DE19859181A1

DE19859181A1 - Verfahren zur Bestimmung eines gewünschten Ansprechens auf die Erkennung eines Hindernisses

Info

Publication number: DE19859181A1
Application number: DE19859181A
Authority: DE
Inventors: Jagannathan Sarangapani
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1998-12-21
Publication date: 1999-06-24
Also published as: AU9609598A; US6173215B1; JPH11259132A; AU739481B2

Description

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zum Ansprechen auf die Erkennung bzw. Detektion eines Hindernisses im Pfad einer mobilen Maschine und insbeson dere auf ein Verfahren zur Bestimmung eines gewünschten Ansprechens auf die Detektion eines Hindernisses als eine Funktion von Abstandszonen zwischen dem Hindernis und der mobilen Maschine.

Mobile Maschinen werden verwendet, um eine Vielzahl von Aufgaben auszuführen. Beispielsweise liefern in einer Erdbewegungsumgebung wie beispielsweise einem Bergbauge lände mobile Maschinen zum Beispiel Geländeabbaulastwägen Material über das Gelände.

Für sich wiederholende Aufgaben wie oben wird es vorteil haft und wünschenswert, die mobilen Maschinen autonom bzw. eigenständig zu betrieben. Die Umgebung, in der die Lastwagen arbeiten, können hart sein, und wirkungsvollere Vorgänge können erreicht werden, wenn der menschliche Er müdungsfaktor eliminiert wird.

Als ein Beispiel zur Anwendung von autonomer Anwendung von Geländeabbaulastwägen sieht das US-Patent 5 612 883, ausgegeben an Shaffer und andere, eine beispielhafte Of fenbarung eines Systems für autonome Vorgänge einer mobi len Maschine vor. In diesem Patent offenbaren Shaffer und andere eine Flotte von Geländeabbaulastwägen, die autonom auf einem Abbaugelände arbeiten. Parameter wie beispiels weise die Positionsbestimmung, die Navigation, die Pfad- bzw. Wegplanung und die Maschinensteuerung werden ohne Hilfe von menschlichen Bedienern ausgeführt. Ein wichti ger Faktor wenn man es einer mobilen Maschine ermöglicht autonom zu arbeiten, ist die Fähigkeit, Hindernisse im Laufpfad der Maschine zu detektieren, und in akzeptabler Weise anzusprechen, wenn Hindernisse detektiert werden. Der normale Handlungsablauf, wenn man auf ein Hindernis trifft, ist es, die mobile Maschine zu stoppen und einen Flottenmanager zu benachrichtigen, das Hindernis zu ent fernen. Jedoch ist dies nicht immer die wirkungsvollste Handlungsweise. Unter manchen Umständen kann das Stoppen der mobilen Maschine nicht nötig sein, insbesondere wenn sich ein Hindernis bewegt und bald außerhalb des Pfades der mobilen Maschine sein kann.

Ein geeignetes Ansprechen auf die Detektion eines Hinder nisses kann abhängig von der Lage des Hindernisses rela tiv zu einer mobilen Maschine variieren. Ein wirkungsvol leres Verfahren zum Ansprechen auf ein detektiertes Hin dernis würde es sein, das Ansprechen als eine Funktion dessen zu variieren, daß das detektierte Hindernis in ei ner von einer Vielzahl von Zonen relativ zur Lage der mo bilen Maschine ist. Als ein Beispiel für die Verwendung von Detektions- bzw. Erkennungszonen offenbaren Nakajima und andere im US-Patent 5 521 633 die Anwendung einer Reihe von Zonen in dem Abtastmuster eines Hindernisdetek tors, wobei jede Zone eine entsprechende "Gefahrenrate" eines in der Zone detektierten Hindernisses besitzt. Ein Verfahren zur Alarmierung eines Bedieners bezüglich der Anwesenheit eines Hindernisses variiert ansprechend auf die Bestimmung, in welcher Zone das Hindernis ist.

Jedoch trägt die Offenbarung von Nakajima und anderen nicht dessen Rechnung, daß sich das detektierte Hindernis von einer Zone zur anderen bewegt, oder auf die Vorhersa ge der Bewegung des Hindernisses zwischen den Zonen. Ein geeignetes und wirkungsvolles Ansprechen auf die Detekti on eines Hindernisses, insbesondere auf ein sich bewegen des Hindernis, würde sich sehr verbessern, wenn die Bewe gungen des detektierten Hindernisses vorhersagbar wären und man könnte darauf ansprechen, bevor das Hindernis in eine Zone eintritt.

Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben dargelegten Probleme zu überwinden.

Gemäß eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren offenbart, um auf die Detektion eines Hinder nisses im Pfad einer mobilen Maschine anzusprechen, wenn die mobile Maschine über den Pfad in einem Arbeitsgelände fährt. Das Verfahren weist die Schritte auf, ein interes santes Feld abzutasten, die Anwesenheit eines Hindernis ses zu detektieren und einen Satz von Parametern zu be stimmen, und zwar als eine Funktion der mobilen Maschine, des Hindernisses und des Arbeitsgeländes. Das Verfahren weist auch die Schritte auf, ein Niveau der Vorhersagbar keit der Bewegung des Hindernisses zu bestimmen, Bereiche von einer Vielzahl von Zonen zu bestimmen, und zwar als eine Funktion des Niveaus der Vorhersagbarkeit und der Parameter, und das Einleiten eines Vorgangs ansprechend darauf, daß das Hindernis in einer der Zonen ist.

Fig. 1 ist eine schematische Veranschaulichung einer mobilen Maschine, die als ein Geländeabbaulast wagen gezeigt ist;

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aspekt der vorliegenden Erfindung auf einem Arbeitsgelände veranschaulicht;

Fig. 3 ist eine schematische Veranschaulichung einer Anwendung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer Anwendung der vor liegenden Erfindung;

Fig. 5 ist eine schematische Veranschaulichung eines weiteren Aspektes einer Anwendung der vorlie genden Erfindung; und

Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, welches ein Ausführungs beispiel der vorliegenden Erfindung veranschau licht.

Die vorliegende Erfindung ist in dem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel ein Verfahren zum Ansprechen auf die Detek tion eines Hindernisses im Pfad einer mobilen Maschine auf einem Arbeitsgelände und wird als ein Beispiel unten mit Bezug auf eine Flotte von mobilen Maschinen auf einem Erdbearbeitungsgelände beschrieben, wie beispielsweise einem Tageabbaugelände. Jedoch können andere Arbeitsge lände, wie beispielsweise ein Warenhaus, ein Holzfällge lände, eine Baustelle und ähnliches von der Anwendung der vorliegenden Erfindung profitieren.

Mit Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere auf Fig. 1 ist eine mobile Maschine 102 gezeigt. Die mobile Maschine 102 der Fig. 1 ist als ein Geländeabbaulastwagen abgebil det, der auf einem Pfad 104 auf einem Minengelände fährt. Flotten von Geländeabbau- bzw. Geländeminen lastwagen werden extensiv auf Tageabbaustätten verwendet, um Materialien über das Gelände zu liefern. Neuere Ent wicklungen der Technologie gestatten es, daß Flotten von Abbaulastwägen autonom arbeiten, wodurch somit menschli che Bediener davon befreit werden, lange Schichten in harten Umgebungen zu arbeiten.

Ein Hauptaugenmerk beim Betrieb von mobilen Maschinen in autonomer Weise ist die Fähigkeit, Hindernisse im Pfad der mobilen Maschine 102 genau in einer harten und sich konstant verändernden Umgebung zu detektieren. Beispiele von Hindernissen weisen Felsen und Brocken auf, und ande re mobile Maschinen, die über den gleichen Pfad laufen.

Obwohl die mobile Maschine 102 in Fig. 1 als ein Gelän deabbaulastwagen gezeigt ist, können andere Arten von mo bilen Maschinen in der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Beispiele von mobilen Maschinen sind Gabel hublastwägen, Holzfällastwägen, Radlader, Raupentraktoren und Ähnliches.

Mit Bezug auf Fig. 2 ist ein Blockdiagramm der Vorgänge auf einem Arbeitsgelände 204 wie in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung abgebildet gezeigt. Die mobile Maschine 102 läuft über das Arbeits gelände 204 und kommuniziert mit einem Flottenmanager 202 durch eine Kommunikationsverbindung 210. Die Kommunikati ons- bzw. Nachrichtenverbindung 210 sieht eine Zwei-Weg- Kommunikation zwischen der mobilen Maschine 102 und dem Flottenmanager 202 vor. Die Kommunikationsverbindung 210 kann irgendeine Art eines drahtlosen Kommunikationssy stems sein, wie beispielsweise ein Kurzfrequenz- bzw. Ra diofrequenzfunkgerät, ein Satellit, ein Telefon und ähn liches. Kommunikationsverbindungen sind in der Technik wohl bekannt und werden nicht weiter besprochen.

Das Arbeitsgelände 204 wird auch von einer oder mehreren zusätzlichen mobilen Maschinen überquert, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung als ein sich vorhersagbar bewegendes Hindernis 206 bekannt ist. Das vorhersagbare sich bewegende Hindernis 206 kommuniziert auch mit dem Flottenmanager 202 durch die Kommunikationsverbindung 210. Die mobile Maschine 102 und das vorhersagbare sich bewegbare Hindernis 206 sind jeweils konfiguriert, um Lage-, Richtungs- und Geschwin digkeitsinformationen an den Flottenmanager 202 zu über mitteln.

Die mobile Maschine 102 und das vorhersagbare sich bewe gende Hindernis 206 können konfiguriert werden, um direkt miteinander durch eine alternative Kommunikationsverbin dung 212 zu kommunizieren, entweder alternativ oder zu sätzlich zur Kommunikationsverbindung 210 zum Flottenma nager 202.

Auf dem Arbeitsgelände 204 kann eine zusätzliche Art ei ner mobilen Maschine gefunden werden, in einem bevorzug ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als nicht vorhersagbares sich bewegendes Hindernis 208 be kannt. Das nicht vorhersagbare sich bewegende Hindernis 208 hat keine Kommunikationsverbindung mit dem Flottenma nager 202 und kann daher nicht Lage-, Richtungs-, und Ge schwindigkeitsinformationen an den Flottenmanager 202 übermitteln. Beispiele von nicht vorhersagbaren sich be wegenden Hindernissen 208 in einem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel des Beispiels eines Mienen- bzw. Abbauge ländes sind beispielsweise Wasserlastwägen, die verwendet werden, um die Straßen zu bewässern, um die erzeugte Staubmenge zu verringern, und Lastwägen, die durch Über wacher und Service- bzw. Instandhaltungspersonal gefahren werden.

Mit Bezug auf die Fig. 3 bis 5 sind diagrammartige Darstellungen einer mobilen Maschine 102 auf einem Pfad 104 gezeigt, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet.

In Fig. 3 ist die mobile Maschine 102 als über einen Pfad 104 fahrend gezeigt. Die mobile Maschine 102 scannt bzw. tastet nach Hindernissen unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Hindernisscan- bzw.- Hindernisabtast sensorsystems. Die mobile Maschine 102 in Fig. 3 ist ge zeigt wie sie in einem Fernbereichsabtastmuster 302 und einem Nahbereichsabtastmuster 304 abtasten. Jedoch kann irgendeine Vielzahl und Kombination von Abtastmustern von der mobilen Maschine 102 erzeugt werden, ohne vom Geiste der Erfindung abzuweichen.

Das Abtastmuster in Fig. 3 ist in drei Zonen aufgeteilt. Eine erste Zone 306 erstreckt sich von der mobilen Ma schine 102 zu einem ersten Abstand von der mobilen Ma schine 102. Eine zweite Zone 308 erstreckt sich vom er sten Abstand zu einem zweiten Abstand von der mobilen Ma schine 102. Eine dritte Zone erstreckt sich von dem zwei ten Abstand zu einem dritten Abstand von der mobilen Ma schine 102. Die Anwendung der drei Zonen 306, 308, 310 wird genauer unten besprochen.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er findung wird mit Bezug auf die Anwendung der drei Zonen 306, 308, 310 besprochen. Jedoch gestattet der Kern der vorliegenden Erfindung, daß irgendeine Anzahl von Zonen verwendet wird. Beispielsweise kann die vorliegende Er findung konfiguriert werden, um zwei Zonen, vier Zonen oder irgendeine Anzahl von Zonen zu verwenden, die als notwendig betrachtet werden.

Fig. 4 veranschaulicht eine Seitenansicht des in Fig. 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiels. Die drei Zo nen 306, 308, 310 teilen die Fern- und Nahbereichsab tastmuster 302, 304 in drei Abschnitte. Vorzugsweise er streckt sich die dritte Zone 310 von der zweiten Zone zum entfernten Ende des Abtastmusters 302. Somit wir die ge samte Fläche, die von den Abtastmustern 302, 304 abge deckt wird, in mindestens einer Zone 306, 308, 310 einge schlossen.

In Fig. 5 ist die mobile Maschine 102 gezeigt, wie sie sich um ein stationäres Hindernis 502, beispielsweise ei nen Felsen oder Brocken herum bewegt. Wenn die mobile Ma schine 102 den Weg ändert, um sich um das Hindernis 502 herum zu bewegen, müssen die Fern- und Nahbereichsab tastmuster 302, 304 sich verschieben, um es der mobilen Maschine 102 zu gestatten, weiter nach Hindernissen zu tasten. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vor liegenden Erfindung müssen die Zonen 306, 308, 310 sich auch verschieben, um eine Position relativ zur mobilen Maschine 102 zu halten.

Mit Bezug auf Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, welches den detaillierten Betrieb eines bevorzugten Ausführungsbei spiels der vorliegenden Erfindung veranschaulicht ge zeigt.

In einem ersten Steuerblock 602 tastet die mobile Maschi ne 102 nach Hindernissen in einem interessanten Feld in dem von der mobilen Maschine 102 überquerten Pfad 104. In einem zweiten Steuerblock 604 wird ein Hindernis detek tiert, und die mobile Maschine 102 bestimmt die Lage, Richtung und Geschwindigkeit des detektierten Hindernis ses. Wenn das Hindernis stationär ist, beispielsweise ein Fels, Brocken oder eine andere sich nicht bewegende mobi le Maschine, wird die bestimmte Richtung und Geschwindig keit Null sein. Die Lage, Richtung und Geschwindigkeit eines sich bewegenden Hindernisses wird bestimmt unter Verwendung von Verfahren von Hindernisdetektionssystemen, die in der Technik bekannt sind.

In einem dritten Steuerblock 606 wird mindestens ein Pa rameter durch die mobile Maschine 102 bestimmt. Parameter werden als eine Funktion der mobilen Maschine und/oder des detektierten Hindernisses und/oder des Arbeitsgelän des bestimmt. Die Parameter, die bestimmt werden, beein flussen die Fähigkeit der mobilen Maschine 102, das de tektierte Hindernis zu vermeiden. Beispielsweise weisen Parameter, die als eine Funktion der mobilen Maschine 102 bestimmt werden, die Geschwindigkeit der mobilen Maschine 102, das Gewicht der von der mobilen Maschine 102 getra genen Last, und andere Faktoren auf, die die minimale An haltdistanz bzw. den minimalen Bremsweg der mobilen Ma schine 102 beeinflussen.

Beispiele von Parametern, die als eine Funktion des de tektierten Hindernisses bestimmt werden, weisen die Ge schwindigkeit und Richtung des Hindernisses mit Bezug auf die Geschwindigkeit und Richtung der mobilen Maschine 102 auf. Zusätzliche Beispiele von Parametern, die als eine Funktion des detektierten Hindernisse bestimmt werden, weisen die minimale Anhaltdistanz bzw. den Bremsweg des sich bewegenden Hindernisses auf, wie von der mobilen Ma schine 102 bestimmt. Wenn das Hindernis ein vorhersagba res sich bewegendes Hindernis 206 ist, kann der minimale Bremsweg des Hindernisses auf Daten bestimmt werden, die von dem Flottenmanager 202 in der gleichen Weise gelie fert werden, wie die mobile Maschine 102 den minimalen Bremsweg der mobilen Maschine 102 bestimmen würde. Wenn das Hindernis ein nicht vorhersagbares sich bewegendes Hindernis 208 ist, kann die mobile Maschine den minimalen Bremsweg des Hindernisses als eine Funktion von anderen Parametern bestimmen, wie beispielsweise die Geschwindig keit des Hindernisses und Parameter, die als eine Funkti on des Arbeitsgeländes 204 bestimmt werden.

Parameter, die als eine Funktion des Arbeitsgeländes 204 bestimmt werden, können Charakteristiken des Arbeitsge ländes 204 aufweisen, die den minimalen Bremsweg der mo bilen Maschine 102 beeinflussen können. Beispiele von solchen Parametern sind der Zustand der Oberfläche des Pfades 104, beispielsweise Feuchtigkeitsmenge auf dem Pfad 104, Materialart (Schmutz, Sand, Felsen usw.) u.ä. Zusätzlich kann die Gradneigung des Pfades 104 ein Para meter sein. Beispielsweise kann die mobile Maschine 102 in einer kürzeren Distanz stoppen, wenn sie auf einen Hü gel hinauffährt als wenn sie ein Hügel hinunterfährt.

Parameter, die als eine Funktion des Arbeitsgeländes 204 bestimmt werden, können auch Charakteristiken des Ar beitsgeländes 204 aufweisen, die die maximale Entfernung beeinflussen können, die ein Hindernisdetektionssystem abtasten kann. Beispielsweise können Staub-, Nebel- und Nachteinsätze den Bereich beeinflussen, in dem ein Hin dernisdetektionssystem funktionieren kann.

Die oben besprochenen Beispiele von Parametern sind für eine Aufnahme von Parametern repräsentativ, die in den bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin dung von Interesse sein können. Es sei darauf hingewie sen, daß andere Parameter bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, und daß irgendeine Kombination von Parametern verwendet werden kann.

In einem ersten Entscheidungsblock 608 wird ein Niveau der Vorhersagbarkeit der Bewegung des detektierten Hin dernisses relativ zur Bewegung der mobilen Maschine 102 bestimmt. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ei nes von zwei Vorhersgabarkeitsniveaus ausgewählt. Es wird bestimmt, ob das Hindernis ein vorhersagbares sich bewe gendes Hindernis 206 oder ein nicht vorhersagbares sich bewegendes Hindernis 208 ist.

Es wird bestimmt, daß das Hindernis ein vorhersagbares sich bewegendes Hindernis 206 ist, wenn die geplante Richtung und Geschwindigkeit des Hindernisses an die mo bile Maschine 102 entweder vom Flottenmanager 202 oder direkt von dem Hindernis übermittelt wird. Die Bewegung des Hindernisses ist vorhersagbar, wenn die mobile Ma schine 102 die Richtung des Hindernisses kennt, die Ge schwindigkeit des Hindernisses kennt, und irgendwelche geplanten Veränderungen von entweder der Richtung oder der Geschwindigkeit des Hindernisses kennt.

Es wird bestimmt, daß das Hindernis ein nicht vorhersag bares sich bewegendes Objekt 208 ist, wenn die geplante Richtung und Geschwindigkeit des Hindernisses nicht an die mobile Maschine 102 entweder vom Flottenmanager 202 oder direkt von dem Hindernis übermittelt wird. Die Bewe gung des Hindernisses ist nicht vorhersagbar, wenn die mobile Maschine 102 die Richtung des Hindernisses kennt, die Geschwindigkeit des Hindernisses kennt, jedoch nicht irgendwelche geplanten Veränderungen von entweder der Richtung oder der Geschwindigkeit des Hindernisses kennt.

Weiter mit Bezug auf Fig. 6 schreitet die Steuerung zu einem vierten Steuerblock 610 voran, wen bestimmt wird, daß die Bewegung des Hindernisses vorhersagbar ist, oder zu einem fünften Steuerblock 612, wenn bestimmt wird, daß die Bewegung des Hindernisses nicht vorhersagbar ist. In den vierten und fünften Steuerblöcken 610, 612, wird der Bereich von jeder Zone 306, 308, 310 definiert. Wenn die Bewegung des Hindernisses nicht vorhersagbar ist, ist vorzugsweise der Bereich von jeder Zone 306, 308, 310 größer als die Bereiche für ein vorhersagbares sich bewe gendes Hindernis 206. Die größeren Bereiche gestatten längere Ansprechzeiten von der mobilen Maschine 102 auf grund der nicht vorhersagbaren Richtung und Geschwindig keit des Hindernisses. Der Bereich von jeder Zone 306, 308, 310 wird auch als eine Funktion der bestimmten Para meter variiert, um Variationen bzw. Veränderungen des Hindernisabfühlbereiches und des Bremswegs von der mobi len Maschine 102 zu gestatten.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden drei Zonen verwendet. Die erste Zone 306 von der mobilen Maschine 102 zum ersten Abstand von der mobilen Maschine 102 ist bekannt als eine Alarmzonen 306. Die zweite Zone 308 vom ersten Abstand zu einem zweiten Abstand von der mobilen Maschine 102 ist als eine Alarmierungs- bzw. Voralarmzone 308 bekannt. Die dritte Zone 310 vom zweiten Abstand zu einem dritten Abstand von der mobilen Maschine 102 ist als eine Vorsichts- bzw. Aufmerksamkeitszone 310 bekannt. Die Detektion eines sich bewegenden Hindernisses in ir gendeiner der drei Zonen 306, 308, 310 bewirkt einen ein zigartigen Antwortvorgang von der mobilen Maschine 102, wie unten besprochen.

Wenn in einem zweiten Entscheidungsblock 614 bestimmt wird, daß das sich bewegende Hindernis in der Aufmerksam keitszone 310 ist, schreitet die Steuerung zu einem sech sten Steuerblock 616 voran. In dem sechsten Steuerblock 616 hält die mobile Maschine 102 die Geschwindigkeit, die die mobile Maschine 102 zuvor hatte. Jedoch überwacht die mobile Maschine 102 das sich bewegende Hindernis in Vor bereitung dessen, daß das sich bewegende Hindernis in ei ne der zwei anderen Zonen 306, 308 von der Aufmerksam keitszone 310 eintritt.

Wenn in dem zweiten Entscheidungsblock 614 bestimmt wird, daß das sich bewegende Hindernis nicht in der Aufmerksam keitszone 310 ist, schreitet die Steuerung zu einem drit ten Entscheidungsblock 618 voran. Wenn in dem dritten Entscheidungsblock 618 bestimmt wird, daß das sich bewe gende Hindernis in der Alarmierungs- bzw. Voralarmzone 308 ist, schreitet die Steuerung zu einem siebten Steuer block 620, wo die mobile Maschine 102 die Geschwindigkeit verringert, voran.

Das gewünschte Ausmaß an Geschwindigkeitsverringerung der mobilen Maschine 102 wird vorzugsweise bestimmt durch Analysieren der Richtung und Geschwindigkeit des sich be wegenden Hindernisses mit Bezug auf die Richtung und Ge schwindigkeit der mobilen Maschine 102, und die Geschwin digkeit der mobilen Maschine 102 wird genug reduziert, um es der mobilen Maschine 102 und dem sich bewegenden Hin dernis zu ermöglichen, sich entlang ihrer gegenwärtigen Richtungen zu bewegen, ohne ihre Laufpfade gegenseitig zu beeinflussen.

Alternativ kann es die vorliegende Erfindung der mobilen Maschine 102 gestatten, ihre Richtung zu ändern, um eine Gegenwirkung mit der Bewegung des sich bewegenden Hinder nisses zu verhindern. Wenn beispielsweise bestimmt wird, daß das sich bewegende Hindernis sich direkt auf die mo bile Maschine 102 auf dem Pfad 104 zu bewegt, kann die mobile Maschine 102 geringfügig und zeitweise den Weg än dern, um zu gestatten, daß das sich bewegende Hindernis und die mobile Maschine 102 aneinander vorbeifahren.

Wenn in dem dritten Entscheidungsblock 618 bestimmt wird, daß das sich bewegende Hindernis nicht in der Voralarmzo ne 308 ist, schreitet die Steuerung zu einem vierten Ent scheidungsblock 622 voran. Wenn in dem vierten Entschei dungsblock 622 bestimmt wird, daß das sich bewegende Hin dernis in der Alarmzone 306 ist, schreitet die Steuerung zu einem achten Steuerblock 624, wo die mobile Maschine 102 stoppt, bis das sich bewegende Hindernis nicht länger in der Alarmzone 306 ist, voran. Wenn in dem vierten Ent scheidungsblock 622 bestimmt wird, daß das sich bewegende Hindernis nicht in der Alarmzone 306 ist, dann ist das sich bewegende Hindernis nicht mehr länger im interessan ten Feld, und die Steuerung kehrt zum ersten Steuerblock 602 zurück.

Wenn im ersten Entscheidungsblock 608 bestimmt wird, daß das sich bewegende Hindernis ein vorhersagbares sich be wegendes Hindernis 206 ist, kennt die mobile Maschine 102 die geplante Richtung und Geschwindigkeit des vorhersag baren sich bewegenden Hindernisses 206. Die mobile Ma schine 102 wird auch entweder vom Flottenmanager 202 oder von dem vorhersagbaren sich bewegenden Hindernis 106 in formiert, ob sich die Richtung oder Geschwindigkeit des Hindernisses verändert. Mit dieser Information kann die mobile Maschine 102 die Bewegung des detektierten Hinder nisses in irgendeiner der drei Zonen 306, 308, 310 vor hersagen. Daher kann die mobile Maschine 102 einen darauf ansprechenden Vorgang einleiten, und zwar entsprechend irgendeiner der Zonen 306, 308, 310, in die sich das vor hersagbare sich bewegende Hindernis 206 gerade bewegt. Diese Vorhersagefähigkeit der mobilen Maschine 102 ge stattet ein wirkungsvolleres Verfahren zum Ansprechen auf die Anwesenheit eines sich bewegenden Hindernisses in dem abgetasteten interessanten Feld der mobilen Maschine 102.

In einem Beispiel einer Anwendung der vorliegenden Erfin dung fährt eine Flotte von Geländeabbaulastwägen über Straßen über ein Abbau- bzw. Minengelände, wobei sie Ma teriallasten liefern und andere Aufgaben ausführen. Das Abbaugelände ist typischerweise in einer rauhen Umgebung und die Straßen auf dem Abbaugelände verändern sich kon tinuierlich aufgrund der sich verändernden Natur der Ab baugelände.

Ziemlich oft entstehen Zustände, die Hindernisse auf Ab baustraßen hinzubringen. Beispielsweise können Felsen und Brocken von Hügeln hinab auf Straßen rollen oder gleiten, Materialien könne von Lastwagen herunterfallen, und Last wagen können versagen und die Straßen blockieren. Zusätz lich werden bei mehreren Lastwagen, die auf den gleichen Straßen fahren, die Lastwagen oft füreinander sich bewe gende Hindernisse.

Bediener dieser Lastwagen überwachen kontinuierlich die Straßen auf Hindernisse und sprechen wie benötigt darauf an, und zwar entweder durch Anhalten, Verlangsamen oder indem sie um das Hindernis herum fahren. Jedoch werden autonome bzw. eigenständige Lastwagen entwickelt, um menschliche Bediener aus diesen rauhen ermüdenden Umge bungen zu entfernen. Folglich sind gewisse Mittel erfor derlich, um die Straßen auf Hindernisse hin zu überwachen und geeignet in autonomer Weise anzusprechen. Das bevor zugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ge stattet es, daß eine autonome Flotte von Abbau- bzw. Mi nenlastwagen nach sich bewegenden Hindernissen sucht, und zwar durch Einsatz von irgendeiner von einer Vielzahl von Hindernisdetektionstechniken, daß sie die Anwesenheit ei nes sich bewegenden Hindernisses bestimmen und auf die Anwesenheit des sich bewegenden Hindernisses in geeigne ter und wirkungsvoller Weise ansprechen.

Andere Aspekte, Ziele und Merkmale der vorliegenden Er findung können aus einem Studium der Zeichnungen, der Of fenbarung und der beigefügten Ansprüche erhalten werden.

Zusammenfassend kann man folgendes sagen:
Ein Verfahren wird offenbart, um auf die Detektion eines Hindernisses im Pfad einer mobilen Maschine anzusprechen, wenn die mobile Maschine über den Pfad auf einem Arbeits gelände fährt. Das Verfahren weist die Schritte auf, ein interessantes Feld abzutasten, die Anwesenheit eines Hin dernisses zu detektieren, und einen Satz von Parametern als eine Funktion der mobilen Maschine, des Hindernisses und des Arbeitsgeländes zu bestimmen. Das Verfahren weist auch die Schritte auf, ein Niveau der Vorhersagbarkeit der Bewegung des Hindernisses zu bestimmen, Bereiche ei ner Vielzahl von Zonen als eine Funktion des Niveaus der Vorhersagbarkeit und der Parameter zu definieren, und ei nen Vorgang ansprechend darauf einzuleiten, daß das Hin dernis in einer der Zonen ist.

Claims

1. Verfahren zum Ansprechen auf die Detektion eines Hindernisses in dem Pfad einer mobile Maschine, wo bei die mobile Maschine über den Pfad auf einem Ar beitsgelände fährt, wobei das Verfahren folgenden Schritte aufweist:
Abtasten eines interessanten Feldes auf dem Pfad;
Detektieren der Anwesenheit eines Hindernisses auf dem Pfad;
Bestimmung von mindestens einem Parameter als eine Funktion der mobilen Maschine und/oder des detek tierten Hindernisses und/oder des Arbeitsgeländes;
Bestimmung eines Niveaus an Vorhersagbarkeit der Be wegung des detektierten Hindernisses bezüglich der Bewegung der mobilen Maschine;
Bestimmung eines Bereiches von jeder einer Vielzahl von Zonen auf einem Segment des Pfades, welcher von der mobilen Maschine überquert wird, wobei der Be reich von jeder Zone eine Funktion des Niveaus der Vorhersagbarkeit und von dem mindestens einem Para meter ist; und
Einleiten eines darauf ansprechenden Vorgangs durch die mobile Maschine als eine Funktion der Zone, in der das Hindernis gelegen ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Detektieren der Anwesenheit eines Hindernisses den Schritt aufweist, den Zustand des Hindernisses als stationär oder in Bewegung zu bestimmen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bestim mung eines Zustands des Hindernisses als in Bewegung den Schritt aufweist, eine Lage, Richtung und Ge schwindigkeit des Hindernisses relativ zur mobilen Maschine zu bestimmen.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Bestimmung von mindestens einem Parameter die Bestimmung von mindestens einem Parameter der mobilen Maschine als eine Funktion eines minimalen Bremsweges der mobilen Maschine aufweist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei ein Parameter ein Zustand des Arbeitsgeländes ist, wobei der Zu stand eine maximale Distanz bestimmt, in der ein Hindernis detektiert werden kann.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Bestimmung von mindestens einem Parameter die Bestimmung von mindestens einem Parameter als eine Funktion des de tektierten Hindernisses mit Bezug auf die mobile Ma schine aufweist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, wobei ein Parameter eine Geschwindigkeit des detektieren Hindernisses relativ zur Geschwindigkeit der mobilen Maschine ist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, wobei ein Parameter eine Richtung des detektierten Hindernisses relativ zu einer Richtung der mobilen Maschine ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 6, wobei ein Parameter ein minimaler Bremsweg des detektierten Hindernisses ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Bestimmung eines Niveaus an Vorhersagbarkeit der Bewegung des detektierten Hindernisse die Bestimmung einer ge planten Richtung und Geschwindigkeit des detektier ten Hindernisses ansprechend darauf, aufweist, daß das detektierte Hindernis die geplante Richtung und Geschwindigkeit an einen Flottenmanager übermittelt, wobei der Flottenmanager in Verbindung mit dem de tektierten Hindernis und der mobilen Maschine ist.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 10, wobei ein hohes Ni veau an Vorhersagbarkeit ansprechend darauf bestimmt wird, daß die geplante Richtung und Geschwindigkeit des detektierten Hindernisses von dem Flottenmanager an die mobile Maschine übermittelt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 10, wobei ein niedriges Niveau an Vorhersagbarkeit ansprechend darauf be stimmt wird, daß der Flottenmanager nicht die ge plante Richtung und Geschwindigkeit des detektierten Hindernisses an die mobile Maschine übermitteln kann.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Definition eines Bereiches von jeder einer Vielzahl von Zonen den Schritt aufweist, einen Bereich für jede von drei Zonen in dem interessanten Feld einzustellen, was eine erste Zone von der mobilen Maschine zu ei nem ersten Abstand von der mobilen Maschine auf weist, eine zweite Zone vom ersten Abstand zu einem zweiten Abstand von der mobilen Maschine und eine dritte Zone vom zweiten Abstand zu einem dritten Ab stand von der mobilen Maschine.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 13, wobei die Einleitung eines darauf ansprechenden Vorgangs folgende Schrit te aufweist:
Stoppen der mobilen Maschine ansprechend darauf, daß das detektierte Hindernis in der ersten Zone ist;
Verringern einer Geschwindigkeit der mobilen Maschi ne ansprechend darauf, daß das detektierte Hindernis in der zweiten Zone ist; und
Aufrechterhalten einer gewünschten Geschwindigkeit der mobilen Maschine ansprechend darauf, daß das de tektierte Hindernis in der dritten Zone ist.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 14, wobei das Einleiten eines darauf ansprechenden Vorgangs den Schritt auf weist, die Richtung der mobilen Maschine ansprechend darauf zu ändern, daß das detektierte Hindernis ent weder in der ersten, zweiten oder dritten Zone ist.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 15, welches weiter fol gende Schritte aufweist:
Vorhersage einer Bewegung des detektierten Hinder nisses in einer der ersten, zweiten und dritten Zo nen; und
Einleiten eines entsprechenden darauf ansprechenden Vorgangs durch die mobile Maschine.