DE102019214145A1 - Method for marker-based navigation for autonomously driving transport vehicles - Google Patents
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Abstract
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Marker-basierten Navigation für autonom fahrende Transport-Fahrzeuge beim autonomen Befahren einer mit Markern versehenen Zielstrecke, wobei für jeden Marker ein vorgegebener Navigations-Punkt definiert ist, der vom Transport-Fahrzeug zu überfahren ist, und eine vordefinierte Logik vorgesehen ist, welche bestimmt, welcher Marker als nächstes Navigations-Ziel vom Transport-Fahrzeug anzufahren ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachung des Überfahrens der einzelnen Navigations-Punkte ausgeführt wird und bei Erfassen eines fehlerhaften Überfahrens eines Navigations-Punkts die Abweichung zum Navigations-Punkt ermittelt und abgespeichert wird, und alle Abweichungen über die gesamte abgefahrene Zielstrecke als Fehlermaß bestimmt werden.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Marker-basierten Navigation für autonom fahrende Transport-Fahrzeuge beim autonomen Befahren einer mit Markern versehenen Zielstrecke.The present invention relates to a method for marker-based navigation for autonomously driving transport vehicles when driving autonomously on a target route provided with markers.
In einigen Industriezweigen können Transport-Fahrzeuge bereits eine Zielstrecke autonom befahren oder eine vorgegebene Aufgabe erledigen ohne dabei an Hindernissen anzustoßen. Solche Transport-Fahrzeuge sind beispielsweise Stapler oder Schleppfahrzeuge (Englisch: Tugger). Zur autonomen Navigation oder auch zur Ausführung einer Aufgabe werden häufig sogenannte Marker bzw. Markierungen verwendet, die entlang der Zielstrecke angebracht sind und denen das Transport-Fahrzeug folgt. Ein Beispiel ist ein sogenannter Fiducial Marker, der bei kamerabasierten Systemen verwendet werden kann und eine optisch sichtbare Markierung ist, die als Referenzpunkt dient. Solche Marker werden an einer vorgegebenen Position vorgesehen und in einer Karte eingetragen oder durch das Fahrzeug angelernt, so dass es die Position des Markers innerhalb der Karte kennt. Das Fahrzeug wird sich innerhalb der vorgegebenen Karte unter Zuhilfenahme seines Sensorsystems, also z.B. mittels einer oder mehreren Kameras oder anderer Sensoren je nach Art der Marker, positionieren und Trajektorien berechnen, um Fahr- und/oder Arbeitsanweisungen möglichst kollisionsfrei auszuführen.In some branches of industry, transport vehicles can already drive a target route autonomously or complete a given task without bumping into any obstacles. Such transport vehicles are, for example, forklifts or towing vehicles (English: Tugger). For autonomous navigation or also to carry out a task, so-called markers or markings are often used, which are attached along the target route and which the transport vehicle follows. One example is a so-called fiducial marker, which can be used in camera-based systems and is an optically visible marking that serves as a reference point. Such markers are provided at a predetermined position and entered on a map or learned by the vehicle so that it knows the position of the marker within the map. The vehicle will position itself within the given map with the help of its sensor system, e.g. by means of one or more cameras or other sensors depending on the type of marker, and calculate trajectories in order to carry out driving and / or work instructions as collision-free as possible.
Die Ergebnisse der Detektion, also Marker ID, Position, etc. können z.B. für eine Lokalisierung des Fahrzeugs in einer Karte, eine Detektion von Objekten wie Paletten oder eine Schätzung eines Korrekturwinkels für das Fahrzeug weiterverwendet werden.The results of the detection, i.e. marker ID, position, etc., can be used, for example, to localize the vehicle on a map, detect objects such as pallets or estimate a correction angle for the vehicle.
Zwischen zwei Markern kann das Fahrzeug eine definierte Fahraufgabe erfüllen, also z.B. geradeaus oder eine Kurve fahren. Einige Fahrzeuge fahren nach Modellen wie dem Ackermannmodell oder einem Raupenmodell. Ihre Bewegung lässt sich genau genug steuern und beschreiben. Bei manchen anderen Fahrzeugen ist die Kinematik nicht bekannt, z.B. aktuell beim Stapler. Fahranweisungen werden hier nicht genau (genug) von Fahrzeug durchgeführt. Das liegt daran, dass die implementierte Steuerung des Fahrzeugs unbekannt bzw. in unbekannter Art und Weise dynamisch parametriert ist, also z. B. dass der Sollwinkel ungleich dem Istwinkel eines Rads ist, aber auch dass Lenkradwinkel unbekannt skaliert werden. Somit lässt sich die tatsächlich hinterlegte Strecke des Markers mit den Radsensoren, welche Umdrehungen und Winkel bestimmen, nicht analytisch akkurat genug beschreiben, auch wenn diese sogar überbestimmt. Somit entsteht das Problem, dass trotz akkurater Karten und einer akkuraten Positionierung in der Karte, z.B. mittels einer Kamera zu einem Marker, und genau gerechneter Trajektorie, die Navigationspunkte von Fahrzeugen mit zumindest teilweise unbekannter Kinematik nicht immer genau genug angesteuert werden können.The vehicle can perform a defined driving task between two markers, e.g. drive straight ahead or take a curve. Some vehicles drive according to models such as the Ackermann model or a caterpillar model. Your movement can be controlled and described precisely enough. The kinematics of some other vehicles is not known, e.g. currently for forklifts. Driving instructions are not carried out precisely (enough) by the vehicle. This is due to the fact that the implemented control of the vehicle is unknown or dynamically parameterized in an unknown manner. B. that the target angle is not equal to the actual angle of a wheel, but also that the steering wheel angle is scaled unknown. Thus, the actually stored route of the marker with the wheel sensors, which determine the revolutions and angles, cannot be described analytically accurate enough, even if it is overdetermined. This creates the problem that despite accurate maps and accurate positioning on the map, e.g. by means of a camera to a marker, and a precisely calculated trajectory, the navigation points of vehicles with at least partially unknown kinematics cannot always be controlled with sufficient accuracy.
Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, durch welches eine Navigation eines autonom fahrenden Transport-Fahrzeugs verbessert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.It is therefore an object of this invention to provide a method by which navigation of an autonomously driving transport vehicle is improved. According to the invention, this object is achieved by the features of the independent patent claims. Advantageous configurations are the subject of the dependent claims.
Vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Marker-basierten Navigation für autonom fahrende Transport-Fahrzeuge beim autonomen Befahren einer mit Markern versehenen Zielstrecke, wobei für jeden Marker ein vorgegebener Navigations-Punkt definiert ist, der vom Transport-Fahrzeug zu überfahren ist, und eine vordefinierte Logik vorgesehen ist, welche bestimmt, welcher Marker als nächstes Navigations-Ziel vom Transport-Fahrzeug anzufahren ist. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachung des Überfahrens der einzelnen Navigations-Punkte ausgeführt wird und bei Erfassen eines fehlerhaften Überfahrens eines Navigations-Punkts die Abweichung zum Navigations-Punkt ermittelt und abgespeichert wird, und alle Abweichungen über die gesamte abgefahrene Zielstrecke als Fehlermaß bestimmt werden. Aus den ermittelten Fehlermaßen erfolgt kontinuierlich oder in vorgegebenen Intervallen eine Optimierung der Navigation zum autonomen Befahren der Zielstrecke.A method for marker-based navigation for autonomously driving transport vehicles is proposed when driving autonomously on a target route provided with markers, with a predetermined navigation point being defined for each marker, which the transport vehicle must cross, and a predefined logic is provided is which determines which marker is to be approached by the transport vehicle as the next navigation destination. The method is characterized in that the crossing of the individual navigation points is monitored and, when an incorrect crossing of a navigation point is detected, the deviation from the navigation point is determined and stored, and all deviations over the entire target route traveled are determined as an error measure become. The determined error dimensions are used to optimize the navigation for autonomous travel on the target route, either continuously or at predetermined intervals.
Ziel der Erfindung ist es, Abweichungen zwischen vorgegebener Soll- und Istposition des Transport-Fahrzeugs beim Befahren der Zielstrecke zu erfassen, so dass daraus eine Optimierung der Navigation erfolgen kann.The aim of the invention is to detect deviations between the specified target and actual position of the transport vehicle when driving on the target route, so that navigation can be optimized therefrom.
In einer Ausführung wird die Zielstrecke mehrfach abgefahren und für jedes Abfahren wird ein Fehlermaß ermittelt und gespeichert, d.h. dass das Fehlermaß über die gesamte Zielstrecke ermittelt wird, z.B. durch Summenbildung der einzelnen ermittelten Abweichungen.In one embodiment, the target route is traveled several times and an error measure is determined and stored for each departure, i.e. the error measure is determined over the entire target route, e.g. by adding up the individually determined deviations.
In einer Ausführung erfolgt die Optimierung derart, dass ein optimales Set an Fahranweisungen zum Befahren der Zielstrecke ermittelt und zur automatischen oder manuellen Übernahme vorgeschlagen wird. Es kann beispielsweise die Streckenführung zum Befahren der Zielstrecke derart angepasst werden, dass die Streckenführung mit den kleinsten Fehlermaßen je Navigations-Punkt gewählt und zusammen mit der Startposition und der Fahrzeugparametrierung als Referenz definiert wird. Unter dem Begriff Set an Fahranweisungen sind Anweisungen an das Transport-Fahrzeug zu verstehen, welche die Navigation des Transport-Fahrzeugs auf einer optimierten Streckenführung ermöglichen, die basierend auf dem Fehlermaß ermittelt wurde.In one embodiment, the optimization takes place in such a way that an optimal set of driving instructions for driving on the target route is determined and proposed for automatic or manual transfer. For example, the route for driving on the target route can be adapted in such a way that the route with the smallest error dimensions per navigation point is selected and defined as a reference together with the starting position and the vehicle parameters. The term set of driving instructions are to be understood as instructions to the transport vehicle, which the navigation of the transport vehicle on a Enable optimized routing, which was determined based on the error measure.
In einer alternativen Ausführung erfolgt die Optimierung derart, dass eine Änderung der Position eines oder mehrerer Marker und/oder eines oder mehrerer Navigations-Punkte vorgeschlagen wird. In einer alternativen Ausführung erfolgt die Optimierung derart, dass eine Änderung der Fahrzeugparameter vorgeschlagen wird. Insbesondere im Fall, dass ein oder mehrere Trajektorien-Abschnitte zum Befahren der Zielstrecke nicht ausreichend optimierbar sind, können die zu dem Streckenabschnitt zugehörigen Marker und/oder Navigations-Punkte angepasst und/oder die Fahrzeugparametrierung geändert werden.In an alternative embodiment, the optimization takes place in such a way that a change in the position of one or more markers and / or one or more navigation points is proposed. In an alternative embodiment, the optimization takes place in such a way that a change in the vehicle parameters is proposed. In particular in the event that one or more trajectory sections cannot be sufficiently optimized for driving the target route, the markers and / or navigation points associated with the route section can be adapted and / or the vehicle parameters can be changed.
In einer Ausführung wird für jedes Abfahren der Zielstrecke die Parametrierung des Transport-Fahrzeugs gespeichert. In einer Ausführung wird zu jeder erfassten Abweichung die zugehörige Fahranweisung an das Transport-Fahrzeug abgespeichert. In one embodiment, the parameterization of the transport vehicle is saved each time the target route is traveled. In one embodiment, the associated driving instructions to the transport vehicle are stored for each recorded deviation.
Somit können zusätzliche Parameter für die Optimierung der Navigation herangezogen werden und damit die Optimierung verfeinert werden.In this way, additional parameters can be used to optimize the navigation and thus the optimization can be refined.
In einer Ausführung wird zur Bestimmung des Fehlermaßes für jeden Marker eine Gewichtung vorgegeben. Somit kann die gesamte Zielstrecke betrachtet werden, aber auch nur Teile oder Bereiche mit einzelnen Markern. Vorteilhaft wird die Gewichtung in Abhängigkeit von der Art des aktuellen Streckenabschnitts vorgegeben. Dies ermöglicht es, kritische Streckenabschnitte wie enge Kurven etc. höher zu bewerten und damit bei der Auswahl des besten Sets an Fahranweisungen in einfacher Weise zu berücksichtigen.In one embodiment, a weighting is specified for each marker to determine the degree of error. This means that the entire target route can be viewed, but also only parts or areas with individual markers. The weighting is advantageously specified as a function of the type of the current route section. This enables critical route sections such as tight bends, etc., to be rated higher and thus to be easily taken into account when selecting the best set of driving instructions.
In einer Ausführung erfolgt ein erneutes Befahren der Zielstrecke mittels einem ermittelten optimalen Set an Fahranweisungen ohne sensorbasierte Navigation. Die Fahranweisungen können somit wiederholt ohne weitere kamerabasierte Navigation durchgeführt werden. Somit wird Rechenleistung eingespart.In one embodiment, the target route is driven again using a determined optimal set of driving instructions without sensor-based navigation. The driving instructions can thus be carried out repeatedly without further camera-based navigation. This saves computing power.
In einer Ausführung erfolgt ein erneutes Befahren der Zielstrecke mittels einem ermittelten optimalen Set an Fahranweisungen mit sensorbasierter Validierung. Die Fahranweisungen können somit solange sie zum aktuell durch den Sensor gemessenen Zustand passen durchgeführt werden, z.B. bis der Unterschied zwischen Sollwinkel und Referenz-Sollwinkel sich nicht mehr als z.B. ein Grad unterscheiden.In one embodiment, the target route is driven again using a determined optimal set of driving instructions with sensor-based validation. The driving instructions can thus be carried out as long as they match the state currently measured by the sensor, e.g. until the difference between the target angle and the reference target angle does not differ by more than, for example, one degree.
Ferner wird ein Steuergerät zur Anordnung an einem autonom fahrenden Transport-Fahrzeug bereitgestellt, das mindestens mit einer Steuerung des Transport-Fahrzeugs sowie mit einer Sensorik zur Erfassung der Abweichung zwischen Istposition und Sollposition des Transport-Fahrzeugs in Kommunikationsverbindung steht, und das dazu eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren auszuführen.Furthermore, a control device is provided for arrangement on an autonomously driving transport vehicle, which is in communication connection at least with a control of the transport vehicle and with a sensor system for detecting the deviation between the actual position and the target position of the transport vehicle, and which is set up to carry out the procedure described.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.Further features and advantages of the invention emerge from the following description of exemplary embodiments of the invention, with reference to the figures of the drawing, which shows details according to the invention, and from the claims. Preferred embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings.
Wie bereits einleitend beschrieben können Transport-Fahrzeuge wie Stapler oder Schleppfahrzeuge eine mit Markern versehen Zielstrecke autonom, also fahrerlos, befahren. Die Transport-Fahrzeuge sind hierzu mit entsprechender Sensorik sowie einer Steuerung zur Bewegungssteuerung des Transport-Fahrzeugs und einem Steuergerät zur Verarbeitung der Sensordaten ausgestattet, die beide auch in einem einzigen Steuergerät realisiert sein können. Die Marker werden zur Führung des Transport-Fahrzeugs so entlang der Zielstrecke angeordnet, z.B. am Boden oder an Regalen etc., dass sie von der Sensorik des Transport-Fahrzeugs erfasst werden können.As already described in the introduction, transport vehicles such as forklifts or towing vehicles can drive on a target route provided with markers autonomously, i.e. without a driver. For this purpose, the transport vehicles are equipped with appropriate sensors and a controller for controlling the movement of the transport vehicle and a control device for processing the sensor data, both of which can also be implemented in a single control device. To guide the transport vehicle, the markers are arranged along the target route, e.g. on the floor or on shelves, etc. so that they can be detected by the sensors of the transport vehicle.
Zu jedem Marker wird außerdem ein Navigations-Punkt definiert, den das Transport-Fahrzeug zu überfahren bzw. zu passieren hat. Dieser Navigations-Punkt kann z.B. die Mitte des Markers sein, wenn dieser am Boden platziert ist. Er kann aber auch in einer vorgegebenen Höhe und/oder einem seitlichen Abstand zum Marker sein.A navigation point that the transport vehicle must drive over or pass through is also defined for each marker. This navigation point can, for example, be the center of the marker if it is placed on the ground. However, it can also be at a predetermined height and / or a lateral distance from the marker.
Um die Zielstrecke abzufahren, wird z.B. über ein Steuergerät bzw. eine entsprechende Logik eine Reihenfolge zum Anfahren der Marker und damit zum Überfahren der Navigationspunkte vorgegeben. Dabei kann z.B. die ID der Marker die Reihenfolge bestimmen. Es kann aber auch der Marker mit dem kleinsten Abstand zum Fahrzeug oder zur Sensorik als nächster Marker gewählt werden. Auch kann der nächste, am sichersten erkannte Marker als nächster Marker vorgegeben werden, oder eine Liste vorgegeben sein, welche Marker in welcher Reihenfolge abgefahren werden. Auch kann eine Mischform aus den genannten Möglichkeiten verwendet werden.In order to travel the target route, a control device or a corresponding logic is used, for example, to specify a sequence for approaching the markers and thus for crossing the navigation points. For example, the ID of the markers can determine the sequence. However, the marker with the smallest distance to the vehicle or to the sensors can also be selected as the next marker. The next marker, which is most reliably recognized, can also be specified as the next marker, or a list of which markers are traced in which order can be specified. A mixed form of the options mentioned can also be used.
Das Transport-Fahrzeug fährt die vorgegebene Zielstrecke ab, wobei optimalerweise die Navigations-Punkte genau getroffen werden. Allerdings ist dies manchmal nicht möglich, da ein Marker zu spät genau genug sichtbar ist, oder Rotation und Position des Markers zu spät ausreichend genau geschätzt werden können. Auch kann die aus den Navigations-Punkten resultierende Trajektorie zu enge Kurven enthalten. The transport vehicle drives along the specified target route, with optimally the navigation points being hit exactly. However, this is sometimes not possible because a marker is visible too late, or rotation and position of the marker can be estimated with sufficient accuracy too late. The trajectory resulting from the navigation points can also contain curves that are too narrow.
Des Weiteren kann es sein, dass die Angaben an die Fahrzeugsteuerung nicht genau von Fahrzeug durchgeführt werden können. Auch kann es sein, dass die Fahrzeug-Kinematik bzw. das Fahrmodel geändert wurden. Zusätzlich ist es problematisch, wenn die Kinematik des Transport-Fahrzeugs nicht bekannt ist und/oder Fahrparameter nicht exakt eingestellt werden können, da diese z.B. nicht bekannt sind oder nicht veränderbar sind oder eine Veränderung nicht erlaubt ist.Furthermore, it is possible that the information to the vehicle control system cannot be carried out precisely by the vehicle. It is also possible that the vehicle kinematics or the driving model have been changed. In addition, it is problematic if the kinematics of the transport vehicle is not known and / or the driving parameters cannot be set precisely because they are not known or cannot be changed, for example, or a change is not permitted.
Aufgrund des fehlerhaften Überfahrens von Navigations-Punkten ist es aber auch möglich, dass das Transport-Fahrzeug sich dadurch in einer besseren Position befindet als wenn es den Navigations-Punkt wie vorgegeben überfahren hätte. Somit kann die Zielstrecke besser abgefahren werden. Unter dem Begriff besser ist dabei zu verstehen, dass ein Transport-Fahrzeug mit (weitgehend) unbekannter Kinematik und/oder weitgehend für einen Eingriff durch eine externe Steuerung blockierten Fahrparametern dennoch eine Zielstrecke ohne Kollisionen befahren kann. Dabei kann auch bei fehlerhaftem Überfahren der Marker durch Bestimmen der Abweichungen zur Sollposition und Bilden des nachfolgend beschriebenen Fehlermaßes eine optimale Streckenführung gefunden werden. Auch kann ein Fahrzeug mit veränderter Fahrzeug-Kinematik bzw. verändertem Fahrmodel beim Abfahren der Marker in der vorgegebenen Art und Weise in bestimmten Situationen Probleme haben, z.B. aufgrund zu enger Kurvenradien. Auch hier kann das nachfolgend beschriebene Verfahren Abhilfe schaffen.Due to the incorrect crossing of navigation points, however, it is also possible that the transport vehicle is in a better position as a result than if it had driven over the navigation point as specified. This means that the target route can be covered more easily. The term is better to be understood here that a transport vehicle with (largely) unknown kinematics and / or driving parameters largely blocked for intervention by an external control can still travel a target route without collisions. In this case, even if the marker is incorrectly traversed, an optimal route can be found by determining the deviations from the target position and forming the error measure described below. A vehicle with modified vehicle kinematics or modified driving model can also have problems in certain situations when driving through the markers in the specified manner, e.g. due to curve radii that are too tight. Here, too, the procedure described below can help.
Deshalb wird vorgeschlagen, das Überfahren der einzelnen Navigations-Punkte zu überwachen und bei Erfassen eines fehlerhaften Überfahrens eines Navigations-Punkts die Abweichung zu erfassen und abzuspeichern (
Die Abweichungen, also der Fehler zwischen vorgegebener Sollposition und tatsächlicher Position des Transport-Fahrzeugs, können je nach vorhandener Sensorik bzw. Hardware unterschiedlich gemessen werden. Beispielweise kann der Fehler direkt aus einem Kamerabild herausgemessen werden und/oder in 3D-Koordinaten bestimmt werden. Kameras können beispielsweise einen Abstand vom Fuß des Transport-Fahrzeugs, z.B. des Staplers, zum Navigations-Punkt, messen. Es können auch zusätzliche Kameras verwendet werden, die das Transport-Fahrzeug oder einen Referenzbereich oder Referenzpunkt davon im Blickfeld haben. Auch können andere Sensoren wie GPS, Ultraschall, Lidar, Radar etc. verwendet werden, solange die Abweichung der Istposition zur Sollposition, also zum vorgegebenen Navigations-Punkt, bestimmt werden kann.The deviations, that is to say the error between the specified target position and the actual position of the transport vehicle, can be measured differently depending on the sensors or hardware available. For example, the error can be measured directly from a camera image and / or determined in 3D coordinates. Cameras can, for example, measure a distance from the foot of the transport vehicle, e.g. the forklift, to the navigation point. It is also possible to use additional cameras that have the transport vehicle or a reference area or reference point thereof in the field of view. Other sensors such as GPS, ultrasound, lidar, radar etc. can also be used, as long as the deviation of the actual position from the target position, that is to say from the specified navigation point, can be determined.
Vorteilhaft wird das Fehlermaß gebildet, indem alle Abweichungen, die beim Befahren der Zielstrecke aufgetreten sind, aufsummiert werden. Außerdem können die Marker einzeln gewichtet werden. Somit können auch lediglich einzelne Teilstrecken bis hin zu einzelnen Markern betrachtet werden. Vorteilhaft werden Marker höher gewichtet, die an kritischen Stellen platziert sind, z.B. in engen Kurven etc. Somit werden diese bei der Auswertung des Fehlermaßes zur Bestimmung des optimalen Sets an Fahranweisungen, insbesondere zur optimalen Streckenführung, stärker berücksichtigt.The error measure is advantageously formed by adding up all the deviations that have occurred while driving on the target route. In addition, the markers can be weighted individually. This means that it is only possible to look at individual sections, right down to individual markers. It is advantageous to give more weight to markers that are placed at critical points, e.g. in tight bends, etc.This means that they are given greater consideration when evaluating the degree of error to determine the optimal set of driving instructions, especially for optimal route guidance.
Zusätzlich werden vorteilhaft die verfügbaren Fahrzeugparameter, also z.B. seine verfügbare bzw. eingestellte Kinematik, pro Befahren der Zielstrecke ermittelt und abgespeichert. Somit können einerseits die Fahrzeugparameter zusammen mit der optimierten Streckenführung bereitgestellt werden. Andererseits kann so auch eine Änderung der Fahrzeugparameter bei der Bewertung des Fehlermaßes einbezogen werden bzw. ein neues Fehlermaß basierend auf den geänderten Fahrzeugparametern bestimmt werden.In addition, the available vehicle parameters, e.g. its available or set kinematics, are advantageously determined and saved for each drive on the target route. Thus, on the one hand, the vehicle parameters can be provided together with the optimized route. On the other hand, a change in the vehicle parameters can also be included in the assessment of the error measure or a new error measure can be determined based on the changed vehicle parameters.
Die optimierte Streckenführung, genauer das optimierte Set an Fahranweisungen, kann entweder automatisch übernommen werden oder z.B. dem Betreiber des Transport-Fahrzeugs zur Übernahme vorgeschlagen werden. Alternativ kann auch eine Änderung der Position der Marker und damit der Navigations-Punkte oder nur der Navigations-Punkte vorgeschlagen werden, so dass die Marker immer noch in vorgegebener Art und Weise zu überfahren sind, z.B. mittig, sich aber in einer im Vergleich zu ihrer ursprünglichen Lage besseren Position befinden.The optimized route, more precisely the optimized set of driving instructions, can either be adopted automatically or, for example, suggested to the operator of the transport vehicle for adoption. Alternatively, a change in the position of the markers and thus the navigation points or only the navigation points can be proposed so that the markers can still be passed over in a predetermined manner, for example in the middle, but at a different angle compared to theirs original location better position.
Da die Abweichungen bei jedem Befahren der Zielstrecke oder in vorgegebenen Intervallen bestimmt werden, kann eine kontinuierliche Validierung der Daten erfolgen, d.h. dass bei jedem Befahren oder bei jedem x-ten, z.B. fünften, zehnten etc., Befahren der Zielstrecke Abweichungen erfasst und verarbeitet werden und gegebenenfalls ein Optimierungsvorschlag unterbreitet wird. Es kann aber auch eine optimale Streckenführung vorgegeben werden, z.B. nachdem die Zielstrecke mehrfach während einer Inbetriebnahme abgefahren wurde und daraus eine optimierte Streckenführung ermittelt wurde. Dabei kann dennoch die Bestimmung der Abweichung weiterhin durchgeführt werden, z.B. zur Kontrolle oder zur nachgelagerten Optimierung.Since the deviations are determined each time the target route is traveled or at specified intervals, the data can be continuously validated, i.e. deviations are recorded and processed each time the target route is traveled or every time, e.g. fifth, tenth, etc. and, if necessary, an optimization proposal is submitted. However, an optimal route can also be specified, e.g. after the target route has been traveled several times during commissioning and an optimized route has been determined from this. The deviation can still be determined, e.g. for checking or for subsequent optimization.
Die Optimierung erfolgt vorteilhaft, indem nicht für jeden Marker eine Optimierung durchgeführt wird, was durch entsprechendes gewichten möglich wäre, sondern für die Gesamtstrecke. Das heißt, dass das optimale Set an Fahranweisungen bzw. die optimierte Streckenführung für das Befahren der gesamten Zielstrecke ermittelt wird.The optimization is advantageously carried out in that an optimization is not carried out for each marker, which would be possible through appropriate weighting, but for the entire route. This means that the optimal set of driving instructions or the optimized route for driving the entire target route is determined.
Die Zielstrecke ist dabei häufig eine innerhalb einer oder mehrerer Hallen oder einem abgeschlossenen Gelände abgefahrene Strecke. Die Zielstrecke ist also keine öffentliche Straße.The target route is often a route traveled within one or more halls or an enclosed area. The target route is therefore not a public road.
Zur Umsetzung des vorgeschlagenen Verfahrens ist ein Steuergerät nötig, welches die Bestimmung der Abweichung sowie die Berechnung des Fehlermaßes und der daraus resultierenden Vorschläge zur Verbesserung der Streckenführung durchführen kann. Dieses kann Teil des Transport-Fahrzeugs bzw. eines dort vorhandenen Steuergeräts sein, aber auch als separates Steuergerät ausgeführt sein, das mit dem CAN-Bus des Fahrzeugs derart verbunden ist, dass es die nötigen bzw. erlaubten Parameteränderungen durchführen kann, d.h. mit dem entsprechenden Steuergerät bzw. der Steuerung des Transport-Fahrzeugs in Kommunikationsverbindung steht. Zur Bestimmung der Abweichung kann die bereits am Transport-Fahrzeug zum autonomen Fahren vorhandene Sensorik verwendet werden, sofern diese entsprechend vom Steuergerät angesteuert werden kann. Alternativ kann zusätzliche, mit dem Steuergerät in Kommunikationsverbindung stehende Sensorik wie eine Kamera oder ein anderer Sensor verwendet werden, mit welchem ein Abstand gemessen werden kann.To implement the proposed method, a control unit is required which can determine the deviation and calculate the degree of error and the resulting suggestions for improving the routing. This can be part of the transport vehicle or a control device present there, but can also be designed as a separate control device that is connected to the CAN bus of the vehicle in such a way that it can make the necessary or permitted parameter changes, ie with the corresponding Control unit or the control of the transport vehicle is in communication. The sensors already present on the transport vehicle for autonomous driving can be used to determine the deviation, provided that they can be controlled accordingly by the control unit. Alternatively, additional sensors that are in communication with the control device, such as a camera or another sensor, can be used with which a distance can be measured.
Durch das vorgeschlagene Verfahren kann auch für Transport-Fahrzeuge mit weitgehend unbekannter bzw. nicht einstellbarer Kinematik eine Optimierung der Navigation zum Befahren einer Zielstrecke erfolgen.The proposed method can also optimize the navigation for traveling on a target route for transport vehicles with largely unknown or non-adjustable kinematics.
BezugszeichenReference number
- S1S1
- erster Verfahrensschrittfirst procedural step
- S2S2
- zweiter Verfahrensschrittsecond procedural step
- S3S3
- dritter Verfahrensschrittthird process step
Claims (10)
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2019
- 2019-09-17 DE DE102019214145.5A patent/DE102019214145A1/en active Pending
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