.
In einer Ausführungsform weist das Verfahren ein redundantes Erfassen von Informationen mit der im Fahrzeugverbund vorhandenen Sensorik und ein zumindest teilweises Kommunizieren der redundant erfassten Informationen innerhalb des Fahrzeugverbunds auf. Redundant erfasste Informationen können ein redundant erfasstes Umfeld des Fahrzeugverbunds und/oder redundant erfasste Objektinformationen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich können redundant erfasste Informationen redundant erfasste Fahrzeugparameter oder Fahrzeugpositionen eines Fahrzeugs des Fahrzeugverbunds aufweisen. Derartige Redundanzkonzepte können in vorteilhafter Weise die Zuverlässigkeit und Sicherheit des autonomen Betriebs des Fahrzeugverbund steigern. Zudem können auf einem Fahrzeug vorhandene Informationen mit Informationen, welche von einem anderen erfasst worden sind oder auf diesem vorhanden sind, überprüft werden oder qualitativ verbessert werden. Eine ohne Redundanz in der Informationserfassung möglicherweise unerkannt bleibende Fehlfunktion eines Sensors kann so rechtzeitig erkannt werden, bevor der autonome Betrieb des Fahrzeugverbunds gestört werden kann oder zu einem Schaden führen kann.In one embodiment, the method has a redundant detection of information with the sensor system present in the vehicle network and an at least partial communication of the redundantly recorded information within the vehicle network. Redundantly recorded information can have a redundantly recorded environment of the vehicle group and / or redundantly recorded object information. Alternatively or additionally, information recorded redundantly can have vehicle parameters or vehicle positions of a vehicle of the vehicle group that are recorded redundantly. Such redundancy concepts can advantageously increase the reliability and safety of the autonomous operation of the vehicle network. In addition, information available on a vehicle can be checked or improved in terms of quality with information that has been recorded by or is present on another. A malfunction of a sensor that may remain undetected without redundancy in the information acquisition can thus be recognized in good time before the autonomous operation of the vehicle network can be disturbed or can lead to damage.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren ein Erfassen von Information zum Aufenthaltsort eines Objekts im Umfeld des Fahrzeugverbunds mit im Fahrzeugverbund vorhandener Umfelderfassungssensorik auf. In dieser Ausführungsform weist das Verfahren zudem ein Kommunizieren der erfassten Information zum Vermeiden einer Kollision des Fahrzeugverbunds mit dem Objekt auf. Das Erfassen des Fahrzeugumfelds kann ein punktwolkenbasiertes Erfassen und/oder bildbasiertes Erfassen eines Fahrzeugumfelds mit entsprechender Sensorik auf mindestens einem Fahrzeug des Fahrzeugverbunds aufweisen. Bei der Sensorik kann es sich beispielsweise um mindestens einen Radarsensor, Laserscanner und/oder Ultraschallsensor handeln, um eine zwei- oder dreidimensionale Punktwolke des Umfelds zu erfassen. Ein Vorteil einer derartigen Umfelderfassung kann ein Erkennen eines Hindernisses im Fahrtweg des Fahrzeugverbunds sein, um eine Kollision mit dem Hindernis durch ein autonomes Ausweichmanöver von mindestens einem Fahrzeug des Fahrzeugverbunds zu vermeiden.In a further embodiment, the method comprises acquiring information about the location of an object in the environment of the vehicle group with the environment detection sensor system present in the vehicle group. In this embodiment, the method also comprises communicating the acquired information in order to avoid a collision of the vehicle group with the object. The detection of the vehicle environment can include point cloud-based detection and / or image-based detection of a vehicle environment with corresponding sensors on at least one vehicle of the vehicle group. The sensor system can be, for example, at least one radar sensor, laser scanner and / or ultrasound sensor in order to detect a two- or three-dimensional point cloud of the surroundings. An advantage of such an environment detection can be the detection of an obstacle in the route of the vehicle group in order to avoid a collision with the obstacle by an autonomous evasive maneuver of at least one vehicle of the vehicle group.
In einer weiteren Ausführungsform weist das das Erfassen von Informationen ein Erfassen von Kamerabildern eines Umfelds des Fahrzeugverbunds mit im Fahrzeugverbund vorhandenen Kameras auf. In dieser Ausführungsform weist das Kommunizieren der erfassten Informationen ein Kommunizieren der erfassten Kamerabilder innerhalb des Fahrzeugverbunds auf. Hierfür kann auf jedem Fahrzeug des Fahrzeugverbunds mindestens eine Kamera angeordnet sein, welche dazu ausgebildet ist, das jeweilige fahrzeugeigene Umfeld zu erfassen. In Kamerabildern können Hindernisse für eine Kollisionsvermeidung in zuverlässiger Weise mittels Bildverarbeitung erkannt werden. Neben Echtfarbenbildern können hierfür beispielsweise auch Infrarotbilder verwendet werden, um ein lebendes Objekt zu erkennen. In a further embodiment, the capturing of information comprises capturing camera images of an environment of the vehicle group with cameras present in the vehicle group. In this embodiment, communicating the captured information comprises communicating the captured camera images within the vehicle network. For this purpose, at least one camera can be arranged on each vehicle of the vehicle group, which camera is designed to capture the respective vehicle's own surroundings. Obstacles for collision avoidance can be reliably identified in camera images by means of image processing. In addition to true color images, infrared images can also be used to recognize a living object.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Erfassen von Informationen ein Erfassen von Positionsinformationen des Fahrzeugverbunds mit im Fahrzeugverbund vorhandener Positionserfassungssensorik auf. In dieser Ausführungsform weist das Kommunizieren der erfassten Informationen ein Kommunizieren der erfassten Informationen zum Navigieren des Fahrzeugverbunds auf. Erfasste Positionsinformationen können absolute Fahrzeugpositionen in einem fahrzeugübergreifenden Koordinatensystem und/oder relative Fahrzeugpositionen in einem fahrzeugeigenen Koordinatensystem aufweisen. In a further embodiment, the acquisition of information comprises an acquisition of position information of the vehicle group with position detection sensor systems present in the vehicle group. In this embodiment, communicating the acquired information comprises communicating the acquired information for navigating the vehicle group. Position information recorded can have absolute vehicle positions in a cross-vehicle coordinate system and / or relative vehicle positions in a vehicle-specific coordinate system.
Ein Erfassen von absoluten Positionsinformationen kann ein satellitengestütztes Erfassen von Fahrzeugpositionen mit entsprechender Sensorik auf mindestens einem Fahrzeug des Fahrzeugverbunds aufweisen. Bei der Sensorik kann es sich beispielsweise um einen Empfänger für GNSS-Navigationssignale handeln, um eine absolute Position oder Trajektorie eines Fahrzeugs im Fahrzeugverbund zu erfassen. Ein derartiger Empfänger kann beispielsweise eine GPS-Antenne sein. Ein Erfassen von relativen Positionsinformationen kann ein Erfassen einer Richtung und/oder einer Distanz zwischen zwei Fahrzeugen mit entsprechender Sensorik auf mindestens einem Fahrzeug des Fahrzeugverbunds aufweisen. Bei der Sensorik kann es sich beispielsweise um einen Laserscanner oder einen Ultraschallsensor handeln, um eine relative Position eines Fahrzeugs im Fahrzeugverbund bezüglich eines mit der Sensorik ausgerüsteten Fahrzeugs im Fahrzeugverbund zu erfassen.Acquisition of absolute position information can include satellite-based acquisition of vehicle positions with corresponding sensors on at least one vehicle in the vehicle network. The sensor system can be, for example, a receiver for GNSS navigation signals in order to detect an absolute position or trajectory of a vehicle in the vehicle network. Such a receiver can be, for example, a GPS antenna. Detection of relative position information can include detection of a direction and / or a distance between two vehicles with corresponding sensors on at least one vehicle of the vehicle group. The sensor system can be, for example, a laser scanner or an ultrasound sensor in order to detect a relative position of a vehicle in the vehicle network with respect to a vehicle equipped with the sensor system in the vehicle network.
Basierend auf einer erfassten absoluten Position eines Fahrzeugs sowie einer erfassten relativen Position eines weiteren Fahrzeugs bezüglich des Fahrzeugs, kann mittels polarem Anhängen die absolute Position von dem weiteren Fahrzeug berechnet werden. Die berechnete absolute Position kann im Fahrzeugverbund kommuniziert werden. Somit kann eine absolute Position eines Fahrzeugs auch ohne fahrzeugeigene Sensorik im Fahrzeugverbund erfasst und kommuniziert werden.Based on a detected absolute position of a vehicle and a detected relative position of another vehicle with respect to the vehicle, the absolute position of the further vehicle can be calculated by means of polar appending. The calculated absolute position can be communicated in the vehicle network. This means that an absolute position of a vehicle can be recorded and communicated in the vehicle network even without the vehicle's own sensors.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Kommunizieren der erfassten Informationen innerhalb des Fahrzeugverbunds ein fahrzeugübergreifendes Übertragen erfasster Informationen zum Fusionieren von Informationen verschiedener Fahrzeuge innerhalb des Fahrzeugverbunds auf. Das Fusionieren von Informationen kann ein Kombinieren von Informationen aufweisen. Das Übertragen erfasster Informationen kann ein Ergänzen von Informationen, welche von einem Fahrzeug erfasst werden können, mit Informationen, welche von einem anderen Fahrzeug des Fahrzeugverbunds erfasst werden können, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Übertragen erfasster Informationen ein Ersetzen von Informationen, welche von einem Fahrzeug nicht erfasst werden können, mit Informationen, welche von einem anderen Fahrzeug des Fahrzeugverbunds erfasst werden können, aufweisen. Die Nichterfassbarkeit von Informationen kann als Grund einen Ausfall oder ein Nichtvorhandensein eines Sensors auf einem Fahrzeug haben. Ein Vorteil eines derartigen Fusionierens von Informationen kann ein Bereitstellen von Informationen bezüglich des Umfelds oder der Position eines Fahrzeugs auf demselben ermöglichen. Dies kann der Fall sein, obwohl auf diesem Fahrzeug entsprechende Sensorik zum Erzeugen dieser Informationen nicht vorhanden oder ausgefallen sein kann.In a further embodiment of the method, the communication of the recorded information within the group of vehicles comprises a transfer of recorded information across vehicles for the merging of information from different vehicles within the group of vehicles. Merging information can include combining information. The transmission of captured information can include supplementing information that can be captured by a vehicle with information that can be captured by another vehicle in the vehicle network. As an alternative or in addition, the transmission of recorded information can include replacing information that cannot be recorded by a vehicle with information that can be recorded by another vehicle in the vehicle network. The non-detectability of information can be due to a failure or the absence of a sensor on a vehicle. An advantage of such a merging of information can make it possible to provide information regarding the surroundings or the position of a vehicle thereon. This can be the case, although appropriate sensors for generating this information cannot be present or have failed on this vehicle.
Das fahrzeugübergreifende Übertragen von erfassten Informationen zum Fusionieren von Informationen kann ein Zugreifen auf eine sekundäre Datenerfassung mit einer sekundären Sensorik innerhalb des Fahrzeugverbunds aufweisen. Dies kann aufgrund eines Ausfalls einer primären Datenerfassung mit einer primären Sensorik innerhalb des Fahrzeugverbunds durchgeführt werden. Die primäre und sekundäre Datenerfassung können eine redundante Datenerfassung darstellen. Ein Abbruch des autonomen Betriebs des Fahrzeugverbunds aufgrund eines Sensorausfalls kann so in vorteilhafter Weise vermieden werden.The cross-vehicle transmission of recorded information for the merging of information can include access to a secondary data acquisition with a secondary sensor system within the vehicle network. This can be carried out due to the failure of a primary data acquisition with a primary sensor system within the vehicle network. The primary and secondary data acquisition can represent redundant data acquisition. A termination of the autonomous operation of the vehicle network due to a sensor failure can thus be avoided in an advantageous manner.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist ein Transformieren der kommunizierten Informationen in ein fahrzeugspezifisches Koordinatensystem auf. Das Transformieren kann ein Transformieren von Information von einem Sensorkoordinatensystem in ein weiteres Sensorkoordinatensystem oder ein Fahrzeugkoordinatensystem aufweisen. Eine Transformation kann eine Translation und/oder eine Rotation aufweisen. Ein Transformieren von in verschiedenen Koordinatensystemen erfassten Informationen in ein gemeinsames Koordinatensystem kann das Fusionieren der Informationen ermöglichen.Another embodiment of the method comprises transforming the communicated information into a vehicle-specific coordinate system. The transforming may include transforming information from one sensor coordinate system to another sensor coordinate system or a vehicle coordinate system. A transformation can have a translation and / or a rotation. Transforming information captured in different coordinate systems into a common coordinate system can allow the information to be merged.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist ein Berücksichtigen eines Qualitätsparameters der kommunizierten Informationen bei einem Entscheiden über das Aufrechterhalten des autonomen Betriebs des Fahrzeugverbunds auf. Bei dem Qualitätsparameter kann es sich um eine Genauigkeit oder Zuverlässigkeit der erfassten Informationen handeln. So kann beispielsweise eine Erfassungsgenauigkeit eines Objekts im Umfeld des Fahrzeugverbunds oder eine Positionsgenauigkeit eines Fahrzeugs des Fahrzeugverbunds für den autonomen Betrieb berücksichtigt werden. Innerhalb des Fahrzeugverbunds erfasste Informationen können so bei einer Entscheidung über das Aufrechterhalten oder Abbrechen des autonomen Betriebs mit unterschiedlicher Gewichtung berücksichtigt werden.A further embodiment of the method includes taking into account a quality parameter of the communicated information when making a decision about maintaining the autonomous operation of the vehicle network. The quality parameter can be an accuracy or reliability of the information recorded. For example, a detection accuracy of an object in the environment of the vehicle network or a position accuracy of a vehicle of the vehicle network can be taken into account for autonomous operation. Information recorded within the vehicle network can thus be taken into account with a different weighting when deciding whether to maintain or terminate autonomous operation.
Grundsätzlich kann jede Teilmenge der im Fahrzeugverbund erfassten Informationen als Basis für ein Entscheiden über das Aufrechterhalten des autonomen Betriebs des Fahrzeugverbunds herangezogen werden. Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens weist ein Entscheiden über das Aufrechterhalten des autonomen Betriebs des Fahrzeugverbunds basierend auf einem neuronalen Netz auf, welches auf den erfassten und/oder kommunizierten Informationen als Eingabewerte basiert. Zudem können die Qualitätsparameter der erfassten und/oder kommunizierten Informationen als Gewichtungen innerhalb des neuronalen Netzes verwendet werden. Ein Ausgabewert des neuronalen Netzes kann beispielsweise eine Kollisionswahrscheinlichkeit von zumindest einem Fahrzeug des Fahrzeugverbunds mit einem Objekt im Umfeld desselben sein. Mittels des neuronalen Netzes kann so beispielsweise eine Entscheidung über ein Weiterfahren, ein Umfahren eines Hindernisses oder ein Anhalten des Fahrzeugverbunds getroffen werden. In principle, each subset of the information recorded in the vehicle group can be used as the basis for a decision about maintaining the autonomous operation of the vehicle group. An advantageous embodiment of the method has a decision about maintaining the autonomous operation of the vehicle network based on a neural network which is based on the acquired and / or communicated information as input values. In addition, the quality parameters of the recorded and / or communicated information can be used as weightings within the neural network. An output value of the neural network can, for example, be a collision probability of at least one vehicle of the vehicle network with an object in the vicinity of the same. The neural network can thus be used, for example, to make a decision about driving on, driving around an obstacle or stopping the vehicle network.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Steuersystem für Fahrzeuge eines Fahrzeugverbunds zum Durchführen des Verfahrens zum autonomen Betreiben eines Fahrzeugverbunds abseits von Straßen oder einer der Ausführungsformen des Verfahrens. Das Steuersystem weist hierfür Steuereinrichtungen auf den Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds auf. Die Steuereinrichtungen weisen mindestens eine Schnittstelle zum Einlesen von Informationen, welche mit im Fahrzeugverbund vorhandener Sensorik zum Ermöglichen eines autonomen Betriebs des Fahrzeugverbunds erfasst worden sind, auf. Die Steuereinrichtungen weisen zudem Schnittstellen zum Kommunizieren der eingelesenen Informationen innerhalb des Fahrzeugverbunds zum Aufrechterhalten des autonomen Betriebs des Fahrzeugverbunds auf. Zudem können die Steuereinrichtungen entsprechende Eingänge oder Ausgänge beziehungsweise Schnittstellen zum Durchführen von weiteren beschriebenen Verfahrensschritten aufweisen.The invention further relates to a control system for vehicles of a group of vehicles for performing the method for autonomously operating a group of vehicles away from roads or one of the embodiments of the method. For this purpose, the control system has control devices on the vehicles of the vehicle network. The control devices have at least one interface for reading in information that has been recorded with sensors in the vehicle network to enable autonomous operation of the vehicle network. The control devices also have interfaces for communicating the read-in information within the group of vehicles in order to maintain the autonomous operation of the group of vehicles. In addition, the control devices can have corresponding inputs or outputs or interfaces for carrying out further described method steps.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Sensorsystem zum autonomen Betreiben eines Fahrzeugverbunds abseits von Straßen, welcher Fahrzeuge aufweist, die für einen Arbeitsbetrieb abseits von Straßen ausgebildet sind. Das Sensorsystem weist eine auf Fahrzeugen des Fahrzeugverbunds anordbare Sensorik zum Erfassen von Informationen für ein Ermöglichen eines autonomen Betriebs des Fahrzeugverbunds auf. Das Sensorsystem weist ferner Kommunikationsmitteln zum Kommunizieren der erfassten Informationen innerhalb des Fahrzeugverbunds für ein Aufrechterhalten des autonomen Betriebs des Fahrzeugverbunds und das Steuersystem auf. Bei den Kommunikationsmitteln kann es sich um drahtlose Kommunikationsmittel handeln.The invention also relates to a sensor system for the autonomous operation of a vehicle network off-road, which has vehicles that are designed for work operation off-road. The sensor system has a sensor system that can be arranged on vehicles of the group of vehicles for acquiring information to enable autonomous operation of the group of vehicles. The sensor system also has communication means for communicating the acquired information within the vehicle network for maintaining the autonomous operation of the vehicle network and the control system. The means of communication can be wireless means of communication.
FigurenlisteFigure list
-
1 zeigt eine Draufsicht auf einen Fahrzeugverbund zur Erläuterung des Verfahrens und des Sensorsystems zum autonomen Betreiben des Fahrzeugverbunds.1 shows a plan view of a vehicle group to explain the method and the sensor system for autonomous operation of the vehicle group. -
2 zeigt eine weitere Draufsicht auf den Fahrzeugverbund zur weiteren Erläuterung des Verfahrens und des Sensorsystems zum autonomen Betreiben des Fahrzeugverbunds.2nd shows a further top view of the vehicle group to further explain the method and the sensor system for autonomous operation of the vehicle group. -
3 zeigt eine Draufsicht auf Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds zum Erläutern eines Fusionierens von erfassten Informationen.3rd shows a top view of vehicles of the vehicle group for explaining a fusion of acquired information. -
4 zeigt ein neuronales Netz, welches auf erfassten Informationen eines Fahrzeugs des Fahrzeugverbunds basiert.4th shows a neural network, which is based on recorded information of a vehicle of the vehicle group. -
5 zeigt schematisch ein neuronales Netz, welches auf erfassten und kommunizierten Informationen mehrerer Fahrzeuge des Fahrzeugverbunds basiert.5 shows schematically a neural network, which is based on acquired and communicated information of several vehicles of the vehicle group. -
6 zeigt ein Ablaufdiagramm mit Verfahrensschritten zum Durchführen des Verfahrens zum autonomen Betreiben eines Fahrzeugverbunds.6 shows a flowchart with method steps for performing the method for autonomous operation of a vehicle group.
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
In
Wie in
Auf den Fahrzeugen
In
In
In
In
In
In einem ersten Schritt
Durch Bereitstellen einer derart redundanten Informationserfassung mit in dem Fahrzeugverbund vorhandenen Kameras
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 1010th
- FahrzeugverbundVehicle network
- 1111
- Fahrzeugvehicle
- 1212
- Kameracamera
- 1313
- KamerabildCamera image
- 1414
- FahrzeugkoordinatensystemVehicle coordinate system
- 1515
- fusioniertes Kamerabildmerged camera image
- 16 16
- KommunikationsmittelMeans of communication
- 2020th
- Umfeldenvironment
- 2222
- Objektobject
- 2323
- ObjektkoordinatenObject coordinates
- 2424th
- transformierte Objektkoordinatentransformed object coordinates
- 2525th
- ObjektkoordinatenObject coordinates
- 3030th
- SteuereinrichtungControl device
- 4040
- neuronales Netzneural network
- 4141
- PositionsinformationPosition information
- 4242
- UmfeldinformationEnvironment information
- 4343
- NahbereichsinformationShort-range information
- 4444
- VerarbeitungsknotenProcessing node
- 4545
- AusgabeknotenOutput node
- S1S1
- InformationserfassungInformation gathering
- S2S2
- InformationskommunikationInformation communication
- S3S3
- InformationstransformationInformation transformation
- S4S4
- BetriebsaufrechterhaltungBusiness continuity
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102014216257 A1 [0002]DE 102014216257 A1 [0002]
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- 2019-12-03 WO PCT/EP2019/083370 patent/WO2020114987A1/en active Application Filing
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Also Published As
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