DE102019216461B3

DE102019216461B3 - Verfahren zum Betreiben eines autonomen Fahrzeugs, autonomes Fahrzeug und Computerprogrammprodukt

Info

Publication number: DE102019216461B3
Application number: DE102019216461.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Scheurer; Lukas Bachmann; Uwe Zimmermann; Mario Fiore; Thomas Rühr
Original assignee: KUKA Deutschland GmbH
Current assignee: KUKA Deutschland GmbH
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2021-01-21
Anticipated expiration: 2039-10-26
Also published as: WO2021078875A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines autonomen Fahrzeugs (1), mit dem Schritt des angetriebenen Ansteuerns wenigstens eines auf einen zweiten Untergrund (5.2) aufgefahrenen Rades (4) in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen mit den auf einem ersten Untergrund (5.1) verbliebenen Rädern (4) auf Basis von eingelesenen Positions- und/oder Lagedaten der geometrischen Eigenschaften des zweiten Untergrunds (5.2), sowie von der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds (5.2) relativ zum ersten Untergrund (5.1) .

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines autonomen Fahrzeugs, das einen Fahrzeugkörper aufweist, an dem wenigstens vier antreibbare Räder drehbar gelagert sind, wobei jedes der wenigstens vier Räder zum Fortbewegen des autonomen Fahrzeugs auf einem Untergrund ausgebildet ist, indem die wenigstens vier Räder mittels einer Steuervorrichtung in ihren jeweiligen Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen angesteuert sind. Die Erfindung betrifft außerdem ein zugehöriges autonomes Fahrzeug und ein zugehöriges Computerprogrammprodukt.
Aus der WO 2008 / 122 538 A1 ist ein omnidirektionales Fahrzeug bekannt, das omnidirektionale Räder und einen Fahrzeugkörper aufweist, an dem wenigstens eines der omnidirektionalen Räder mittels einer Einzelradaufhängung befestigt ist.
Ein Mecanum-Rad ist beispielsweise aus der EP 1 912 799 B1 und aus der EP 2 176 075 B1 bekannt.
Die nachveröffentlichte DE 10 2018 214 381 B3 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Omnidirektionalräder-Fahrzeugs, das einen Fahrzeugkörper aufweist, an dem wenigstens vier antreibbare, omnidirektionale Räder drehbar gelagert sind, wobei jedes der wenigstens vier Räder zum Fortbewegen des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs auf einem Untergrund ausgebildet und durch eine Steuervorrichtung individuell in ihren Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten angesteuert sind. Verfahrensgemäß erfolgt ein Fahren des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs mit allen der wenigstens vier Rädern auf einem ersten Untergrund durch Ansteuern aller der wenigstens vier Räder mittels der Steuervorrichtung in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten aller wenigstens vier Räder, derart, dass sich das Omnidirektionalräder-Fahrzeug einem zweiten Untergrund annähert, welcher zweite Untergrund sich relativ zum ersten Untergrund mit einer Differenzgeschwindigkeit zum ersten Untergrund bewegt, wobei weitere Verfahrensschritte vorgesehen sind.
Die JP 2019 - 175 036 A beschreibt ein fahrerloses Transportfahrzeug, das vier Mecanumräder aufweist, mit denen sich das fahrerlose Transportfahrzeug auf einem Untergrund automatisch fortbewegen kann. Damit das fahrerloses Transportfahrzeug über ein Transportband hinwegfahren kann, das sich an den Untergrund anschließt und sich mit einer Differenzgeschwindigkeit zum Untergrund bewegt, sind am fahrerlosen Transportfahrzeug vier Detektionsräder, jeweils eines an jeder Seite des fahrerlosen Transportfahrzeugs, vorgesehen, welche die Differenzgeschwindigkeit des Transportbands bezüglich des fahrerlosen Transportfahrzeugs erfassen. Die vier Detektionsräder sind zusätzlich zu den vier Mecanumrädern, welche zum Fortbewegen eingerichtet sind, vorgesehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein autonomes Fahrzeug durch eine Steuervorrichtung zum automatischen Antreiben der Räder besonders flexibel und mit hoher Fahrpräzision angesteuert werden kann. Insbesondere soll eine hohe Fahrpräzision auch dann erreicht werden, wenn das autonome Fahrzeug von einem ersten Untergrund auf einen zweiten Untergrund wechselt, wobei eine Relativbewegung zwischen dem ersten Untergrund und dem zweiten Untergrund besteht. Im Speziellen soll eine zwischen dem ersten Untergrund und dem zweiten Untergrund bestehende vorbekannte Relativbewegungsgeschwindigkeit und Relativbewegungsrichtung genutzt werden, um einen Wechseln des autonomen Fahrzeugs von einem ersten Untergrund auf einen zweiten Untergrund besonders flüssig d.h. insbesondere ruckfrei durchführen zu können.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines autonomen Fahrzeugs, das einen Fahrzeugkörper aufweist, an dem wenigstens vier antreibbare Räder drehbar gelagert sind, wobei jedes der wenigstens vier Räder zum Fortbewegen des autonomen Fahrzeugs auf einem Untergrund ausgebildet ist, indem die wenigstens vier Räder mittels einer Steuervorrichtung in ihren jeweiligen Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen angesteuert sind, aufweisend die folgenden Schritte:

- Fahren des autonomen Fahrzeugs mit wenigstens drei angetriebenen Rädern auf einem ersten Untergrund durch Ansteuern der wenigstens drei Räder mittels der Steuervorrichtung in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen, derart, dass sich das autonome Fahrzeug einem zweiten Untergrund annähert, welcher zweite Untergrund sich relativ zum ersten Untergrund mit einer Differenzgeschwindigkeit zum ersten Untergrund bewegt,
- Einlesen in die Steuervorrichtung von Positions- und/oder Lagedaten geometrischer Eigenschaften des zweiten Untergrunds,
- Einlesen in die Steuervorrichtung der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds relativ zum ersten Untergrund,
- Auffahren wenigstens eines der vier Räder auf den zweiten Untergrund, und
- angetriebenes Ansteuern des wenigstens einen auf den zweiten Untergrund aufgefahrenen Rades in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen mit den auf einem ersten Untergrund verbliebenen Rädern auf Basis der eingelesenen Positions- und/oder Lagedaten der geometrischen Eigenschaften des zweiten Untergrunds, sowie der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds relativ zum ersten Untergrund.

Das autonome Fahrzeug ist zum fahrerlosen Fahren ausgebildet. Dazu weist das autonome Fahrzeug eine Steuervorrichtung auf, die auch als Fahrsteuervorrichtung bezeichnet werden kann. Die Steuervorrichtung steuert und/oder regelt die Drehrichtungen und die Drehgeschwindigkeiten bzw. ggf. auch die Drehbeschleunigungen und ggf. den Lenkstellungswinkel der angetriebenen Räder des autonomen Fahrzeugs automatisch. Das autonome Fahrzeug kann neben den angetriebenen Rädern auch antriebslose Räder aufweisen, die ohne von der Steuervorrichtung angesteuert zu werden, nur drehbar am Fahrzeugkörper des autonome Fahrzeugs gelagert sind, ohne mit einer Antriebsvorrichtung verbunden zu sein. Das autonome Fahrzeug kann beispielsweise ein fahrerloses Transportsystem (FTS) sein.
Jedes angetriebene Rad kann eine Nabe oder eine Achse aufweisen, die mit einem Motor verbunden ist. Insoweit kann jedem einzelnen Rad ein eigener Motor zugeordnet sein. Die Steuervorrichtung treibt das jeweilige antreibbare Rad dadurch an, dass die Steuervorrichtung den jeweiligen Motor ansteuert und der jeweilige Motor das entsprechende Rad antreibt oder abbremst.
Die angetriebenen Räder sind regelmäßig um eine Radachse an dem Fahrzeugkörper, insbesondere an einem den Fahrzeugkörper bildenden Fahrwerk drehbar gelagert. Im Falle von omnidirektionalen Rädern sind diese abgesehen von ihrer drehbaren Lagerung um die Radachse regelmäßig um keine sonstige Achse umorientierbar oder schwenkbar, d.h. die Räder sind nichtlenkbare Räder. Alternativ kann das autonome Fahrzeug aber auch Lenkräder aufweisen. Um das autonome Fahrzeug mit omnidirektionalen Rädern dennoch navigieren und insbesondere um seine Gierachse drehen zu können, werden die omnidirektionalen Räder mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten betrieben. In Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeitsdifferenzen, die auch unterschiedliche Drehrichtungen umfassen können, eines Rades zu einem anderen Rad stellt sich eine resultierende Bewegung des autonomen Fahrzeugs ein. Im speziellen kann das autonome Fahrzeug sich dann auch auf der Stelle um seine eigene Vertikalachse drehen bzw. wenden. Mit einem Omnidirektionalräder-Fahrzeug sind auch geradlinige Bewegungen in Richtung der Drehachsen der angetriebenen Räder, also ein seitliches Versetzen des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs möglich.
Der Untergrund kann jeglicher Boden, jegliche Fahrbahn oder jegliche Einrichtung sein, auf der das autonome Fahrzeug sich mittels seiner angetriebenen Räder selbständig fortzubewegen vermag. Ein gegenüber der Umgebung (erster Untergrund) sich bewegender Untergrund (zweiter Untergrund) kann beispielsweise ein ebenerdiges Förderband in einer Fließbandfertigung einer Fabrik sein.
Im Falle von omnidirektionalen Rädern kann die Steuervorrichtung ausgebildet sein, Motoren, an die jeweils ein angetriebenes omnidirektionales Rad angeschlossen sind, hinsichtlich ihrer Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit bzw. Drehbeschleunigung anzusteuern, so dass in Zusammenwirken aller angetriebenen omnidirektionalen Räder sich eine resultierende Bewegungsrichtung, Drehung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit des gesamten autonomen Fahrzeugs, d.h. in diesem Falle eines Omnidirektionalräder-Fahrzeugs einstellt, um einen vorgegebenen Bewegungspfad automatisch abfahren zu können, und/oder sich selbststätig an einen bestimmten Ort hin navigieren zu können. Die Ansteuerung der Omnidirektionalräder kann vorzugsweise so koordiniert sein, dass alle Omnidirektionalräder sich in einem abrollenden, insbesondere schlupffreien Reibungseingriff mit dem Untergrund befinden.
Die omnidirektionalen Räder können im Allgemeinen jeweils eine Radnabe aufweisen, die um eine Rotationsachse drehbar ist, wobei an wenigstens einem mit der Radnabe verbundenen Radkörper eine Anzahl von balligen Rollkörpern vorgesehen sind, die gleichmäßig entlang eines Umfangsmantels des Rades verteilt angeordnet sind und mit ihren Rollachsen in einem bauartbedingten Winkel zur Rotationsachse der Radnabe ausgerichtet sind. Die Rollkörper können beispielsweise an ihren gegenüberliegenden Enden bezüglich des Radkörpers frei drehbar gelagert sein.
Die omnidirektionalen Räder können beispielsweise analog zur US 3 789 947 A ausgebildet sein. In dieser Ausführungsart beträgt der bauartbedingte Winkel der Rollachsen der Rollkörper zur Rotationsachse der Radnabe beispielsweise 90°.
Alternativ können die Omnidirektional-Räder beispielsweise als Mecanum-Räder ausgebildet sein und können insbesondere eine Radnabe aufweisen, die um eine Rotationsachse drehbar ist, wobei zwei mit der Radnabe verbundene Radscheiben koaxial zur Radnabe angeordnet sind und eine Anzahl von balligen Rollkörpern vorgesehen sind, die zwischen den Radscheiben angeordnet, gleichmäßig entlang eines Umfangsmantels des Rades verteilt und mit ihren Rollachsen in einem Diagonalwinkel von 45° zur Rotationsachse der Radnabe ausgerichtet sind. An ihren gegenüberliegenden Enden sind die Rollkörper frei drehbar bezüglich der Radscheiben gelagert. Die Rollkörper können über zugeordnete Lager direkt an den Innenseiten der Radscheiben gelagert sein oder an separaten Aufnahmebauteilen gelagert sein, die an den Radscheiben befestigt sind. In dieser Ausführungsart beträgt der bauartbedingte Winkel der Rollachsen der Rollkörper zur Rotationsachse der Radnabe beispielsweise 45°.
Demgemäß können die Mecanum-Räder beispielsweise gemäß EP 2 176 075 A1 oder gemäß EP 1 912 799 B1 ausgebildet sein.
Ein aufeinander abgestimmtes Ansteuern der angetriebenen Räder kann durch die Steuervorrichtung erfolgen, indem die Steuervorrichtung die Motoren, an die jeweils ein angetriebenes Rad angeschlossen sind, hinsichtlich ihrer Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit bzw. Drehbeschleunigung steuert, so dass in Zusammenwirken aller angetriebener omnidirektionaler Räder sich eine resultierende Bewegungsrichtung, Drehung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit des gesamten Omnidirektionalräder-Fahrzeugs einstellt, um einen vorgegebenen Bewegungspfad automatisch abfahren zu können, und/oder sich selbststätig an einen bestimmten Ort hin navigieren zu können. Die Ansteuerung der Omnidirektionalräder kann vorzugsweise so koordiniert sein, dass alle Omnidirektionalräder sich in einem abrollenden, insbesondere schlupffreien Reibungseingriff mit dem Untergrund befinden.
Wenn das autonome Fahrzeug kein Omnidirektionalräder-Fahrzeug ist, sondern Lenkräder aufweist, kann die Steuervorrichtung ausgebildet und eingerichtet sein, die jeweiligen Lenkstellungen der Lenkräder automatisch einzustellen.
Indem erfindungsgemäß ein Einlesen von Positions- und/oder Lagedaten geometrischer Eigenschaften des zweiten Untergrunds in die Steuervorrichtung erfolgt, kann das autonome Fahrzeug seine eigene momentane Position und Lage relativ zu der Position und Lage des zweiten Untergrunds automatisch feststellen. Die Steuervorrichtung kann so die Grenze am Übergang von erstem Untergrund zu zweitem Untergrund automatisch bestimmen. Da der Steuervorrichtung die Positionen bzw. die Lagen der Aufstandsflächen aller angetriebenen Räder bekannt sind, kann die Steuervorrichtung automatisch denjenigen Zustand des autonomen Fahrzeugs bestimmen, in dem eines der Räder des autonomen Fahrzeugs von einem Untergrund, beispielsweise dem ersten Untergrund zu dem anderen Untergrund, beispielsweise dem zweiten Untergrund wechselt.
Die eigene momentane Position und Lage des autonomen Fahrzeugs umfasst insbesondere die jeweils momentanen Aufstandsflächen der angetriebenen Räder. Die Aufstandsflächen der angetriebenen Räder können dabei insbesondere in einem eindeutig definierten Verhältnis zu einem bestimmten gemeinsamen Bezugspunkt am autonomen Fahrzeug, wie beispielsweise einem geometrischem Zentrum des Fahrwerks des autonomen Fahrzeugs stehen. Die Aufstandsflächen der angetriebenen Räder können beispielsweise auch im Falle von Lenkrädern stets in einem konstanten Verhältnis zu dem Bezugspunkt am autonomen Fahrzeug stehen. Im Falle von Lenkrädern kann dies beispielsweise dann der Fall sein, wenn eine senkrechte Lenkachse sich mit der Drehachse des jeweils angetriebenen Lenkrades schneidet, und dabei die Lenkachse durch das Zentrum der Aufstandsfläche geht. Im Falle von omnidirektionalen Rädern, wie insbesondere Mecanumrädern können die Aufstandsflächen bei einer Drehung der Räder sich jedoch in ihren jeweiligen relativen Positionen zum Bezugspunkt am autonomen Fahrzeug verändern.
Die Aufstandsflächen können somit gegebenenfalls über die gesamte Radbreite der Mecanumräder wandern und auch etwas in der Radlänge der Mecanumräder wandern.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch bei Mecanumrädern idealisiert von einer festen Aufstandsfläche als Projektion des Zentrums des Rades auf den Untergrund ausgegangen werden. In dieser Variante kann die Übergangszone beispielsweise eine Breite aufweisen, die circa 2,5 mal größer ist, als die Radbreite jeweils auf beiden Seiten des Übergangs von erstem Untergrund zu zweitem Untergrund. Das heißt die gesamte Übergangszone mit dem Übergang in der Mitte ist doppelt so groß, also circa 5,0 mal die Radbreite.
In einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens können die Ausmaße der Räder, beispielsweise die ganze Radbreite und ein Teil der Radlänge projiziert auf den Boden als mögliche, insbesondere rechteckige Aufstandsfläche betrachtet werden, da in diese Richtung die Aufstandsfläche auch wandern kann.
Indem erfindungsgemäß ein Einlesen der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds relativ zum ersten Untergrund in die Steuervorrichtung erfolgt, kann die Steuervorrichtung die Steuerung oder Regelung desjenigen Rads oder derjenigen Räder, die momentan von dem einen Untergrund zu dem anderen Untergrund wechseln, beispielsweise von dem ersten Untergrund zu dem zweiten Untergrund wechseln, automatisch unmittelbar an die Bedingungen des neuen Untergrunds anpassen. Dadurch kann das autonome Fahrzeug einer gewünschten Trajektorie, d.h. einer abzufahrenden Bahn folgen, ohne dass sich die vom ersten Untergrund verschiedene Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds störend auf die Fahrbewegung des autonomen Fahrzeugs entlang der gewünschten Trajektorie bzw. entlang der gewünschten abzufahrenden Bahn auswirkt. Für den ersten Untergrund, den zweiten Untergrund, als auch für jeden weiteren Untergrund, können alle dem jeweiligen Untergrund zugeordneten Bewegungsgeschwindigkeiten und/oder Bewegungsrichtungen erfasst bzw. eingelesen werden und eine jeweilige an der Grenze zwischen zwei Untergründen sich dann ergebende Relativgeschwindigkeit in der Steuervorrichtung berechnet werden.
Demgemäß erfolgt dann erfindungsgemäß ein angetriebenes Ansteuern des wenigstens einen auf den zweiten Untergrund aufgefahrenen Rades in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen mit den auf einem ersten Untergrund verbliebenen Rädern auf Basis der eingelesenen Positions- und/oder Lagedaten der geometrischen Eigenschaften des zweiten Untergrunds, sowie der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds relativ zum ersten Untergrund. So kann das autonome Fahrzeug eine gewünschte Trajektorie sehr genau abfahren und dabei sogar gleichzeitig teilweise auf dem ersten Untergrund und teilweise auf dem zweiten Untergrund fahren, ohne von der geplanten Bahn ungewollt abzuweichen. Da die Positions- und/oder Lagedaten der geometrischen Eigenschaften des zweiten Untergrunds in der Steuervorrichtung dann bekannt sind, kann eine gesonderte Messung der Position und/oder Lage oder der Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds während der entsprechenden Bewegung des autonomen Fahrzeugs über die Grenze hinweg entfallen.
Autonome Fahrzeuge, wie beispielsweise mobile Plattformen, insbesondere mobile Plattformen mit Roboterarmen, können beispielsweise in Produktionsanlagen bewegten Fördereinrichtungen am Boden nicht ohne weiteres störungsfrei überfahren bzw. darauf auffahren oder davon herunterfahren.
Zur Detektion des Übergangs zwischen statischem d.h. ortsfesten Boden und beispielsweise einem Förderband kann eine Messung der einzelnen Radwinkelgeschwindigkeiten der Räder des autonomen Fahrzeugs durchgeführt werden. Bei wenigstens vier angetriebenen Rädern kann eine Steuerung bzw. Regelung der Bewegung des autonomen Fahrzeugs aus einem überbestimmten Gleichungssystem mit vier angetriebenen Rädern für die nur drei kartesischen Freiheitsgrade, bestehend aus zwei orthogonalen Bewegungsrichtungen in der Ebene der Fahrbahn plus die Rotation des autonomen Fahrzeugs um eine zur Fahrbahn senkrechte Drehachse überbestimmt durchgeführt werden. Es kann demgemäß für eine ausreichende Bestimmtheit eines der vier Räder aus der Steuerung bzw. Regelung der Bewegung des autonomen Fahrzeugs herausgenommen werden.
Aus einer Verletzung des überbestimmten Gleichungssystems der omnidirektionalen Kinematik von vier Rädern kann dasjenige Rad bestimmt werden, welches gerade einen Übergang macht zwischen einem ersten Untergrund (beispielsweise eine stationäre Fahrbahn) und einem zweiten Untergrund (beispielsweise ein Förderband). Dieses Rad kann insbesondere aus einer antriebsintegrierten Schlupferkennung bestimmt werden. Allerdings kann es dabei Probleme bei der Identifikation des entsprechenden Rades, welches Kontakt mit dem bewegten Band hat, kommen.
Wie erwähnt kann ein Rad aus der Regelung für die Bewegung des autonomen Fahrzeugs herausgenommen werden, ohne dass es zu Restriktionen in den Freiheitsgraden des Systems kommt. Diese Eigenschaft wird auch im folgenden Ansatz ausgenutzt, jedoch erfolgt die Erkennung des Rades, welches die Transition von einem ersten Untergrund auf einen zweiten Untergrund ausführt, nicht über eine Messung an dem aus der Steuerung bzw. Regelung herausgenommenen Rades, sondern über eine andere Methodik, welche auf einer Positionsbestimmung des autonomen Fahrzeugs, einem Einlesen in die Steuervorrichtung von Positions- und/oder Lagedaten geometrischer Eigenschaften des zweiten Untergrunds, und einem Einlesen in die Steuervorrichtung der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds relativ zum ersten Untergrund beruht. Optional kann diese Positionsbestimmung auch auf einer zuvor aufgenommenen Karte der Umgebung beruhen.
Der Vorteil ist nun, dass keine signifikanten Messzeiten benötigt werden, um die Bewegungsgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds bestimmen zu können, in denen ansonsten das autonome Fahrzeug nicht oder nicht genau genug kommandiert werden kann.
Ein weiterer Vorteil kann sich ergeben, indem nun zwei oder mehr Räder zur gleichen Zeit auf den zweiten Untergrund auffahren können und dennoch das System des autonomen Fahrzeugs in seiner Position und Orientierung eindeutig bestimmt ist.
Um eine Lösung für alle möglichen Auffahrtsszenarien zu schaffen und Totzeiten, in denen Messungen erfolgen müssten, zu vermeiden, wurde der erfindungsgemäße Ansatz entwickelt.
Dieser soll mit möglichst geringem Vorwissen ein robustes Verfahren realisieren, welches keine Einschränkungen an die übergelagerte Bahnplanung stellt, also wodurch das autonome Fahrzeug über den eine Relativbewegung aufweisenden Übergang von einem ersten Untergrund auf einen zweiten Untergrund fahren kann.
Dafür können Sensoren, wie beispielsweise Laserscanner, Laser-Range-Finder, Kameras, insbesondere RGB-Kameras und/oder Rad-Encoder für die Lokalisierung mit Karte verwendet werden. Denkbar sind aber auch andere Verfahren zur Lokalisierung des autonomen Fahrzeugs. Die Sensoren können insbesondere an dem autonomen Fahrzeug angeordnet sein. Die Sensoren können somit mit dem autonomen Fahrzeug mitfahren. Die Sensoren können aber ergänzend oder alternativ zu fahrzeugseitigen Sensoren auch stationäre Sensoren sein. Die stationären Sensoren sind dann vorzugsweise ortsfest angeordnet. Sie können eine noch genauere Lokalisierung ermöglichen. Die stationären Sensoren können insbesondere externe Tracking-Sensoren sein. Diese können mittels externer Trackingverfahren, also separat vom autonomen Fahrzeug eine Auswertung ermöglichen.
Abhängig von der Position und der Orientierung des autonomen Fahrzeugs weisen auch die Räder des autonomen Fahrzeugs bestimmte Positionen und der Orientierungen im Raum auf, die in einem bestimmten momentanen Verhältnis stehen zum ersten Untergrund und zum zweiten Untergrund. Der erste Untergrund weist dabei zum zweiten Untergrund eine Relativbewegung auf. Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es im Allgemeinen unerheblich, ob der erste Untergrund oder der zweite Untergrund ortsfest, also unbewegt ist und/oder der erste Untergrund oder der zweite Untergrund in Bewegung ist, wie beispielsweise ein Förderband am Boden. In demselben Sinne ist es für das erfindungsgemäße Verfahren im Allgemeinen auch unerheblich, ob die vom autonomen Fahrzeug ausgeführte Transitbewegung ein Auffahren des autonomen Fahrzeugs von einem ortsfesten Untergrund auf einen bewegten Untergrund ist oder ein Herunterfahren des autonomen Fahrzeugs von einem bewegten Untergrund auf einen ortsfesten Untergrund ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ggf. auch eine Transitbewegung von einem bewegten ersten Untergrund auf einen bewegten zweiten Untergrund durchgeführt werden, insbesondere, wenn der bewegte erste Untergrund einen andere Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung aufweist, als der bewegte zweite Untergrund.
Eine solche dynamische Bandkompensation wird fortlaufend aktualisiert, da auch eine Änderung der Winkelstellung der Räder in Bezug auf den anderen Untergrund explizit zugelassen ist und somit kompensiert wird.
Das vorliegende Verfahren beruht unter anderem darauf, dass die relative Position des autonomen Fahrzeugs und damit die relative Position jeden Rades zum anderen Untergrund, der zu dem bisherigen Untergrund eine Relativgeschwindigkeit aufweist, sowie die Bandgeschwindigkeit als solches bekannt sind. Erfindungsgemäß wird die Orientierung des autonomen Fahrzeugs zum anderen Untergrund, die Lokalisierung und die Bewegungsgeschwindigkeit, sowie die Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds (relativ zum ersten Untergrund) übermittelt.
Beispielsweise mit Hilfe einer Laserlokalisation kann die Position und Orientierung des autonomen Fahrzeugs relativ zum zweiten Untergrund ermittelt werden. Beispielsweise über eine Transformation des Bezugskoordinatensystems des autonomen Fahrzeugs zu den vier Rädern wird die Lokalisierung der Einzelräder in eine Karte der Umgebung eingetragen, die auch die Position, Lage und Bewegungsgeschwindigkeit des zweiten Untergrunds (beispielsweise das Förderband) umfasst. Befindet sich ein Rad des autonomen Fahrzeugs in einer Übergangsregion, kann in einer speziellen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens dieses Rad antriebslos geschaltet werden.
Die auf dem einen Untergrund verbleibenden drei Räder ermöglichen eine eindeutige Steuerung bzw. Regelung der drei Freiheitsgrade des autonomen Fahrzeugs.
Da die Steuerung bzw. Regelung des autonomen Fahrzeugs mit beispielsweise vier unabhängig angetriebenen Rädern für die drei kartesischen Freiheitsgrade des autonomen Fahrzeugs insoweit ein überbestimmtes System ist, kann ohne weiteres ein angetriebenes Rad aus der Steuerung bzw. Regelung des autonomen Fahrzeugs herausgenommen werden. Wenn allerdings ein Übergang, beispielsweise von dem ersten Untergrund auf den zweiten Untergrund, von zwei angetriebenen Rädern gleichzeitig stattfindet, beispielsweise, wenn zwei Räder sich gleichzeitig im vordefinierten Übergangsbereich befinden, dann sollte die Übergangsbewegung so kurz wie möglich und mit einem reduzierten d.h. geänderten Kinematikmodell erfolgen. Die Positionsregelung kann dabei geringe Abweichungen ausgleichen.
Befinden sich Räder außerhalb einer solchen Übergangszone kann abhängig davon, ob die Räder sich vollständig auf dem einen Untergrund oder dem anderen Untergrund befinden, ein entsprechender Offsetwert aufgeschaltet werden. Die Unterscheidung fällt dabei entsprechend einer der Karte übergelagerten Matrix, die jedem Kartenpunkt einen numerischen Wert zuweist. Der Wertebereich können beispielsweise die ganzen Zahlen zwischen minus 50 und plus 50 beinhalten, wobei insbesondere an der Stelle des Übergangs der Vorzeichenwechsel stattfinden kann.
Der jeweils benötigte Offset kann im Voraus aus der Kenntnis der Bewegungsgeschwindigkeit des Untergrunds, der Bewegungsrichtung des Untergrunds und der Orientierung des autonomen Fahrzeugs relativ zum aktuellen Untergrund für das jeweilige Rad bestimmt werden. Dabei kann individuell für jedes einzelne Rad der Kompensationsanteil berechnet und entsprechend des Zustandes des Rades aufgeschaltet werden. Der Offsetwert ist winkelabhängig und wird stets neu entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit des Untergrunds, der Bewegungsrichtung des Untergrunds und der Orientierung des autonomen Fahrzeugs berechnet. Dadurch ist auch eine Umorientierung während des Überganges ohne Probleme möglich.
Die jeweiligen Zustände der Räder können beispielsweise entsprechend von numerischen Werten eines in einer Karte eingetragenen, insbesondere überlagerten Gradientenfeldes ermittelt werden. Dabei kann vorgesehen sein, dass diese numerischen Werte als fortlaufende Reihe ausgebildet sind und dabei einen Vorzeichenwechsel genau am Übergang d.h. an der Grenze zwischen dem ersten Untergrund und dem zweiten Untergrund aufweist. So liefert das Vorzeichen eine zusätzliche Information über den momentanen Ort der Aufstandsfläche des Rades. Um eine robuste Erkennung der Transition zu erhalten, kann ein Zustandswert des momentanen Ortes der Aufstandsfläche eine Hysterese aufweisen.
Die Kompensation der Bandgeschwindigkeit besitzt stets ein Bezugssystem. Zu Beginn ist dies das statische Umfeld des Roboters d.h. beispielsweise der erste Untergrund. Soll der Roboter nun aber mit beispielsweise einem Band mit fahren, das den zweiten Untergrund darstellt, bewegt sich dieser zweite Untergrund relativ zum ersten Untergrund mit der Bandgeschwindigkeit. Erfindungsgemäß können bei einem Wechsel des Bezugssystems einfach die numerischen Werte des Gradientenfeldes invertiert werden, wodurch die Kompensation dann auf dem Band ausgeschaltet ist und auf dem stationären Untergrund erfolgt.
Bei der Erfindung wird die Position/Lage des bewegten Untergrundes als gegeben angenommen und die Übergänge werden in einer vorher aufgenommenen Navigationskarte markiert.
Durch eine Verwendung der Lokalisation beispielsweise mit Laserscanner in einer Navigationskarte oder mit Kameras, mit natürlichen Landmarken, mit künstlichen Landmarken usw. können auch ohne lange Messphasen und somit ohne lange Totzeiten die Stellungen der Räder des autonomen Fahrzeugs zum bewegten Untergrund bestimmt werden. Dadurch kann eine Verbesserung des Haltens und des Verfolgens einer Trajektorie beim Überfahren oder Auf-/Abfahren eines bewegten Untergrunds erreicht werden.
Befindet sich das betrachtete Rad des autonomen Fahrzeugs in der Übergangszone, dass wird dieses Rad antriebslos geschaltet und insoweit aus der Steuerung/Regelung der Bewegung des autonomen Fahrzeugs vorübergehend herausgenommen. Die übrigen Räder verbleiben in der Steuerung/Regelung der Bewegung des autonomen Fahrzeugs und tragen somit dazu bei, dass das autonome Fahrzeug die vorgegebene Bewegungs-Trajektorie weiter verfolgt.
Wenn sich das Rad aus der Übergangszone entfernt, sich also nun auf dem bewegten zweiten Untergrund befindet, dann wird das betreffende Rad wieder in die Steuerung/Regelung der Bewegung des autonomen Fahrzeugs aufgenommen, nun allerdings mit entsprechenden Kompensationswerten, welche abhängig von dem Richtungs- und Geschwindigkeitsvektor des bewegten Untergrundes sind. Der Richtungs- und Geschwindigkeitsvektor ist dabei laufend d.h. dynamisch abhängig von der momentanen Winkelstellung des betreffenden Rades in Bezug auf die Bewegung des zweiten Untergrunds.
In einer ersten grundlegenden Variante der Erfindung kann ein Auffahren des wenigstens einen Rades von dem ersten Untergrund auf den zweiten Untergrund über eine Übergangszone hinweg erfolgen, die sich entlang einer geometrischen Grenze zwischen dem ersten Untergrund und dem zweiten Untergrund erstreckt, wobei das wenigstens eine auf den zweiten Untergrund auffahrende Rad in einen antriebslosen Zustand geschaltet wird, solange die Aufstandsfläche des wenigstens einen auf den zweiten Untergrund auffahrenden Rades sich mit der Fläche der Übergangszone überschneidet.
Die Übergangszone bildet insoweit einen Korridor, er entlang der Grenzlinie zwischen dem ersten Untergrund und dem zweiten Untergrund verläuft. Die Übergangszone überlappt somit einerseits mit einem Randbereich des ersten Untergrunds und einem Randbereich des zweiten Untergrunds.
In einer Weiterbildung des Verfahrens kann die geometrische Ausdehnung der Übergangszone in Abhängigkeit eines momentanen Zustands des autonomen Fahrzeugs dynamisch verändert werden. Die Ausdehnung der Übergangszone kann insoweit die Breite des Korridors sein, der einerseits mit dem Randbereich des ersten Untergrunds und andererseits mit dem Randbereich des zweiten Untergrunds überlappt.
Es kann vorgesehen sein, dass die Ausdehnung der Übergangszone dann breiter festgelegt wird, wenn zum gegebenen Zeitpunkt nur ein einzelnes Rad den Transit von einem Untergrund zum anderen Untergrund macht. Es kann vorgesehen sein, dass die Ausdehnung der Übergangszone dann schmäler festgelegt wird, wenn zum gegebenen Zeitpunkt zwei Räder gleichzeitig oder zumindest annähernd gleichzeitig den Transit von einem Untergrund zum anderen Untergrund macht. Die Ausdehnung der Übergangszone kann somit insbesondere dann schmäler festgelegt werden, wenn das autonome Fahrzeug rechtwinkelig oder zumindest annähernd rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds auf den zweiten Untergrund auffährt bzw. von diesem herunterfährt.
Ein Umschalten des auf den zweiten Untergrund aufzufahrenden Rades von seinem antriebslosen Zustand in einen an den zweiten Untergrund angepassten angetriebenen Zustand des aufgefahrenen Rades kann in einem anderen Abstand der Aufstandsfläche des aufzufahrenden Rades von der geometrischen Grenze zwischen dem ersten Untergrund und dem zweiten Untergrund erfolgen, als ein Umschalten des von dem zweiten Untergrund wieder auf den ersten Untergrund abfahrenden Rades von seinem an den zweiten Untergrund angepassten angetriebenen Zustand in einen antriebslosen Zustand des abgefahrenen Rades erfolgt. So lässt sich eine Hysterese für das Umschalten zwischen angetriebenen Zustand und antriebslosen Zustand einrichten, wodurch das autonome Fahrzeug störungsfrei auch über einen längeren Zeitraum hinweg im Grenzbereich zwischen dem ersten Untergrund und zweiten Untergrund entlang fahren bzw. hin- und her fahren kann.
In analoger Weise lässt sich ein Umschalten des auf den ersten Untergrund zurückzufahrenden Rades von seinem antriebslosen Zustand in einen wieder an den ersten Untergrund angepassten angetriebenen Zustand des heruntergefahrenen Rades in einem anderen Abstand der Aufstandsfläche des aufzufahrenden Rades von der geometrischen Grenze zwischen dem ersten Untergrund und dem zweiten Untergrund durchführen, als ein Umschalten des von dem ersten Untergrund wieder auf den zweiten Untergrund aufzufahrenden Rades in seinen antriebslosen Zustand des Rades, bevor es wieder auf den zweiten Untergrund übergeht.
In einer speziellen Ausführungsvariante können während des Auffahrens des wenigstens einen Rades auf den zweiten Untergrund die Steuervorrichtung die wenigstens vier Räder in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen, derart ansteuert sein, dass während des Auffahrens des wenigstens einen Rades auf den zweiten Untergrund das autonome Fahrzeug ausschließlich translatorische Fahrbewegungen ausführt und dabei keine Drehungen um seine Vertikalachse während des Auffahrens durchführt. Dazu kann in der Steuervorrichtung des autonomen Fahrzeugs bei der Steuerung oder Regelung der angetriebenen Räder der Freiheitsgrad der Rotation des autonomen Fahrzeugs um die Vertikalachse zum Untergrund gesperrt sein. Ein Auffahren des autonomen Fahrzeugs auf den zweiten Untergrund kann insbesondere rechtwinkelig zu der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds erfolgen. In diesem Fall fahren wenigstens zwei angetriebene Räder gleichzeitig auf den zweiten Untergrund auf.
Das wenigstens eine auf den zweiten Untergrund aufgefahrene Rad kann in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen mit den auf einem ersten Untergrund verbliebenen Rädern angetrieben angesteuert werden, unter laufender Erfassung der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds relativ zum ersten Untergrund und laufender Kompensation der sich ändernden Bewegungsgeschwindigkeit und der sich ändernden Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds relativ zum auf den zweiten Untergrund aufgefahrenen Rad, wenn sich das autonome Fahrzeug mit seinen Rädern teilweise gegen den ersten Untergrund abstützt und teilweise gegen den zweiten Untergrund abstützt. Das autonome Fahrzeug kann dadurch einer vorgegebenen Trajektorie folgen, obwohl sich das autonome Fahrzeug mit seinen Aufstandsflächen der angetriebenen Räder sowohl teilweise gegen den ersten Untergrund abstützt, als auch gleichzeitig teilweise gegen den zweiten Untergrund abstützt.
In einer speziellen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens können in einer einem Navigationssystem zum automatischen Fahren des autonome Fahrzeug zugeordneten Karte die Positions- und/oder Lagedaten der geometrischen Eigenschaften des zweiten Untergrunds eingetragen sein, wobei in Abhängigkeit der momentanen Positionen der Aufstandsflächen der Räder des autonome Fahrzeugs im Vergleich zu den Positions- und/oder Lagedaten der geometrischen Eigenschaften des zweiten Untergrunds in der Karte, sowie der Drehlage des autonomen Fahrzeugs und der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds relativ zum ersten Untergrund, das wenigstens eine auf den zweiten Untergrund aufgefahrene Rad in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen mit den auf dem ersten Untergrund verbliebenen Rädern angetrieben angesteuert wird.
Die Karte mit den Positions- und/oder Lagedaten der geometrischen Eigenschaften des zweiten Untergrunds kann als Datensatz in der Steuervorrichtung des autonomen Fahrzeugs vorhanden sein. Alternativ oder ergänzend kann die Karte und/oder können die Positions- und/oder Lagedaten der geometrischen Eigenschaften des zweiten Untergrunds in einer vom autonomen Fahrzeug getrennten Steuerungssystem, wie beispielsweise einer übergeordneten Fabriksteuerung hinterlegt sein und insbesondere über eine Kommunikationsverbindung, insbesondere drahtlose Kommunikationsverbindung an das autonome Fahrzeug bzw. dessen Steuervorrichtung übermittelt werden.
Zum angetriebenen Ansteuern aller angetriebenen Räder des autonomen Fahrzeugs mittels der Steuervorrichtung, können die auf den zweiten Untergrund aufgefahrenen Räder in Bezug auf ein zugeordnetes Bezugskoordinatensystem gesteuert und/oder geregelt werden, das gegenüber dem Bezugskoordinatensystem, das dem ersten Untergrund zugeordnet ist, dynamisch um einen Offset-Vektor transformiert ist, der sich aus der momentanen Bewegungsgeschwindigkeit, der momentanen Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds und der momentanen Drehlage des autonomen Fahrzeugs bestimmt. Dadurch können beispielsweise sonst notwendig werdende Anpassungen des Bewegungsprogramms entfallen. Eine Anpassung der Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit der angetriebenen Räder aufgrund der geänderten Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung des Untergrunds kann demgemäß auf Ebene der Antriebsregler der angetriebenen Räder erfolgen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch ein autonomes Fahrzeug, aufweisend einen Fahrzeugkörper, wenigstens vier an dem Fahrzeugkörper drehbar gelagerte und antreibbare Räder, wobei jedes der wenigstens vier Räder zum Fortbewegen des autonomen Fahrzeugs auf einem Untergrund ausgebildet ist, und eine Steuervorrichtung zum individuellen Ansteuern der wenigstens vier Räder in ihren jeweiligen Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (3) ausgebildet ist, ein Verfahren, wie nach einer der erfindungsgemäßen Ausführungen beschrieben, auszuführen.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird außerdem gelöst durch ein Computerprogrammprodukt, aufweisend einen maschinenlesbaren Träger, auf dem Programmcode gespeichert ist, der von einer Steuervorrichtung des autonomen Fahrzeugs, wie erfindungsgemäß beschrieben, auslesbar ist und der die Steuervorrichtung ausbildet und/oder einrichtet, ein Verfahren, wie nach einer der erfindungsgemäßen Ausführungen beschrieben, durchzuführen, wenn der Programmcode von der Steuervorrichtung des autonomen Fahrzeugs ausgeführt wird.
Konkrete Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Konkrete Merkmale dieser exemplarischen Ausführungsbeispiele können unabhängig davon, in welchem konkreten Zusammenhang sie erwähnt sind, gegebenenfalls auch einzeln oder in weiteren Kombinationen betrachtet, allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines autonomen Fahrzeugs in der beispielhaften Bauart eines Omnidirektionalräder-Fahrzeugs mit Mecanum-Rädern,
2 eine schematische Darstellung eines kinematischen Modells des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs gemäß 1,
3 eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften Mecanum-Rades mit einem Relativwinkel von 45° in Alleinstellung,
4 eine perspektivische Darstellung eines beispielhaften Omnidirektionalrades anderer Bauart mit einem Relativwinkel von 90°,
5 eine schematische Darstellung eines beispielhaften Omnidirektionalräder-Fahrzeugs, das von einem ortsfesten ersten Untergrund auf eine sich in Pfeilrichtung bewegende zweiten Untergrund, wie beispielsweise einem Förderband über eine erfindungsgemäße Übergangszone auffährt,
6 ein Diagramm der Schaltzustände am Beispiel eines angetriebenen Rades, das zwischen einem ersten Untergrund und einem zweiten Untergrund wechselt und dabei die Übergangszone wahlweise in die eine Richtung oder die andere Richtung passiert, und
7 bis 14 eine schematische Sequenz eines Auffahrens eines Omnidirektionalräder-Fahrzeugs von einem ortsfesten Untergrund auf eine sich in Pfeilrichtung bewegende Förderbahn nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Das in 1 gezeigte beispielhafte autonome Fahrzeug 1 weist einen Fahrzeugkörper 2 auf, an dem mehrere Räder 4 drehbar gelagert sind, von denen wenigstens ein Rad 4 angetrieben ist, wobei die Räder 4 zum Fortbewegen des autonomen Fahrzeugs 1 auf einem Untergrund 5.1, 5.2, 5.3 ausgebildet sind. Die Räder 4 sind dazu mittels einer Steuervorrichtung 3 in ihren jeweiligen Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen angesteuert. Das autonome Fahrzeug 1 weist wenigstens ein an dem Fahrzeugkörper 2 gelagertes, antriebslos geschaltetes Rad 4a auf, das beispielsweise wie in 1 beispielhaft dargestellt als ein Mecanum-Rad 4b ( 3), oder als ein omnidirektionales Rad 4c (4) ausgebildet sein kann. Das antriebslos geschaltete Rad 4a weist mit einem um die Raddrehachse D drehbaren Radkörper 7 und mit an dem Radkörper 7 über den Umfang verteilt angeordneten antriebslosen Rollen 6 auf, die im Falle eines omnidirektionalen Rades 4c (4) in einem bauartbedingten Winkel von 90 Grad zur Raddrehachse D ausgerichtet sind, und im Falle des Mecanum-Rades 4b (3) in einem Winkel von 45 Grad zur Raddrehachse D ausgerichtet sind.
Die antriebslosen Rollen 6 sind jeweils ausgebildet, auf dem Untergrund 5.1, 5.2, 5.3 abzuwälzen. Die Steuervorrichtung 3 ist ausgebildet, eines oder mehrere der erfindungsgemäßen Verfahren auszuführen. Das wenigstens eine antriebslos geschaltete Rad 4a zur Durchführung eines oder mehrerer Ausführungen der erfindungsgemäßen Verfahren, wird im Falle des Ausführungsbeispiels der 1 durch wenigstens eines der Mecanum-Räder 4b zum Fortbewegen des autonomen Fahrzeugs 1 gebildet. Die Steuervorrichtung 3 ist dementsprechend ausgebildet, eines der erfindungsgemäßen Verfahren auszuführen.
Das grundlegende Verfahren umfasst das Fahren des autonomen Fahrzeugs 1 auf einem ersten Untergrund 5.1 durch Ansteuern der Räder 4 mittels der Steuervorrichtung 3 in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen, derart, dass sich das autonome Fahrzeug 1 einem zweiten Untergrund 5.2 annähert, welcher zweite Untergrund 5.2 sich relativ zum ersten Untergrund 5.1 mit einer Differenzgeschwindigkeit zum ersten Untergrund 5.1 bewegt. Dies ist insbesondere anhand der 7 bis 14 später näher erläutert.
Die 5 zeigt schematisch das Fahren des autonomen Fahrzeugs 1 mit wenigstens drei angetriebenen Rädern 4 auf einem ersten Untergrund 5.1 durch Ansteuern der wenigstens drei Räder 4 mittels der Steuervorrichtung 3 in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen, derart, dass sich das autonome Fahrzeug 1 einem zweiten Untergrund 5.2 annähert und ein viertes bereits antriebslos geschaltetes Rad 4a am Auffahren auf den zweiten Untergrund 5.2 ist, welcher zweite Untergrund 5.2 sich relativ zum ersten Untergrund 5.1 mit einer Differenzgeschwindigkeit zum ersten Untergrund 5.1 bewegt.
Erfindungsgemäß erfolgt dabei ein Einlesen von Positions- und/oder Lagedaten geometrischer Eigenschaften des zweiten Untergrunds 5.2 in die Steuervorrichtung 3 und ein Einlesen der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds 5.2 relativ zum ersten Untergrund 5.1 in die Steuervorrichtung 3.
Nachdem das vierte, antriebslos geschaltete Rad 4a auf den zweiten Untergrund 5.2 aufgefahren ist, erfolgt ein angetriebenes Ansteuern des wenigstens einen auf den zweiten Untergrund 5.2 aufgefahrenen Rades 4a in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen mit den auf einem ersten Untergrund 5.1 verbliebenen Rädern 4 auf Basis der eingelesenen Positions- und/oder Lagedaten der geometrischen Eigenschaften des zweiten Untergrunds 5.2, sowie der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds 5.2 relativ zum ersten Untergrund 5.1.
Die 6 zeigt die erfindungsgemäß möglichen Schaltzustände am Beispiel eines Rades 4, das zwischen dem ersten Untergrund 5.1 und dem zweiten Untergrund 5.2 wechselt und dabei die Übergangszone wahlweise in die eine Richtung oder die andere Richtung passiert.
Ein Umschalten des auf den zweiten Untergrund 5.2 aufzufahrenden Rades 4a von seinem antriebslosen Zustand 1 in einen an den zweiten Untergrund 5.2 angepassten angetriebenen Zustand 2 des aufgefahrenen Rades 4a kann bei der gezeigten Schaltrichtung R1 in einem anderen Abstand A1 der Aufstandsfläche des aufzufahrenden Rades 4a von der geometrischen Grenze G zwischen dem ersten Untergrund 5.1 und dem zweiten Untergrund 5.2 erfolgen, als ein Umschalten bei der gezeigten Schaltrichtung R2 in dem Abstand A2 des von dem zweiten Untergrund 5.2 wieder auf den ersten Untergrund 5.1 abfahrenden Rades 4a von seinem an den zweiten Untergrund 5.2 angepassten angetriebenen Zustand in einen antriebslosen Zustand des abgefahrenen Rades 4a erfolgt. So lässt sich eine Hysterese für das Umschalten zwischen angetriebenen Zustand 2 und antriebslosen Zustand 1 einrichten, wodurch das autonome Fahrzeug 1 störungsfrei auch über einen längeren Zeitraum hinweg im Grenzbereich der Grenze G zwischen dem ersten Untergrund 5.1 und zweiten Untergrund 5.2 entlang fahren bzw. hin- und her fahren kann.
In analoger Weise lässt sich ein Umschalten des auf den ersten Untergrund 5.1 zurückzufahrenden Rades 4a bei der gezeigten Schaltrichtung R3 von seinem antriebslosen Zustand 1 in einen wieder an den ersten Untergrund 5.1 angepassten angetriebenen Zustand 0 des heruntergefahrenen Rades 4a in einem anderen Abstand A3 der Aufstandsfläche des aufzufahrenden Rades 4a von der geometrischen Grenze G zwischen dem ersten Untergrund und dem zweiten Untergrund durchführen, als ein Umschalten des von dem ersten Untergrund 5.1 wieder auf den zweiten Untergrund 5.2 im Abstand A4 bei der gezeigten Schaltrichtung R4 aufzufahrenden Rades 4a in seinen antriebslosen Zustand 1 des Rades 4a, bevor es wieder auf den zweiten Untergrund 5.2 im Abstand A1 bei der gezeigten Schaltrichtung R1 übergeht.
Die Darstellungen der 7 bis 14 zeigen jeweils ein Omnidirektionalräder-Fahrzeug 1, aufweisend einen Fahrzeugkörper 2, mit daran drehbar gelagerten, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels vier antreibbaren, omnidirektionalen Rädern 4, wobei jedes der vier Räder 4 zum Fortbewegen des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs 1 auf einem Untergrund 5.1, 5.2, 5.3 ausgebildet ist. Das Omnidirektionalräder-Fahrzeug 1 weist außerdem eine Steuervorrichtung 3 zum individuellen Ansteuern der vier Räder 4 in ihren Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten auf. Die Steuervorrichtung 3 ist ausgebildet, eines oder mehrere der erfindungsgemäßen Verfahren auszuführen.
Im Folgenden wird das Verfahren anhand eines Omnidirektional-räder-Fahrzeugs 1 mit vier angetriebenen omnidirektionalen Rädern 4 veranschaulicht. Alle hierzu erwähnten Beschreibungen sind im selben Sinne auch für Omnidirektionalräder-Fahrzeuge 1 mit mehr als vier angetriebenen omnidirektionalen Rädern 4 anwendbar. Unabhängig davon, wie viele angetriebene omnidirektionale Räder 4 das Omnidirektionalräder-Fahrzeug 1 aufweist, besteht die Grundanforderung, dass stets mindestens drei Räder 4 von der Steuervorrichtung 3 in einem kontrollierendem, angetriebenen oder abbremsenden Zustand sein müssen, damit die Position und die Orientierung des Omnidirektional-räder-Fahrzeugs 1 bestimmt ist. Damit mindestens ein einzelnes Rad 4 antriebslos geschaltet werden kann und dennoch das Omnidirektionalräder-Fahrzeug 1 in einem kontrollieren Zustand bleibt, muss das Omnidirektionalräder-Fahrzeug 1 also mindestens vier Räder 4 aufweisen. Im Folgenden wird deshalb die insoweit einfachste Ausführungsform beschrieben. Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft angetriebene Räder 4 und ist deshalb unabhängig davon, ob das Omnidirektionalräder-Fahrzeug 1 ggf. ein oder mehrere nicht angetriebene zusätzliche Räder 4 aufweist. Derartige Zusatzräder können beispielsweise dann zweckmäßig sein, wenn eine hohe Traglast des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs 1 erreicht werden soll, d.h. die Traglast auf möglichst viele Räder 4 verteilt werden soll, aber nur eine geringere Anzahl von Rädern 4 angetrieben ausgebildet sein müssen, um das Omnidirektionalräder-Fahrzeug 1 fortbewegen zu können.
Gemäß einem grundliegenden Verfahren erfolgt, wie in 7 aufgezeigt, zunächst ein Fahren des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs 1 mit allen vier angetriebenen Rädern 4 auf einem ersten Untergrund 5.1 durch Ansteuern aller vier Räder 4 mittels der Steuervorrichtung 3 in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten aller vier Räder 4. Der erste Untergrund 5.1 ist im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels ortsfest, d.h. stillstehend bezüglich der Umgebung. Ein zweiter Untergrund 5.2 weist relativ zum ersten Untergrund 5.1 eine Bewegungsgeschwindigkeit auf, die durch die Pfeile angedeutet ist. Der zweite Untergrund 5.2 kann beispielsweise ein ebenerdiges Förderband in einer Serienproduktionslinie einer Fabrik sein. Ein solches Förderband kann auch als Produktionsband oder Fertigungsband bezeichnet werden.
In 7 nähert sich das Omnidirektionalräder-Fahrzeug 1 also dem zweiten Untergrund 5.2 an, welcher zweite Untergrund 5.2 sich relativ zum ersten Untergrund 5.1 mit einer insbesondere konstanten Differenzgeschwindigkeit zum ersten Untergrund 5.1 bewegt. Das Omnidirektionalräder-Fahrzeug 1 soll möglichst unbeeinflusst durch die Bewegung des zweiten Untergrunds 5.2 über den sich bewegenden zweiten Untergrund 5.2 hinwegfahren, ohne dass von dem geplanten Pfad ungewollt abgewichen wird. Die tatsächliche Bewegungsgeschwindigkeit des zweiten Untergrunds 5.2 ist der Steuervorrichtung 3 des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs 1 zunächst unbekannt d.h. nicht vorgegeben.
Wenn alle vier Räder 4 sich noch auf dem ersten Untergrund 5.1 befinden, erfolgt ein automatisches Fahren des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs 1 mittels der Steuervorrichtung 3 durch ein angetriebenes Ansteuern aller vier Räder 4 in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten. Alle vier Räder 4 fahren demgemäß bezüglich eines gemeinsamen Bezugsystems, nämlich dem ersten Untergrund 5.1. Diese Räder 4 sind in ihren angetriebenen Zuständen alle schraffiert dargestellt.
Wenn das Omnidirektionalräder-Fahrzeug 1 auf den zweiten Untergrund 5.2 auffährt, wie dies in 8 dargestellt ist, erfolgt zunächst ein Ansteuern aller vier Räder 4 mittels der Steuervorrichtung 3 derart, dass eines der vier Räder 4, also höchstens so viele Räder 4 auf den zweiten Untergrund 5.2 auffahren, dass zumindest drei Räder 4 auf dem ersten Untergrund 5.1 verbleiben. Bereits im Zustand der 7 erfolgt ein Abschalten des angesteuerten Antreibens des auf den zweiten Untergrund 5.2 aufzufahrenden Rades 4, derart, dass das auf den zweiten Untergrund 5.2 aufzufahrende Rad 4 sich derart frei drehen kann und dadurch ein antriebslos geschaltetes Rad 4a bildet, so dass es schon während des anschließenden Auffahrens und auch nach dem Auffahren eine Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit annimmt, die sich aufgrund der relativen Bewegung des zweiten Untergrunds 5.2 bezüglich des ersten Untergrunds 5.1 in Abhängigkeit der Differenzgeschwindigkeit einstellt. Ein solches Abschalten des Antriebs ist in 8 dadurch aufgezeigt, dass das betreffende, antriebslos geschaltete Rad 4a unschraffiert, d.h. in weiß dargestellt ist.
Mittels des nicht angetriebenen, d.h. unschraffiert dargestellten Rads 4a kann zusätzlich auch ein Erfassen der Drehrichtung und der Drehgeschwindigkeit dieses auf den zweiten Untergrund 5.2 aufgefahrenen Rades 4a während seines freien Drehens auf dem zweiten Untergrund 5.2 erfolgen. Das frei drehende Rad 4 gemäß 8 wird durch den sich bewegenden zweiten Untergrund 5.2 entsprechend beschleunigt oder abgebremst, bis das antriebslos geschaltete Rad 4a eine Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit angenommen hat, die der Bewegung des zweiten Untergrund 5.2 entspricht. Die sich derart eingestellte Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit dieses antriebslos geschalteten Rades 4a kann von der Steuervorrichtung 3 erfasst und ausgewertet werden. Das betreffende antriebslos geschaltete Rad 4a bildet insoweit optional auch eine Messvorrichtung mittels der die Steuervorrichtung 3 die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des zweiten Untergrunds 5.2 ggf. zusätzlich feststellen kann. Die Steuervorrichtung 3 kann dann mittels der erfassten und/oder bestimmten Werte für Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit des antriebslos geschalteten Rades 4a auch dieses später als Rad 4 angepasst angetrieben ansteuern, obwohl sich dieses eine Rad 4 auf einem anderen Untergrund, d.h. dem bewegten zweiten Untergrund 5.2 befindet.
Das derart angepasst angetriebene Rad 4 auf dem zweiten Untergrund 5.2 ist in 9 deshalb in schwarz dargestellt. Dies bedeutet, dass dieses Rad sich nicht mehr in einem antriebslosen Zustand befindet, sondern unter Berücksichtigung der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit des zweiten Untergrunds 5.2 von der Steuervorrichtung 3 angetrieben angesteuert wird und somit kein antriebslos geschaltetes Rad 4a mehr bildet.
In 9 erfolgt dann ein Fahren des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs 1 mit drei Rädern 4 auf dem ersten Untergrund 5.1 und einem Rad 4 auf dem zweiten Untergrund 5.2 durch angetriebenes Ansteuern aller vier Räder 4 mittels der Steuervorrichtung 3 in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten aller vier Räder 4 in Abhängigkeit der während des freien Drehens im abgeschalteten, nichtangetriebenen Zustand erfassten Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit des einen, auf den zweiten Untergrund 5.2 aufgefahrenen Rades 4, das in 9 schwarz dargestellt ist. In dem Zustand gemäß 9 erfolgt ein Fahren des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs 1 mit drei Rädern 4 auf dem ersten Untergrund 5.1 und einem einzigen Rad 4 auf dem zweiten Untergrund 5.2 durch ein angetriebenes Ansteuern ausschließlich der auf dem ersten Untergrund 5.1 verbliebenen drei Räder 4 mittels der Steuervorrichtung 3 in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten dieser verbliebenen drei Räder 4.
In 10 ist aufgezeigt, wie das beschriebene Verfahren mit dem zweiten auffahrenden Rad 4 wiederholt wird. Das zweite auffahrende Rad 4 ist in 10 unschraffiert, d.h. in weiß dargestellt. Das auf den zweiten Untergrund 5.2 aufgefahrene zweite Rad 4 bildet nun das neue antriebslos geschaltete Rad 4a und kann sich derart frei drehen, dass es eine Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit annimmt, die sich aufgrund der relativen Bewegung des zweiten Untergrunds 5.2 bezüglich des ersten Untergrunds 5.1 in Abhängigkeit der Differenzgeschwindigkeit einstellt. Ein solches Abschalten des Antriebs ist in 10 dadurch aufgezeigt, dass das betreffende Rad 4 d.h. das antriebslos geschaltete Rad 4a unschraffiert, d.h. in weiß dargestellt ist.
In 11 erfolgt dann ein Fahren des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs 1 mit zwei Rädern 4 auf dem ersten Untergrund 5.1 und zwei Rädern 4 auf dem zweiten Untergrund 5.2 durch angetriebenes Ansteuern aller vier Räder 4 mittels der Steuervorrichtung 3 in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten aller vier Räder 4 in Abhängigkeit der während des freien Drehens im abgeschalteten, nichtangetriebenen Zustand erfassten Drehrichtung und Drehgeschwindigkeit der beiden, auf den zweiten Untergrund 5.2 aufgefahrenen Räder 4, die in 11 beide schwarz dargestellt sind.
In dem Zustand gemäß 12 erfolgt ein Fahren des Omnidirektionalräder-Fahrzeugs 1 mit lediglich einem einzigen Rad 4 auf dem ersten Untergrund 5.1 und zwei Rädern 4 auf dem zweiten Untergrund 5.2 durch ein angetriebenes Ansteuern sowohl des auf dem ersten Untergrund 5.1 verbliebenen einzigen Rades 4, das in 12 schraffiert dargestellt ist, und der beiden auf dem zweiten Untergrund 5.2 angetriebenen Räder 4, die in 12 schwarz dargestellt sind, mittels der Steuervorrichtung 3 in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen und Drehgeschwindigkeiten dieser drei Räder 4, und zwar während des Erfassens der Drehrichtung und der Drehgeschwindigkeit des auf den zweiten Untergrund 5.2 aufgefahrenen Rades 4, das in 12 weiß dargestellt ist und erneut ein anderes antriebslos geschaltete Rad 4a bildet, während seines freien Drehens auf dem zweiten Untergrund 5.2. Für das in 12 weiß dargestellte antriebslos geschaltete Rad 4a erfolgt ein Erfassen der Drehrichtung und der Drehgeschwindigkeit während seines freien Drehens auf dem zweiten Untergrund 5.2. Dabei erfolgt ein Einregeln der Drehrichtung und der Drehgeschwindigkeit der anderen Räder 4 mittels der Steuervorrichtung 3 derart, dass das Omnidirektionalräder-Fahrzeug 1 seine derzeitige oder geplante Orientierung, Bewegungsrichtung, Bewegungsgeschwindigkeit und/oder Beschleunigung beibehält.
In 13 ist das Omnidirektionalräder-Fahrzeug 1 allein über die drei Räder 4, die sich auf dem zweiten Untergrund 5.2 befinden, und in 7 schwarz dargestellt sind, hinsichtlich seiner Position und Orientierung vollständig bestimmt. Das vierte Rad 4 kann daher antriebslos geschaltet werden. Wenn dieses vierte Rad 4 auf den zweiten Untergrund 5.2 gelangt ist, wie dies in 8 dargestellt ist, können nun wieder alle vier Räder 4 in gleicher Weise durch die Steuervorrichtung 3 angetrieben angesteuert werden. Der Systemzustand gemäß 14 unterscheidet sich dann steuerungstechnisch für das Ansteuern der vier Räder 4 durch die Steuervorrichtung 3 nicht von dem Systemzustand gemäß 7.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines autonomen Fahrzeugs (1), das einen Fahrzeugkörper (2) aufweist, an dem wenigstens vier antreibbare Räder (4) drehbar gelagert sind, wobei jedes der wenigstens vier Räder (4) zum Fortbewegen des autonomen Fahrzeugs (1) auf einem Untergrund (5.1, 5.2, 5.3) ausgebildet ist, indem die wenigstens vier Räder (4) mittels einer Steuervorrichtung (3) in ihren jeweiligen Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen angesteuert sind, aufweisend die folgenden Schritte: - Fahren des autonomen Fahrzeugs (1) mit wenigstens drei angetriebenen Rädern (4) auf einem ersten Untergrund (5.1) durch Ansteuern der wenigstens drei Räder (4) mittels der Steuervorrichtung (3) in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen, derart, dass sich das autonome Fahrzeug (1) einem zweiten Untergrund (5.2) annähert, welcher zweite Untergrund (5.2) sich relativ zum ersten Untergrund (5.1) mit einer Differenzgeschwindigkeit zum ersten Untergrund (5.1) bewegt, - Einlesen in die Steuervorrichtung (3) von Positions- und/oder Lagedaten geometrischer Eigenschaften des zweiten Untergrunds (5.2), - Einlesen in die Steuervorrichtung (3) der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds (5.2) relativ zum ersten Untergrund (5.1), - Auffahren wenigstens eines der vier Räder (4) auf den zweiten Untergrund (5.2), und - angetriebenes Ansteuern des wenigstens einen auf den zweiten Untergrund (5.2) aufgefahrenen Rades (4) in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen mit den auf einem ersten Untergrund (5.1) verbliebenen Rädern (4) auf Basis der eingelesenen Positions- und/oder Lagedaten der geometrischen Eigenschaften des zweiten Untergrunds (5.2), sowie der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds (5.2) relativ zum ersten Untergrund (5.1).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Auffahren des wenigstens einen Rades (4) von dem ersten Untergrund (5.1) auf den zweiten Untergrund (5.2) über eine Übergangszone hinweg, die sich entlang einer geometrischen Grenze zwischen dem ersten Untergrund (5.1) und dem zweiten Untergrund (5.2) erstreckt, wobei das wenigstens eine auf den zweiten Untergrund (5.2) auffahrende Rad (4) in einen antriebslosen Zustand geschaltet wird, solange die Aufstandsfläche des wenigstens einen auf den zweiten Untergrund (5.2) auffahrenden Rades (4) sich mit der Fläche der Übergangszone überschneidet.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Ausdehnung der Übergangszone in Abhängigkeit eines momentanen Zustands des autonomen Fahrzeugs (1) dynamisch verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umschalten des auf den zweiten Untergrund (5.2) aufzufahrenden Rades (4) von seinem antriebslosen Zustand in einen an den zweiten Untergrund (5.2) angepassten angetriebenen Zustand des aufgefahrenen Rades (4) in einem anderen Abstand der Aufstandsfläche des aufzufahrenden Rades (4) von der geometrischen Grenze zwischen dem ersten Untergrund (5.1) und dem zweiten Untergrund (5.2) erfolgt, als ein Umschalten des von dem zweiten Untergrund (5.2) wieder auf den ersten Untergrund (5.1) abfahrenden Rades (4) von seinem an den zweiten Untergrund (5.2) angepassten angetriebenen Zustand in einen antriebslosen Zustand des abgefahrenen Rades (4) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass während des Auffahrens des wenigstens einen Rades (4) auf den zweiten Untergrund (5.2) die Steuervorrichtung (3) die wenigstens vier Räder (4) in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen, derart ansteuert, dass während des Auffahrens des wenigstens einen Rades (4) auf den zweiten Untergrund (5.2) das autonome Fahrzeug (1) ausschließlich translatorische Fahrbewegungen ausführt und dabei keine Drehungen um seine Vertikalachse während des Auffahrens durchführt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine auf den zweiten Untergrund (5.2) aufgefahrene Rad (4) in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen mit den auf einem ersten Untergrund (5.1) verbliebenen Rädern (4) angetrieben angesteuert wird, unter laufender Erfassung der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds (5.2) relativ zum ersten Untergrund (5.1) und laufender Kompensation der sich ändernden Bewegungsgeschwindigkeit und der sich ändernden Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds (5.2) relativ zum auf den zweiten Untergrund (5.2) aufgefahrenen Rad (4), wenn sich das autonome Fahrzeug (1) mit seinen Rädern (4) teilweise gegen den ersten Untergrund (5.1) abstützt und teilweise gegen den zweiten Untergrund (5.2) abstützt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einer einem Navigationssystem zum automatischen Fahren des autonome Fahrzeug (1) zugeordneten Karte die Positions- und/oder Lagedaten der geometrischen Eigenschaften des zweiten Untergrunds (5.2) eingetragen sind, und in Abhängigkeit der momentanen Positionen der Aufstandsflächen der Räder (4) des autonome Fahrzeugs (1) im Vergleich zu den Positions- und/oder Lagedaten der geometrischen Eigenschaften des zweiten Untergrunds (5.2) in der Karte, sowie der Drehlage des autonomen Fahrzeugs (1) und der Bewegungsgeschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds (5.2) relativ zum ersten Untergrund (5.1), das wenigstens eine auf den zweiten Untergrund (5.2) aufgefahrene Rad (4) in aufeinander abgestimmten Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen mit den auf einem ersten Untergrund (5.1) verbliebenen Rädern (4) angetrieben angesteuert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum angetriebenen Ansteuern aller angetriebenen Räder (4) des autonomen Fahrzeugs (1) mittels der Steuervorrichtung (3), die auf den zweiten Untergrund (5.2) aufgefahrenen Räder (4) in Bezug auf ein zugeordnetes Bezugskoordinatensystem gesteuert und/oder geregelt werden, das gegenüber dem Bezugskoordinatensystem, das dem ersten Untergrund (5.1) zugeordnet ist, dynamisch um einen Offset-Vektor transformiert ist, der sich aus der momentanen Bewegungsgeschwindigkeit, der momentanen Bewegungsrichtung des zweiten Untergrunds (5.2) und der momentanen Drehlage des autonomen Fahrzeugs (1) bestimmt.
Autonomes Fahrzeug, aufweisend einen Fahrzeugkörper (2), wenigstens vier an dem Fahrzeugkörper (2) drehbar gelagerte und antreibbare Räder (4), wobei jedes der wenigstens vier Räder (4) zum Fortbewegen des autonomen Fahrzeugs (1) auf einem Untergrund (5.1, 5.2, 5.3) ausgebildet ist, und eine Steuervorrichtung (3) zum individuellen Ansteuern der wenigstens vier Räder (4) in ihren jeweiligen Drehrichtungen, Drehgeschwindigkeiten und/oder Lenkstellungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung (3) ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
Computerprogrammprodukt aufweisend einen maschinenlesbaren Träger, auf dem Programmcode gespeichert ist, der von einer Steuervorrichtung (3) des autonomen Fahrzeugs (1) gemäß Anspruch 9 auslesbar ist und der die Steuervorrichtung (3) ausbildet und/oder einrichtet, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen, wenn der Programmcode von der Steuervorrichtung des autonomen Fahrzeugs (1) ausgeführt wird.