WO2019160447A1 - Method for creating a travel path trajectory for the autonomous travel of a mobile object and method for the autonomous travel of a mobile object along a travel path trajectory - Google Patents

Method for creating a travel path trajectory for the autonomous travel of a mobile object and method for the autonomous travel of a mobile object along a travel path trajectory Download PDF

Info

Publication number
WO2019160447A1
WO2019160447A1 PCT/RU2019/000079 RU2019000079W WO2019160447A1 WO 2019160447 A1 WO2019160447 A1 WO 2019160447A1 RU 2019000079 W RU2019000079 W RU 2019000079W WO 2019160447 A1 WO2019160447 A1 WO 2019160447A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
track
vector
movement
path
autonomous
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000079
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владимирович ВАВИЛИН
Анатолий Сергеевич ТЕРСКИЙ
Original Assignee
Андрей Владимирович ВАВИЛИН
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Владимирович ВАВИЛИН filed Critical Андрей Владимирович ВАВИЛИН
Publication of WO2019160447A1 publication Critical patent/WO2019160447A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/20—Instruments for performing navigational calculations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/34—Route searching; Route guidance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C22/00—Measuring distance traversed on the ground by vehicles, persons, animals or other moving solid bodies, e.g. using odometers, using pedometers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/12—Target-seeking control

Definitions

  • the invention relates to the field of robotics technology, in particular, to intelligent control systems for moving objects, and can be used to automatically control the movement of ground, air and water moving objects along the path.
  • the existing solutions for managing road vehicles without the participation of a driver (pilot) are associated with the automation of individual vehicle modes of operation - parking, traffic in traffic jams, moving along the highway using LiDAR'oB, radars, ultrasonic sensors, optical cameras, GPS systems for positioning and navigation along the way using terrain maps, etc. All of them are combined into a single whole through internal and external data transmission networks and are controlled by microcontrollers of electronic control units, which allows a versatile assessment of the situation during movement.
  • the signals from the input devices are transmitted to the electronic control unit, where they are processed in accordance with the program laid down and the formation of control actions on the actuating devices of the vehicle.
  • actuators structural elements of the steering, brake system, directional stability system, engine control system and others are used.
  • control automation systems implemented in modern road vehicles provide, basically, safe movement in an autonomous (automated) control mode within stable external (surrounding) traffic conditions.
  • the presence of the aforementioned driver assistance systems under changing external conditions, primarily weather, as well as positioning errors, is not enough to control the movement in standalone mode without reducing the speed on a given path and increasing the likelihood of an emergency.
  • the method includes representing the global path along the motion path in the form of a sequence of reference points of movement, tracking the position of the vehicle on the road, when an obstacle is detected for the current position of the vehicle, an additional path is formed along the movement path by generating many possible compensation travel paths parallel to the global path within the width roads, and the choice of them the optimal path bypassing the obstacle, in the form of a sequence of reference points parallel to the true wit, and continued movement along the generated obstacle avoidance path parallel to the global path.
  • This method is carried out by a motion control device in which the actual environment along the vehicle path is monitored by environmental sensors: laser scanners, cameras, etc. to obtain information about obstacles, lanes, bends, narrowing of the road, and also analysis of geographical information about the road (slopes, road surface condition), and positioning using the satellite navigation system (GPS).
  • environmental sensors laser scanners, cameras, etc. to obtain information about obstacles, lanes, bends, narrowing of the road, and also analysis of geographical information about the road (slopes, road surface condition), and positioning using the satellite navigation system (GPS).
  • GPS satellite navigation system
  • This solution provides automatic control taking into account the environment with a sufficient degree of reliability in the absence of interference in the operation of sensors that monitor the environment, which can be caused, for example, by weather conditions, physical obstacles, etc.
  • this method and device do not provide support for the optimal path of movement along the path of movement and positioning accuracy, within the accuracy of the nominal position of the GPS receiver, which limits the movement of the vehicle with optimal speed driving speed, fuel consumption and taking into account the technical features of the vehicle, such as: mass-dimensional parameters, traction and braking characteristics, energy consumption characteristics, etc.
  • the route model is compiled according to the state of the route and includes the route of the route, the points of which belonging to the roadway and acting as points of a landmark are located along a curve that is built in a three-dimensional ground coordinate system, and throughout the course of the route monitors the physical state of each real section a roadbed displayed in a point cloud in a 1-meter increment, while the point of the landmark, in addition to its position in the ground coordinate system, is a point the interpolated sequence of points closest to the physical form of the road section that carries one or more characteristics of the road’s road conditions.
  • Vehicle movement along the highway in automatic control mode is carried out using a computerized control system installed on a vehicle containing a block of sensors collecting data about road conditions in the form of landmarks and the state of the vehicle during movement, the processor control unit associated with the engine and steering of the vehicle, and connected to the sensor unit and the unit for receiving and storing data on points of landmarks along the highway, carrying one or more characteristics of the road conditions of the route.
  • the sensor block may include a group of sensors: radar, LiDAR, ultrasonic sensors, cameras (visual and / or thermal), gyroscopes, GPS receivers, inertial measuring systems, accelerometers, magnetometers, and other means.
  • the information required for control is extracted from the sensors using the hardware and software of the computer.
  • navigation parameters or other automatic control functions are set, including setting the direction of the vehicle along the route to the destination, observing all traffic signals and signs, speed limits and other legal requirements, as well as avoiding collisions with pedestrians and other vehicles.
  • the processor control unit receiving information from the sensors, compares the information in the unit for receiving and storing data on the coordinate position and the simulated situation in the form of landmarks using the roadside infrastructure and positioning system at the current time and confirms its position on the road surface, thereby determining that the movement is correct.
  • Automatic vehicle control using the track according to the technical solution [2] is applicable only to ground vehicles and can be implemented with the obligatory presence of landmarks, reliable interaction with which vehicle sensors depends largely on weather conditions and external factors that may interfere with the collection of information by sensors Vehicle in motion.
  • the establishment of the relevant vehicle motion parameters along the highway in accordance with the landmark data is carried out online, which requires significant computing power. All this reduces the accuracy of automatic control and limits the speed of the vehicle.
  • the objective of the present invention is to develop a method for creating a track for autonomous movement, which fully provides automatic control of moving objects of any kind - land, air, surface - according to a given path of movement by constructing a trajectory of a moving object without using special landmarks along the trajectory of the movement.
  • the technical result of the proposed method for creating a track for the autonomous movement of a moving object is the versatility of the track for any type of moving object, moving independently on the ground, water or in airspace in any weather conditions with high precision control at high speeds.
  • the specified technical result is achieved by the method of creating a track for the autonomous movement of a moving object along a given path of movement, including:
  • a set of motion conditions parameters is generated by blocks of kinematic motion parameters data of a moving object, navigation data, control actions data, motion corridor data and motion conditions data.
  • the sequence of reference points of the path of movement is set with a variable sampling step in the range of 0.01 - 10 m, the coordinate position of which corresponds to a position in space with an accuracy of 0.01 m.
  • a track in the form of executive vectors of the present invention can be implemented by a system for controlling the autonomous movement of a moving object, comprising a positioning system, a memory unit for storing a vector track file, and an autonomous movement control unit.
  • the vehicle is tied to a predetermined driving path by loading the file of the vector track of the driving path to the memory block of the autonomous traffic control system and executing the vector track by the autonomous traffic control block by performing the following steps, including:
  • the transition to the autonomous movement mode is carried out after receiving the current spatial location of the moving object according to the positioning system and the command of the driver / pilot / operator of the moving object or collective control system of a group of moving objects, including robots.
  • FIG. 1. - a diagram of a spatially oriented model of the path of motion in the form of a set of consecutive reference points in a three-dimensional coordinate system;
  • FIG. 2 is a diagram of a vector track along a path in a three-dimensional coordinate system
  • FIG. For - a flowchart of the implementation of a method for implementing autonomous movement according to the invention
  • FIG. Zb is a block diagram of an algorithm for implementing an autonomous movement method according to a transition to autonomous movement command
  • FIG. 4 structure of a system for automatic control of a moving object for autonomous movement of a moving object along a path of movement.
  • TC road vehicle
  • the movement between the start and end points can be carried out along various trajectories.
  • the path between the start and end points is determined, for example, for land transport, the road network or the possibility of off-road traffic.
  • the geo-coding and preparation of a digital three-dimensional model of the terrain and space along the movement path are carried out along the laid path of movement. Creation of a digital 3D model of the area of the planned movement path
  • the digital terrain model is the basic component of the way to create a track and, as a combination of terrain points with known three-dimensional coordinates (or elevation matrix) and various code symbols, provides the initial information necessary for the formation of a spatially oriented path in digital form. Codes designate the relationship between the corresponding points of the DTM.
  • Survey of the terrain can be carried out by any well-known methods, providing a three-dimensional terrain model, for example, digital aerial photography with external orientation and outputting the results of aerial photography of the area of the planned creation of the route of movement. Correction and control of the results of aerial surveying and photogrammetry is carried out according to the GNS, by determining ground-based points of external orientation (points of a special reference geodetic network) attached to the area in which the path passes.
  • the result of aerial photography is to obtain an orthomosaic of the area of the path of movement and a dense cloud of points, reduced to digital form of the regular DEM with a given step.
  • Geospatial data can also be obtained by satellite imagery, laser scanning (ground and air), radar sensing, and other methods.
  • points of a spatially-oriented path of movement can be determined inside this space and loaded into the memory block of the vehicle control system.
  • FIG. Figure 1 shows an example of a diagram of a spatially oriented path of movement, represented as a sequence of N reference points u, i - 0, 1, 2, 3 ... N in a three-dimensional Cartesian coordinate system X, D, Z. Any three-dimensional coordinate systems can be used ( spherical, cylindrical, geographical / geodesic and others).
  • FIG. 2 A diagram of a vector track along a path in a three-dimensional coordinate system is presented.
  • Each displacement vector carries information about the motion parameters, including the direction of movement, data on road conditions, geographical information about the road, the mode of movement of the vehicle along the path corresponding to the starting point of the vector, which in the context of the present invention is defined as an executive vector.
  • the sequence of reference points along the path of movement is formed with a variable sampling step of at least 0.01 m (for example, for road transport it is preferable to use the interval 0.2-2.5 m), while the coordinate position of the reference points corresponds to a position in space with an accuracy of 0 , 01m.
  • This accuracy is fully ensured by existing means and methods of obtaining a digital geospatial model and gives a spatially-oriented vector description of the path from the starting point and the end point to the movement in straight sections with nodes of change in rotation angles (azimuth) and angles of change of position along the route profile (angles tilt).
  • FIG. Figure 2 shows a vector track for a certain path of motion, which is formed by many consecutive executive vectors displacement along the path of motion, in which the starting point n, in a discrete set of consecutive reference points of the path of movement of each next Executive displacement vector is the end point n, + j of the previous Executive displacement vector.
  • a track which is a sequence of multiple executive vectors, is implemented as a file loaded into the memory block of the autonomous motion control system of the vehicle, and for each starting point ⁇ of the executive vector a data set is presented, determining the movement of the vehicle along a given path of movement.
  • Track file structure includes:
  • the data block of the kinematic parameters of the vehicle motion provides the formation of the operating modes of the vehicle control elements in the direction of the executive vector at each starting point of the executive vector. These data are calculated.
  • the navigation data block provides vehicle positioning along the track using various navigation systems and / or localizing the position of the object.
  • the navigation data block can be supplemented by a hybrid navigation block, which improves positioning accuracy using additional tools (inertial navigation, computational-analytical, optical, and others).
  • the data block of the control actions on the vehicle control elements is connected with the block of kinematic motion parameters and provides the task of necessary actions, for example, to turn the steering wheel, control the power plant, brake system, etc., depending on the control object.
  • the data block of the characteristics of the road contains information about the class (type) of roads, the longitudinal and lateral deviations of the roadway, the average coefficient of adhesion to the surface of the roadway under ideal (normal) weather conditions, the international index of flatness of the roadway and the curvature of the road (corridor of movement) ) in the place in question.
  • the data block of traffic conditions contains information including, but not limited to the following parameters (data for a road vehicle):
  • This coefficient takes into account infrastructural and natural interference and is an indicator of switching from a satellite system to other positioning systems (optical, inertial, etc.), including when using hybrid navigation positioning systems.
  • the information of the data block of traffic conditions is interactively updated.
  • a specific set of parameters for these conditions of movement of the executive vector is determined by the autonomous traffic control unit depending on the transport task, for example, based on such optimality criteria as minimum travel time, fuel economy, safety, risk reduction, etc., for example, to drive a race car along the track, the autonomous motion control unit will use the speed F cr it from the data block of the traffic conditions.
  • the speed of movement in an autonomous mode will be determined as Tmax ' ⁇ eff-
  • Presenting the track as a file allows you to conveniently and quickly update track information and load the updated track file into the memory block of the autonomous motion control system.
  • a set of files with consecutive tracks forms a longer track.
  • the file or at least the first file of the set of files of the long track must be loaded into the memory block.
  • the remaining track files, as well as the block of traffic conditions of already downloaded files, can be downloaded and / or updated as vehicle advancement along the path of movement. It is also possible to preload all the files in a track into a memory block.
  • the structure of the track according to the invention makes it possible to create a method and a system for controlling autonomous movement, which together provide effective autonomous movement with accuracy, reliability and speed without reference to any particular positioning system and with the possibility of selecting and subsequently implementing the necessary motion parameters in accordance with a specific transport task (in accordance with the optimality criteria).
  • Known methods of autonomous movement are mostly based on the use of data from various navigation systems in real time using an electronic terrain map loaded into the memory of the vehicle control system unit.
  • the establishment of motion modes: direction, speed, etc. along the path of movement is carried out using calculation algorithms that work in real time, often built on artificial intelligence systems (expert systems, deep learning networks, contextual adaptation systems and other hybrid solutions) and requiring significant computing power. That is, in known systems, the calculation of the driving modes is performed promptly on each site by the computing module of the vehicle control unit.
  • this approach in comparison with the developed according to the present invention, leads to the need to use significant computing power, the delay in transmitting commands to the controls with increasing speed, reducing the accuracy of control at high vehicle speeds in autonomous (automatic) mode.
  • Representation of the movement path in the form of the vector track described above allows implementing the autonomous motion control method of the present invention using data on the current position of the vehicle and a digital description of the vector track loaded as a file into the memory block of the vehicle autonomous motion control system.
  • FIG. 3 shows a block diagram of an algorithm for controlling the autonomous movement of a vehicle in accordance with the present invention.
  • the starting and ending points of the path motion defined as a set of consecutive reference points, create a vector track based on a spatially oriented model of the motion path and save it as a file of the model of the motion path and the vector track.
  • the vehicle is linked to a predetermined driving path by loading the file of the vector track (1) of the driving path into the memory block of the control system (SU) by autonomous movement.
  • SU control system
  • the current spatial position of the vehicle (3) is determined and the fifth point is found on the vector track closest to the current position of the vehicle (4) in the position and direction of movement.
  • the transition to the execution of the vector track can be performed immediately after finding the reference point of the track (4), in accordance with the block diagram in FIG.
  • the command (5) the transition to the autonomous movement mode, in accordance with the block diagram of FIG. B.
  • Such a command may be given by the driver (pilot), operator or a more advanced vehicle control system, including remotely. If the command to switch to the autonomous motion mode has not been received, the autonomous motion control system proceeds to receive data from the positioning system and to track the movement of the reference point synchronously to the vehicle movement.
  • the execution of the vector track is carried out by the autonomous movement control unit upon receipt of the transition to autonomous movement command, in accordance with the program code, and begins with a reference, for example, the starting point of the track, as a sequence of the following steps:
  • Each current z 'th actuator point vector carries information about the parameters of the motion between the current and next dots executive vector;
  • the autonomous motion control unit in accordance with a set of motion parameters, at each point of the track's executive vectors, the autonomous motion control unit generates control commands by which control actions are performed on the vehicle controls (7): for example, for road transport, the positions of the accelerator pedal, brake pedal, and the angle of rotation steering wheel and another.
  • the risk of collision with objects along the route or impairing the system’s performance is assessed (8) in order to determine the moment of forced intervention in the control process (the connection between the electronic control units, the quality of the navigation solution, the results of the prevention system are monitored collisions, etc.) and, accordingly, or the execution of control commands by the controls for moving the vehicle to the next op track point (9), or interruption of autonomous movement and transfer of control to the driver (pilot), operator (system) to decide on further control (10).
  • the de facto developed track can be compared with a virtual spatial rail, along which the vehicle is moving as well as trains by rail.
  • detour or stop for example, detour or stop, or change in speed, or switch to another track. It is worth noting that detour, rebuild and other maneuvers can be automatically generated in the format of the track described above.
  • the above steps are performed again until the completion of the passage of all the reference points of the track, i.e. track execution, with subsequent transfer of control to the driver (pilot) or the vehicle operator to make a decision on further vehicle management.
  • the track structure according to the invention allows the vehicle to be positioned using existing positioning systems and does not limit the possibility of using other positioning systems.
  • the autonomous movement method can be implemented with positioning systems operating on the basis of:
  • the autonomous movement method of the present invention that implements a vector track can be implemented using an autonomous movement control system installed on any type of vehicle: land, water, air, etc., the structure of which is shown in FIG. four.
  • the vehicle autonomous movement control system comprises a positioning system, a memory unit and a control unit associated with the autonomous movement control unit.
  • the combination of a positioning system, a memory unit and a control unit creates a kind of navigation system that makes it possible to effectively solve the problem of controlling autonomous movement along a given route (movement path) in any environment and any conditions, including weather.
  • the positioning system as described above, can be implemented on the basis of existing positioning systems or any hybrid system.
  • the memory block of the autonomous motion control system can be implemented on the basis of any read-only memory device, it can also be physically moved outside the vehicle, i.e. stored in the data cloud.
  • the memory unit contains a track in the form of a file (set of files) in which the track data blocks mentioned above are registered with the possibility of interactive data exchange with the autonomous movement control unit.
  • control commands from the autonomous motion control unit received by the control unit, are processed in it, and information about the execution of control commands is sent to the autonomous motion control unit.

Abstract

The invention relates to the field of robotic engineering, and more particularly to intelligent systems for controlling mobile objects, and can be used for automatically controlling the travel of ground, air and water vehicles along a travel path. The aim of the present invention is to develop a method for creating an autonomous travel trajectory that completely provides for the automatic control of mobile objects of any kind. The present method for creating a trajectory for the autonomous travel of a mobile object along a given travel path includes: generating a travel path of a mobile object, representing said travel path in the form of a spatially oriented model, based on geospatial data, in the form of a plurality of consecutive reference points in a three-dimensional coordinate system, saving the reference point coordinate values in a file of the spatially oriented model, and generating, on the basis of the spatially oriented model of the travel path, a vector trajectory in the form of a set of execution vectors for progression along the travel path, each of which connects a pair of consecutive reference points within the plurality of consecutive reference points, wherein the starting point of each subsequent execution vector for progression is the end point of the preceding execution vector for progression, and a set of travel parameters is set for the starting point of each execution vector for progression such that the parameters can be updated in real time. The vector trajectory is saved in the form of an executable program file, which is then loaded into a memory unit of a system for controlling the autonomous travel of a mobile object. The technical result of the proposed method for creating a trajectory for the autonomous travel of a mobile object is the universal applicability of the trajectory to any type of mobile object traveling autonomously by land, water or air under any weather conditions, with highly accurate control at high speeds.

Description

Способ создания трека пути движения для автономного движения подвижного объекта и способ осуществления автономного движения подвижного объекта по треку пути движения  A method of creating a track of the path of movement for the autonomous movement of a moving object and a method of implementing autonomous movement of a moving object along the track of a movement
Область техники Technical field
Изобретение относится к области технологии робототехники, в частности, к интеллектуальным системам управления подвижными объектами, и может быть использовано для автоматического управления движением наземных, воздушных и водных подвижных объектов по пути движения.  The invention relates to the field of robotics technology, in particular, to intelligent control systems for moving objects, and can be used to automatically control the movement of ground, air and water moving objects along the path.
Уровень техники State of the art
Развитие техники и технологий средств передвижения приводит к повышению загруженности путей сообщений и ставит задачи, связанные с совершенствованием организации движения подвижных объектов, в частности, транспортных средств, в отношении безопасности и скорости движения. Например, интенсификация транспортных потоков, вызванная ростом коммерческих перевозок, а также личного транспорта, усложняет процесс управления транспортным средством, что приводит к необходимости решения задач, связанных с повышением безопасности по пути движения и растущих требований по экологичности и безопасности самого транспортного средства (ТС). Кроме того, часто меняющиеся условия движения (загруженность по пути движения, погодные условия и др.) создают дополнительную на1рузку на водителя(пилота) ТС, ведут к перерасходу горюче-смазочных материалов, повышенному износу узлов и агрегатов и т.п. Это заставляет производителей разрабатывать новые системы и технологии по автоматизации управления транспортным средством. Одно из направлений решения такой задачи связано с разработкой беспилотных (автономных) транспортных средств.  The development of vehicles and technologies of vehicles leads to increased traffic congestion and poses tasks related to improving the organization of movement of moving objects, in particular vehicles, in terms of safety and speed. For example, the intensification of traffic flows caused by the growth of commercial transportation, as well as personal transport, complicates the process of driving a vehicle, which leads to the need to solve problems related to improving safety along the way and increasing environmental and safety requirements of the vehicle itself. In addition, frequently changing driving conditions (congestion along the driving path, weather conditions, etc.) create an additional load on the driver (pilot) of the vehicle, lead to an overexpenditure of fuels and lubricants, increased wear of components and assemblies, etc. This forces manufacturers to develop new systems and technologies for automating vehicle control. One of the directions for solving this problem is associated with the development of unmanned (autonomous) vehicles.
Существующие на сегодняшний день решения по управлению дорожным ТС без участия водителя(пилота) связаны с автоматизацией отдельных режимов движения транспортного средства -парковка, движение в пробках, перемещение по автомагистрали с использованием LiDAR’oB, радаров, ультразвуковых датчиков, оптических камер, систем GPS для позиционирования и навигации на пути движения с использованием карт местности и т.д. Все они объединяются в единое целое через внутренние и внешние сети передачи данных и управляются микроконтроллерами электронных блоков управления, что позволяет разносторонне оценивать ситуацию в процессе движения. Сигналы от входных устройств передаются в электронный блок управления, где производится их обработка в соответствии с заложенной программой и формирование управляющих воздействий на исполнительные устройства ТС. В качестве исполнительных устройств используются конструктивные элементы рулевого управления, тормозной системы, системы курсовой устойчивости, системы управления двигателем и другие. The existing solutions for managing road vehicles without the participation of a driver (pilot) are associated with the automation of individual vehicle modes of operation - parking, traffic in traffic jams, moving along the highway using LiDAR'oB, radars, ultrasonic sensors, optical cameras, GPS systems for positioning and navigation along the way using terrain maps, etc. All of them are combined into a single whole through internal and external data transmission networks and are controlled by microcontrollers of electronic control units, which allows a versatile assessment of the situation during movement. The signals from the input devices are transmitted to the electronic control unit, where they are processed in accordance with the program laid down and the formation of control actions on the actuating devices of the vehicle. As actuators, structural elements of the steering, brake system, directional stability system, engine control system and others are used.
Реализованные в современных дорожных транспортных средствах упомянутые системы автоматизации управления обеспечивают, в основном, безопасное движение в автономном(автоматизированном) режиме управления в рамках стабильных внешних (окружающих) условий движения. Наличие упомянутых выше систем помощи водителю при изменяющихся внешних условиях, прежде всего погодных, а также погрешностях позиционирования, недостаточно для управления движением в автономном режиме без снижения скорости движения по заданному пути и увеличения вероятности возникновения аварийной ситуации.  The control automation systems implemented in modern road vehicles provide, basically, safe movement in an autonomous (automated) control mode within stable external (surrounding) traffic conditions. The presence of the aforementioned driver assistance systems under changing external conditions, primarily weather, as well as positioning errors, is not enough to control the movement in standalone mode without reducing the speed on a given path and increasing the likelihood of an emergency.
Для решения такой задачи в заявке Кореи KR20150086065 А [1], опубл. 27.07.2015, предлагается система и способ навигации ТС с управлением в автономном движении по пути движения с препятствиями. Способ включает в себя представление глобального пути по трассе движения в виде последовательности опорных точек перемещения, отслеживание положения ТСна дороге, при обнаружении препятствия для текущего положения ТС выполняется формирование дополнительного пути по трассе движения путём генерирования множества возможных компенсационных путей перемещения, параллельных глобальному пути в пределах ширины дороги, и выбор из них оптимального пути, обходящего препятствие, в виде последовательности опорных точек, параллельных истинному пути, и продолжение движения по сгенерированному пути обхода препятствия, параллельному глобальному пути.  To solve this problem in the application of Korea KR20150086065 A [1], publ. 07.27.2015, a system and method for navigating a vehicle with autonomous driving along a path with obstacles is proposed. The method includes representing the global path along the motion path in the form of a sequence of reference points of movement, tracking the position of the vehicle on the road, when an obstacle is detected for the current position of the vehicle, an additional path is formed along the movement path by generating many possible compensation travel paths parallel to the global path within the width roads, and the choice of them the optimal path bypassing the obstacle, in the form of a sequence of reference points parallel to the true wit, and continued movement along the generated obstacle avoidance path parallel to the global path.
Данный способ осуществляется устройством управления движением, в котором фактическая окружающая обстановка по пути движения ТС отслеживается датчиками окружающей обстановки: лазерными сканерами, камерами и др.для получения информации о препятствиях, полосах движения, поворотах, сужении дороги, а также выполняется анализ географической информации о дороге (уклоны, состояние поверхности дороги), а позиционирование - с использованием системы спутниковой навигации (GPS). This method is carried out by a motion control device in which the actual environment along the vehicle path is monitored by environmental sensors: laser scanners, cameras, etc. to obtain information about obstacles, lanes, bends, narrowing of the road, and also analysis of geographical information about the road (slopes, road surface condition), and positioning using the satellite navigation system (GPS).
Такое решение обеспечивает автоматическое управление с учётом окружающей обстановки с достаточной степенью надёжности при отсутствии помех в работе датчиков, отслеживающих окружающую обстановку, которые могут быть вызваны, например, погодными условиями, физическими препятствиями и т.п.Кроме того, такой способ и устройство не обеспечивают поддержку оптимальной траектории перемещения по пути движения и точности позиционирования, в пределах погрешности номинального положения GPS-приёмника, что ограничивает движение ТС с оптимальными скоростью движения, расходом топлива и учётом технических особенностей ТС, таких как: массово-габаритные параметры, тяговые и тормозные характеристики, характеристики энергопотребления и др.  This solution provides automatic control taking into account the environment with a sufficient degree of reliability in the absence of interference in the operation of sensors that monitor the environment, which can be caused, for example, by weather conditions, physical obstacles, etc. In addition, this method and device do not provide support for the optimal path of movement along the path of movement and positioning accuracy, within the accuracy of the nominal position of the GPS receiver, which limits the movement of the vehicle with optimal speed driving speed, fuel consumption and taking into account the technical features of the vehicle, such as: mass-dimensional parameters, traction and braking characteristics, energy consumption characteristics, etc.
Известно техническое решение по пат. США US9568916 [2], опубл. 14.02.2017, в котором раскрывается способ создания трека применительно кавтоматически управляемому (беспилотному) дорожному транспортному средству, движение которого по трассе обеспечивается с помощью множества датчиков, отслеживающих окружающую обстановку, согласно предварительно полученной модели трассы, на которой отображаются дорожные условия. Модель трассы составляется согласно состоянию трассы и включает в себя траекторию трассы, точки которой, принадлежащие дорожному полотну и выступающие как точки наземного ориентира, располагаются вдоль кривой, которая строится в трёхмерной наземной системе координат, и на всём протяжении трассы отслеживает особенности физического состояния каждого реального участка дорожного полотна, отображающегося в облаке точекс шагом 1 м, при этом точка наземного ориентира, в дополнение к её положению в наземной системе координат, является точкой интерполированной последовательности точек, наиболее близкой к физической форме участка дороги, которая несёт одну или более характеристик дорожных условий трассы.  A technical solution according to US Pat. USA US9568916 [2], publ. 02/14/2017, which discloses a method for creating a track in relation to a automatically controlled (unmanned) road vehicle, the movement of which along the highway is provided using a variety of sensors that monitor the environment, according to a previously obtained model of the track on which the road conditions are displayed. The route model is compiled according to the state of the route and includes the route of the route, the points of which belonging to the roadway and acting as points of a landmark are located along a curve that is built in a three-dimensional ground coordinate system, and throughout the course of the route monitors the physical state of each real section a roadbed displayed in a point cloud in a 1-meter increment, while the point of the landmark, in addition to its position in the ground coordinate system, is a point the interpolated sequence of points closest to the physical form of the road section that carries one or more characteristics of the road’s road conditions.
Движение ТС по трассе в режиме автоматического управления осуществляется с использованием компьютеризированной системы управления, установленной на транспортном средстве, содержащей блок датчиков, осуществляющих сбор данных о дорожных условиях в виде точечных ориентиров и состоянии транспортного средства во время движения, процессорный блок управления, связанный с двигателем и рулевым управлением ТС, и соединенный с блоком датчиков и блоком получения и хранения данных о точках наземных ориентиров по трассе, несущих одну или более характеристик дорожных условий трассы. Блок датчиков может включать в себя группу датчиков: радар, LiDAR, ультразвуковые датчики, камеры (визуальные и/или термальные), гироскопы, приёмники GPS, инерционные измерительные системы, акселерометры, магнитометры, а также прочие средства. Необходимая для управления информация извлекается из датчиков с помощью аппаратного и программного обеспечения компьютера. По информации, полученной с датчиков, применительно к модели трассы, точки которой принадлежат дорожному полотну, устанавливаются параметры навигации или другие функции автоматического управления, включая задание направления транспортного средства по трассе к месту назначения, соблюдение всех дорожных сигналов и указателей, ограничений скорости и других законных требований, а также избежание столкновений с пешеходами и прочими транспортными средствами. Процессорный блок управления, получая информацию от датчиков, сравнивает информацию в блоке получения и хранения данных о координатном положении и моделированной обстановке в виде ориентиров с использованием придорожной инфраструктуры и системы позиционирования в текущий момент времени и подтверждает своё положение на пространстве дорожного полотна, определяя тем самым, что движение происходит правильно. Vehicle movement along the highway in automatic control mode is carried out using a computerized control system installed on a vehicle containing a block of sensors collecting data about road conditions in the form of landmarks and the state of the vehicle during movement, the processor control unit associated with the engine and steering of the vehicle, and connected to the sensor unit and the unit for receiving and storing data on points of landmarks along the highway, carrying one or more characteristics of the road conditions of the route. The sensor block may include a group of sensors: radar, LiDAR, ultrasonic sensors, cameras (visual and / or thermal), gyroscopes, GPS receivers, inertial measuring systems, accelerometers, magnetometers, and other means. The information required for control is extracted from the sensors using the hardware and software of the computer. According to the information received from the sensors, in relation to the model of the route, the points of which belong to the roadway, navigation parameters or other automatic control functions are set, including setting the direction of the vehicle along the route to the destination, observing all traffic signals and signs, speed limits and other legal requirements, as well as avoiding collisions with pedestrians and other vehicles. The processor control unit, receiving information from the sensors, compares the information in the unit for receiving and storing data on the coordinate position and the simulated situation in the form of landmarks using the roadside infrastructure and positioning system at the current time and confirms its position on the road surface, thereby determining that the movement is correct.
Автоматическое управление транспортным средством с использованием трека по техническому решению [2] применимо только к наземным ТС и может быть осуществлено при обязательном наличии наземных ориентиров, надёжное взаимодействие с которыми датчиков ТС во многом зависит от погодных условий и внешних факторов, которые могут препятствовать сбору информации датчиками ТС в процессе движения. Кроме того, установление соответствующих параметров движения ТС по трассе в соответствии с данными наземного ориентира осуществляется в оперативном режиме, что требует значительных вычислительных мощностей. Все это снижает точность автоматического управления и ограничивает скоростной режим транспортного средства. Сущность изобретения Automatic vehicle control using the track according to the technical solution [2] is applicable only to ground vehicles and can be implemented with the obligatory presence of landmarks, reliable interaction with which vehicle sensors depends largely on weather conditions and external factors that may interfere with the collection of information by sensors Vehicle in motion. In addition, the establishment of the relevant vehicle motion parameters along the highway in accordance with the landmark data is carried out online, which requires significant computing power. All this reduces the accuracy of automatic control and limits the speed of the vehicle. SUMMARY OF THE INVENTION
Задачей настоящего изобретения является разработка способа создания трека для осуществления автономного движения, который в полной мере обеспечивает автоматическое управление подвижными объектами любого вида - наземного, воздушного, надводного -по заданному пути движения путём построения траектории движения подвижного объекта без использования специальных ориентиров по траектории пути движения.  The objective of the present invention is to develop a method for creating a track for autonomous movement, which fully provides automatic control of moving objects of any kind - land, air, surface - according to a given path of movement by constructing a trajectory of a moving object without using special landmarks along the trajectory of the movement.
Техническим результатом предлагаемого способа создания трека для автономного движения подвижного объекта является универсальность трека для любого типа подвижного объекта, движущегося в автономном режиме по земле, воде или в воздушном пространстве при любых погодных условиях с высокой точностью управления на высоких скоростях.  The technical result of the proposed method for creating a track for the autonomous movement of a moving object is the versatility of the track for any type of moving object, moving independently on the ground, water or in airspace in any weather conditions with high precision control at high speeds.
Указанный технический результат достигается способом создания трека для автономного движения подвижного объекта по заданному пути движения, включающим в себя:  The specified technical result is achieved by the method of creating a track for the autonomous movement of a moving object along a given path of movement, including:
- формирование пути движения подвижного объекта;  - the formation of the path of movement of a moving object;
- представление пути движения в виде пространственно-ориентированной модели на основе геопространственных данных в виде множества последовательных опорных точек в трёхмерной системе координат и сохранение значений координат опорных точек в виде файла пространственно-ориентированной модели;  - representation of the path of movement in the form of a spatially oriented model based on geospatial data in the form of a set of consecutive reference points in a three-dimensional coordinate system and saving the coordinate values of reference points in the form of a spatially oriented model file;
- формирование векторного трека на основе пространственно-ориентированной модели пути движения в виде набора исполнительных векторов перемещения по пути движения, каждый из которых соединяет пару последовательных опорных точек в упомянутом множестве последовательных опорных точек, причём начальная точка каждого следующего исполнительного вектора перемещения является конечной точкой предыдущего исполнительного вектора перемещения, и для каждой начальной точки исполнительного вектора перемещения задают набор параметров движения с возможностью обновления упомянутых параметров в реальном времени;  - the formation of a vector track based on a spatially oriented model of the path of motion in the form of a set of executive motion vectors along the motion path, each of which connects a pair of consecutive reference points in the said set of consecutive reference points, and the starting point of each next executive moving vector is the end point of the previous executive vector of displacement, and for each starting point of the executive vector of displacement set a set of motion parameters the ability to update the mentioned parameters in real time;
- сохранение векторного трека в виде файла исполняемой программы.  - saving the vector track as an executable program file.
Параметры, определяющие условия движения подвижного объекта по заданному пути движения, определяются заранее для конкретного пути движения и представлены в файле трека в виде блоков данных. По настоящему изобретению набор параметров условий движения формируется блоками данных кинематических параметров движения подвижного объекта, данных навигации, данных управляющих воздействий, данных коридора движения и данных условий движения. The parameters that determine the conditions of movement of a moving object along a given path of movement are determined in advance for a specific path of movement and represented in the track file as data blocks. According to the present invention, a set of motion conditions parameters is generated by blocks of kinematic motion parameters data of a moving object, navigation data, control actions data, motion corridor data and motion conditions data.
Последовательность опорных точек пути движения задана с переменным шагом дискретизации в интервале 0,01 -Ю м, координатное положение которых соответствует положению в пространстве с точностью до 0,01 м.  The sequence of reference points of the path of movement is set with a variable sampling step in the range of 0.01 - 10 m, the coordinate position of which corresponds to a position in space with an accuracy of 0.01 m.
Трек в виде исполнительных векторов по настоящему изобретению может быть реализован посредством системы управления автономным движением подвижного объекта, содержащей систему позиционирования, блок памяти для хранения файла векторного трека и блок управления автономным движением.  A track in the form of executive vectors of the present invention can be implemented by a system for controlling the autonomous movement of a moving object, comprising a positioning system, a memory unit for storing a vector track file, and an autonomous movement control unit.
Привязка транспортного средства к заданному пути движения осуществляется путём загрузки файла векторного трека пути движения в блок памяти системы управления автономным движением и исполнение векторного трека блоком управления автономным движением путём выполнения следующих шагов, включающих в себя:  The vehicle is tied to a predetermined driving path by loading the file of the vector track of the driving path to the memory block of the autonomous traffic control system and executing the vector track by the autonomous traffic control block by performing the following steps, including:
- определение текущего пространственного положения подвижного объекта по данным системы позиционирования;  - determination of the current spatial position of the moving object according to the positioning system;
- нахождение на векторном треке опорной точки, ближайшей к текущему положению подвижного объекта;  - finding on the vector track the reference point closest to the current position of the moving object;
- нахождение на векторном треке исполнительного вектора для обнаруженной ближайшей опорной точки трека, для которого эта опорная точка является начальной;  - finding on the vector track the executive vector for the detected nearest reference point of the track for which this reference point is the starting point;
- формирование управляющих команд в соответствии с набором параметров движения в каждой начальной точке исполнительных векторов трека;  - the formation of control commands in accordance with a set of motion parameters at each starting point of the Executive vectors of the track;
- перемещение подвижного объекта к следующей опорной точке трека путём передачи управляющих команд системой управления движением органам управления подвижного объекта и их исполнение органами управления с возможностью прерывания автономного движения и передачи управления водителю или оператору;  - moving the moving object to the next reference point of the track by transmitting control commands by the motion control system to the moving body controls and their execution by the control bodies with the possibility of interrupting autonomous movement and transferring control to the driver or operator;
- повторение упомянутых шагов исполнения векторного трека для каждой следующей опорной точки трека до момента завершения прохождения всех опорных точек трека с последующей передачей управления водителю/оператору подвижного объекта для принятия решения по дальнейшему управлению подвижным объектом или исполнение предопределенного алгоритма управления или маневра. - repeating the above steps for executing a vector track for each subsequent reference point of the track until the completion of the passage of all reference points of the track, followed by transfer of control to the driver / operator of the moving object to make a decision on further control of the moving object or execution of a predetermined control algorithm or maneuver.
Согласно изобретению, переход к режиму автономного движения выполняется после получение текущего пространственного расположения подвижного объекта по данным системы позиционирования и команды водителя/пилота/оператора подвижного объекта или системой коллективного управления группой подвижных объектов, в т.ч. роботов.  According to the invention, the transition to the autonomous movement mode is carried out after receiving the current spatial location of the moving object according to the positioning system and the command of the driver / pilot / operator of the moving object or collective control system of a group of moving objects, including robots.
Краткий перечень чертежей Brief List of Drawings
Изобретение поясняется чертежами, на которых  The invention is illustrated by drawings, in which
фиг. 1. - схема пространственно-ориентированной модели пути движения в виде множества последовательных опорных точек в трёхмерной системе координат;  FIG. 1. - a diagram of a spatially oriented model of the path of motion in the form of a set of consecutive reference points in a three-dimensional coordinate system;
фиг. 2 - схема векторного трека по пути движения в трехмерной системе координат;  FIG. 2 is a diagram of a vector track along a path in a three-dimensional coordinate system;
фиг. За - блок-схема алгоритма осуществления способа осуществления автономного движения по изобретению;  FIG. For - a flowchart of the implementation of a method for implementing autonomous movement according to the invention;
фиг. ЗЬ - блок-схема алгоритма осуществления способа автономного движения по команде перехода к автономному движению;  FIG. Zb is a block diagram of an algorithm for implementing an autonomous movement method according to a transition to autonomous movement command;
фиг. 4 - структура системы автоматического управления подвижным объектом для осуществления автномного движения подвижным объектом по пути движения.  FIG. 4 - structure of a system for automatic control of a moving object for autonomous movement of a moving object along a path of movement.
Подробное описание изобретения DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Предлагаемое изобретение будет подробно описано применительно к дорожному транспортному средству, далее упоминаемому как транспортное средство (ТС), и распространяется без каких-либо ограничений и изменений для любого вида подвижных объектов различного назначения.  The present invention will be described in detail with respect to a road vehicle, hereinafter referred to as a vehicle (TC), and is distributed without any restrictions and changes for any type of moving objects for various purposes.
Известно, что движение между начальной и конечной точками может осуществляться по различным траекториям. Для движения транспортных средств путь движения между начальным и конечным пунктами определяется, например, для наземного транспорта, дорожной сетью или возможностью внедорожного движения.  It is known that the movement between the start and end points can be carried out along various trajectories. For the movement of vehicles, the path between the start and end points is determined, for example, for land transport, the road network or the possibility of off-road traffic.
Для осуществления движения в автономном режимепо проложенному пути движения проводится геокодирование и подготовка цифровой трёхмерной модели местности и пространства по пути движения. Создание цифровой 3D модели района планируемого пути движения To carry out the movement in stand-alone mode, the geo-coding and preparation of a digital three-dimensional model of the terrain and space along the movement path are carried out along the laid path of movement. Creation of a digital 3D model of the area of the planned movement path
Цифровая модель местности (ЦММ) является базовой составляющей способа создания трека и, как совокупность точек местности с известными трехмерными координатами (или матрицы высот) и различными кодовыми обозначениями, даёт исходную информацию, необходимую для формирования пространственно- ориентированного пути движения в цифровой форме. Кодовые обозначения характеризуют связи между соответствующими точками ЦММ.  The digital terrain model (DTM) is the basic component of the way to create a track and, as a combination of terrain points with known three-dimensional coordinates (or elevation matrix) and various code symbols, provides the initial information necessary for the formation of a spatially oriented path in digital form. Codes designate the relationship between the corresponding points of the DTM.
Съёмка местности может проводиться любыми известными методами, обеспечивающими получение трёхмерной модели местности, например, цифровой аэросъёмкой с внешним ориентированием и выводом результатов аэрофотосъёмки района планируемого создания маршрута движения. Корректировка и контроль результатов аэросъёмочных работ и фотограмметрии производится по ГНС, определением наземных точек внешнего ориентирования (пунктов специальной опорной геодезической сети), привязанных к району, в котором проходит путь движения. Результатом аэрофотосъёмки является получение ортофотоплана района пути движения и плотное облако точек, приведённое к цифровому виду регулярной матрицы высот с заданным шагом.  Survey of the terrain can be carried out by any well-known methods, providing a three-dimensional terrain model, for example, digital aerial photography with external orientation and outputting the results of aerial photography of the area of the planned creation of the route of movement. Correction and control of the results of aerial surveying and photogrammetry is carried out according to the GNS, by determining ground-based points of external orientation (points of a special reference geodetic network) attached to the area in which the path passes. The result of aerial photography is to obtain an orthomosaic of the area of the path of movement and a dense cloud of points, reduced to digital form of the regular DEM with a given step.
Геопространственные данные также могут быть получены космической съемкой, лазерным сканированием (наземным и воздушным), радиолокационным зондированием и другими способами.  Geospatial data can also be obtained by satellite imagery, laser scanning (ground and air), radar sensing, and other methods.
При наличии существующей цифровой трёхмерной модели местности и пространства, точки пространственно-ориентированного пути движения могут быть определены внутри этого пространства и загружаются в блок памяти системы управления транспортного средства.  If there is an existing digital three-dimensional model of terrain and space, points of a spatially-oriented path of movement can be determined inside this space and loaded into the memory block of the vehicle control system.
На фиг. 1 показан пример схемы пространственно-ориентированного пути движения, представленного в виде последовательности N опорных точек щ, i - 0, 1, 2, 3... N в трёхмерной декартовой системе координат X, Г, Z. Могут использоваться любые трёхмерные системы координат (сферические, цилиндрические, географические/геодезические и другие).  In FIG. Figure 1 shows an example of a diagram of a spatially oriented path of movement, represented as a sequence of N reference points u, i - 0, 1, 2, 3 ... N in a three-dimensional Cartesian coordinate system X, D, Z. Any three-dimensional coordinate systems can be used ( spherical, cylindrical, geographical / geodesic and others).
Точки пространственно-ориентированного пути движения на фиг. 1, выделены из полученного для данной местности ортофотоплана и цифровой регулярной матрицы высот с использованием специального программного обеспечения геоинформационных систем (СПО ГИС) методом геокодирования. The points of the spatially oriented path of movement in FIG. 1, isolated from the orthomosaic obtained for a given area and the digital regular DEM using special software geographic information systems (STR GIS) using geocoding.
Создание векторного трека по пути движения Creating a vector track along the path of movement
Используя созданный пространственно-ориентированный путь движения в виде последовательности опорных точек, создают трек для автономного движения ТС в виде последовательности векторов перемещения по пути движения, которые образуют векторный трек пути движения.  Using the created spatially-oriented path of movement in the form of a sequence of reference points, create a track for the autonomous movement of the vehicle in the form of a sequence of vectors of movement along the path of movement, which form a vector track of the path of movement.
На фиг. 2. представлена схема векторного трека по пути движения в трехмерной системе координат. Каждый вектор перемещения несёт информацию о параметрах движения, включающих в себя направление движения, данные о дорожных условиях, географическую информацию о дороге, режиме движения ТС по пути движения, соответствующих начальной точке вектора, который в контексте настоящего изобретения определён как исполнительный вектор.  In FIG. 2. A diagram of a vector track along a path in a three-dimensional coordinate system is presented. Each displacement vector carries information about the motion parameters, including the direction of movement, data on road conditions, geographical information about the road, the mode of movement of the vehicle along the path corresponding to the starting point of the vector, which in the context of the present invention is defined as an executive vector.
Последовательность опорных точек по пути движения формируют с переменным шагом дискретизации не менее 0,01 м (например, для дорожного транспорта предпочтительно использование интервала 0,2-2, 5 м), при этом координатное положение опорных точек соответствует положению в пространстве с точностью до 0,01м. Такая точность в полной мере обеспечивается существующими средствами и методами получения цифровой геопространственной модели и даёт пространственно-ориентированное векторное описание пути движения от начальной точкииоДО конечной точюш ^движения прямолинейными участками с узлами изменения по углам поворота (азимуту) и углам изменения положения по профилю маршрута (углы наклона).  The sequence of reference points along the path of movement is formed with a variable sampling step of at least 0.01 m (for example, for road transport it is preferable to use the interval 0.2-2.5 m), while the coordinate position of the reference points corresponds to a position in space with an accuracy of 0 , 01m. This accuracy is fully ensured by existing means and methods of obtaining a digital geospatial model and gives a spatially-oriented vector description of the path from the starting point and the end point to the movement in straight sections with nodes of change in rotation angles (azimuth) and angles of change of position along the route profile (angles tilt).
На фиг. 2 показан векторный трек для некоторого пути движения, который образован множеством последовательных исполнительных векторов
Figure imgf000011_0001
перемещения по пути движения, в котором начальная точка п,в дискретном множестве последовательных опорных точек пути движения каждого следующего исполнительного вектора перемещения является конечной точкой п ,·+ j предыдущего исполнительного вектора перемещения. Такой трек, представляющий собой последовательность множества исполнительных векторов, реализован в виде файла, загружаемого в блок памяти системы управления автономным движением ТС, и для каждой начальной точки ^исполнительного вектора представляется набор данных, определяющих движение транспортного средства по заданному пути движения. In FIG. Figure 2 shows a vector track for a certain path of motion, which is formed by many consecutive executive vectors
Figure imgf000011_0001
displacement along the path of motion, in which the starting point n, in a discrete set of consecutive reference points of the path of movement of each next Executive displacement vector is the end point n, + j of the previous Executive displacement vector. Such a track, which is a sequence of multiple executive vectors, is implemented as a file loaded into the memory block of the autonomous motion control system of the vehicle, and for each starting point ^ of the executive vector a data set is presented, determining the movement of the vehicle along a given path of movement.
Структура файла трека включает в себя:  Track file structure includes:
блок данных кинематических параметров движения ТС;  data block of kinematic parameters of vehicle motion;
блок данных навигации;  navigation data block;
блок данных управляющих воздействий на органы управления;  control actions data block on the controls;
блок данных характеристик дороги (коридора движения);  data block of road characteristics (traffic corridor);
блок данных условий движения с критериями оптимальности.  block of traffic conditions data with optimality criteria.
Блок данных кинематических параметров движения ТС обеспечивает формирование режимов работы органов управления ТС по направлению исполнительного вектора в каждой начальной точке исполнительного вектора. Эти данные являются расчётными.  The data block of the kinematic parameters of the vehicle motion provides the formation of the operating modes of the vehicle control elements in the direction of the executive vector at each starting point of the executive vector. These data are calculated.
Блок данных навигации обеспечивает выполнение позиционирования ТС по треку с использованием различных систем навигации и/или локализации положения объекта. Блок данных навигации может быть дополнен блоком гибридной навигации, улучшающим точность позиционирования с применением дополнительных средств (инерциальная навигация, расчётно-аналитическая, оптическая и другие).  The navigation data block provides vehicle positioning along the track using various navigation systems and / or localizing the position of the object. The navigation data block can be supplemented by a hybrid navigation block, which improves positioning accuracy using additional tools (inertial navigation, computational-analytical, optical, and others).
Блок данных управляющих воздействий на органы управления ТС связан с блоком кинематических параметров движения и обеспечивает задание необходимых действий, например, по повороту рулевого колеса, управлению силовой установкой, тормозной системой и т.д., в зависимости от объекта управления.  The data block of the control actions on the vehicle control elements is connected with the block of kinematic motion parameters and provides the task of necessary actions, for example, to turn the steering wheel, control the power plant, brake system, etc., depending on the control object.
Блок данных характеристик дороги (коридора движения)содержит информацию о классе (типе) дорог, продольном и боковом уклонах дорожного полотна, усреднённом коэффициенте сцепления с поверхностью дорожного полотна в идеальных (нормальных) погодных условиях, международном индексе ровности дорожного полотна и кривизне дороги (коридора движения) в рассматриваемом месте.  The data block of the characteristics of the road (corridor) contains information about the class (type) of roads, the longitudinal and lateral deviations of the roadway, the average coefficient of adhesion to the surface of the roadway under ideal (normal) weather conditions, the international index of flatness of the roadway and the curvature of the road (corridor of movement) ) in the place in question.
Блок данных условий движения содержит информацию, включающую в себя, но не ограничивающуюся следующими параметрами (данные для дорожного ТС):  The data block of traffic conditions contains information including, but not limited to the following parameters (data for a road vehicle):
- максимальную разрешенную скорость движения Vmax в соответствии с ПДЦ и установленными дорожными знаками; - the maximum permitted speed V max in accordance with the MPC and established road signs;
- коэффициент погодных условий ^weather, по которому осуществляется корректировка допустимой скорости движения; - критическую скорость движения Усгц для конкретного ТС с учетом дорожных и погодных условий (максимально возможная и реализуемая транспортным средством скорость, обеспечивающая асимптотическую устойчивость движения); - coefficient of weather conditions ^ weather, according to which the adjustment of the permissible speed is carried out; - the critical speed of movement U cc for a particular vehicle, taking into account road and weather conditions (the maximum possible and realized by the vehicle speed, providing asymptotic stability of movement);
- комплексный коэффициент Ке ff корректировки скорости движения, отражающий критерий энергоэффективности; - a complex coefficient K e ff adjusting the speed of movement, reflecting the criterion of energy efficiency;
- коэффициент Км корректировки скорости движения, учитывающий особенности дорожной инфраструктуры в рассматриваемом месте;  - coefficient Km of adjusting the speed of movement, taking into account the features of the road infrastructure in the place in question;
- коэффициент ATsat степени достоверности получаемых данных спутниковой навигации в данном месте. Этот коэффициент учитывает инфраструктурные и природные помехи и является индикатором переключения со спутниковой системы на другие системы позиционирования (оптические, инерциальные и др.) в том числе при применении гибридных навигационных систем позиционирования. - coefficient AT sa t the degree of reliability of the data obtained from satellite navigation in a given place. This coefficient takes into account infrastructural and natural interference and is an indicator of switching from a satellite system to other positioning systems (optical, inertial, etc.), including when using hybrid navigation positioning systems.
Информация блока данных условий движения является интерактивно обновляемой.  The information of the data block of traffic conditions is interactively updated.
Отметим, что с точки зрения применения, некоторые параметры блока данных условий движения являются взаимоисключающими. Соответственно, конкретный набор параметров данных условий движения исполнительного вектора определяется блоком управления автономным движением в зависимости от поставленной транспортной задачи, например, исходя из таких критериев оптимальности как минимальное время в пути, экономия топлива, обеспечение безопасности, снижение рисков и т.п.Например, для движения гоночного автомобиля по трассе блоком управления автономным движением будет использоваться скорость Fcrit из блока данных условий движения. В другом примере движения автопоезда только с задачей экономии расхода топлива, скорость движения в автономном режиме будет определяться как Tmax’^eff-Note that from the point of view of application, some parameters of the data block of traffic conditions are mutually exclusive. Accordingly, a specific set of parameters for these conditions of movement of the executive vector is determined by the autonomous traffic control unit depending on the transport task, for example, based on such optimality criteria as minimum travel time, fuel economy, safety, risk reduction, etc., for example, to drive a race car along the track, the autonomous motion control unit will use the speed F cr it from the data block of the traffic conditions. In another example of the movement of a road train only with the task of saving fuel consumption, the speed of movement in an autonomous mode will be determined as Tmax '^ eff-
Представление трека в виде файла позволяет удобно и быстро обновлять информацию о треке и загружать обновлённый файл трека в блок памяти системы управления автономным движением. Набор файлов с последовательными треками формирует трек большей протяжённости. Перед началом автономного движении ТС файл или хотя бы первый файл набора файлов продолжительного трека должен быть загружен в блок памяти. Остальные файлы треков, равно как и блок условий движения уже загруженных файлов, могут загружаться и/или обновляться по мере продвижения ТС по пути движения. Также возможна реализация предварительной загрузки в блок памяти всех файлов трека. Presenting the track as a file allows you to conveniently and quickly update track information and load the updated track file into the memory block of the autonomous motion control system. A set of files with consecutive tracks forms a longer track. Before the autonomous movement of the vehicle, the file or at least the first file of the set of files of the long track must be loaded into the memory block. The remaining track files, as well as the block of traffic conditions of already downloaded files, can be downloaded and / or updated as vehicle advancement along the path of movement. It is also possible to preload all the files in a track into a memory block.
Структура трека по изобретению даёт возможность создать способ и систему управления автономным движением, которые в комплексе обеспечивают эффективное по точности, надёжности и быстродействию автономное движение без привязки к какой-то конкретной системе позиционирования и с возможностью выбора и последующей реализации необходимых параметров движения в соответствии с конкретной транспортной задачей (в соответствии с критериями оптимальности).  The structure of the track according to the invention makes it possible to create a method and a system for controlling autonomous movement, which together provide effective autonomous movement with accuracy, reliability and speed without reference to any particular positioning system and with the possibility of selecting and subsequently implementing the necessary motion parameters in accordance with a specific transport task (in accordance with the optimality criteria).
Известные способы автономного движения в большинстве своем построены на использовании данных различных систем навигации в реальном времени с использованием электронной карты местности, загруженной в память блока системы управления ТС. При этом установление режимов движения: направление, скорость и др. по пути движения осуществляется с использованием расчетных алгоритмов, работающих в реальном времени, построенных зачастую на системах искусственного интеллекта (экспертные системы, сети глубокого обучения, системы контекстной адаптации и другие гибридные решения) и требующих значительных вычислительных мощностей. То есть в известных системах расчет режимов движения выполняется оперативно на каждом участке вычислительным модулем блока управления ТС. Естественно, что такой подход, в сравнении с разработанным по настоящему изобретению, приводит к необходимости использования значимых вычислительных мощностей, запаздыванию передачи команд к органам управления с ростом скорости движения, снижению точности управления на высоких скоростях движения ТС в автономном (автоматическом) режиме.  Known methods of autonomous movement are mostly based on the use of data from various navigation systems in real time using an electronic terrain map loaded into the memory of the vehicle control system unit. In this case, the establishment of motion modes: direction, speed, etc. along the path of movement is carried out using calculation algorithms that work in real time, often built on artificial intelligence systems (expert systems, deep learning networks, contextual adaptation systems and other hybrid solutions) and requiring significant computing power. That is, in known systems, the calculation of the driving modes is performed promptly on each site by the computing module of the vehicle control unit. Naturally, this approach, in comparison with the developed according to the present invention, leads to the need to use significant computing power, the delay in transmitting commands to the controls with increasing speed, reducing the accuracy of control at high vehicle speeds in autonomous (automatic) mode.
Представление пути движения в виде описанного выше векторного трека позволяет реализовать способ управления автономным движением по настоящему изобретению, используя данные о текущем положении ТС и цифровое описание векторного трека, загруженного в виде файла в блок памяти системы управления автономным движением ТС.  Representation of the movement path in the form of the vector track described above allows implementing the autonomous motion control method of the present invention using data on the current position of the vehicle and a digital description of the vector track loaded as a file into the memory block of the vehicle autonomous motion control system.
На фиг. 3 показана блок-схема алгоритма осуществления управления автономным движением ТС в соответствии с настоящим изобретением.  In FIG. 3 shows a block diagram of an algorithm for controlling the autonomous movement of a vehicle in accordance with the present invention.
В соответствии с транспортной задачей, с начальной и конечной точками пути движения, определённого в виде множества последовательных опорных точек, создают векторный трек на основе пространственно-ориентированной модели пути движения и сохраняют в виде файла модели пути движения и векторного трека. In accordance with the transport task, with the starting and ending points of the path motion, defined as a set of consecutive reference points, create a vector track based on a spatially oriented model of the motion path and save it as a file of the model of the motion path and the vector track.
Выполняют привязку транспортного средства к заданному пути движения путём загрузки файла векторного трека(1) пути движения в блок памяти системы управления (СУ) автономным движением.  The vehicle is linked to a predetermined driving path by loading the file of the vector track (1) of the driving path into the memory block of the control system (SU) by autonomous movement.
По данным (2) системы позиционирования, являющейся составной частью системы управления автономным движением, определяют текущее пространственное положение ТС (3) и находят на векторном треке /- ю точку, ближайшую к текущему положению ТС (4) по положению и направлению движения.  According to the data (2) of the positioning system, which is an integral part of the autonomous motion control system, the current spatial position of the vehicle (3) is determined and the fifth point is found on the vector track closest to the current position of the vehicle (4) in the position and direction of movement.
Переход к исполнению векторного трека может выполняться сразу после нахождения опорной точки трека (4), в соответствии с блок-схемой на фиг. За, или после получения от системы управления автономным движением команды (5) перехода к режиму автономного движения, в соответствии с блок-схемой на фиг. ЗЬ. Такая команда может быть подана водителем (пилотом), оператором или более совершенной системой управления ТС, в т.ч. дистанционно. Если команда на переход к режиму автономного движения не получена, система управления автономным движением переходит к получению данных от системы позиционирования и слежению за перемещением опорной точки синхронно движению ТС.  The transition to the execution of the vector track can be performed immediately after finding the reference point of the track (4), in accordance with the block diagram in FIG. For, or after receiving, from the autonomous movement control system, the command (5), the transition to the autonomous movement mode, in accordance with the block diagram of FIG. B. Such a command may be given by the driver (pilot), operator or a more advanced vehicle control system, including remotely. If the command to switch to the autonomous motion mode has not been received, the autonomous motion control system proceeds to receive data from the positioning system and to track the movement of the reference point synchronously to the vehicle movement.
Исполнение векторного трека осуществляется блоком управления автономным движением по получении команды перехода к автономному движению, в соответствии с программным кодом, и начинается с опорной, например, начальной точки трека, как последовательность выполнения следующих шагов:  The execution of the vector track is carried out by the autonomous movement control unit upon receipt of the transition to autonomous movement command, in accordance with the program code, and begins with a reference, for example, the starting point of the track, as a sequence of the following steps:
- на векторном треке находят исполнительный вектор, для которого была обнаружена ближайшая опорная точка (6). Каждая текущая z'-я точка исполнительного вектора несет в себе информацию о параметрах движения между текущей и следующей точками исполнительного вектора; - on the vector track, the executive vector is found for which the nearest reference point has been detected (6). Each current z 'th actuator point vector carries information about the parameters of the motion between the current and next dots executive vector;
- в соответствии с набором параметров движения, в каждой точке исполнительных векторов трека блок управления автономным движением формирует управляющие команды, по которым осуществляются управляющие воздействия на органы управления ТС (7): например, для дорожного транспорта устанавливаются положения педали акселератора, педали тормоза, угол поворота рулевого колеса и другое. - in accordance with a set of motion parameters, at each point of the track's executive vectors, the autonomous motion control unit generates control commands by which control actions are performed on the vehicle controls (7): for example, for road transport, the positions of the accelerator pedal, brake pedal, and the angle of rotation steering wheel and another.
- после передачи управляющих команд органам управления ТС выполняется оценка риска столкновения с объектами по пути следования или нарушения работоспособности системы (8) с целью определения момента принудительного вмешательства в процесс управления (происходит отслеживание связи между электронными блоками управления, качества навигационного решения, результатов работы системы предотвращения столкновений и т.п.) и, соответственно, или исполнение управляющих команд органами управления для осуществляется перемещение ТС к следующей опорной точке трека (9), или прерывание автономного движения и передача управления водителю (пилоту), оператору (системе) для принятия решения по дальнейшему управлению (10). Де-факто разработанный трек можно сравнить с виртуальным пространственным рельсом, по которому производится движение ТС также, как и поезда по железной дороге. Соответственно, при возникновении препятствий или рисков схождения с трека должна запускаться отдельная система принятия ручного или автоматического решения: например, объезд или остановка, или изменение скорости движения, или переключение на другой трек. Стоит заметить, что маневры объезда, перестроения и прочие могут автоматически генерироваться в формате описанного выше трека пути движения.  - after the transfer of control commands to the vehicle’s control bodies, the risk of collision with objects along the route or impairing the system’s performance is assessed (8) in order to determine the moment of forced intervention in the control process (the connection between the electronic control units, the quality of the navigation solution, the results of the prevention system are monitored collisions, etc.) and, accordingly, or the execution of control commands by the controls for moving the vehicle to the next op track point (9), or interruption of autonomous movement and transfer of control to the driver (pilot), operator (system) to decide on further control (10). The de facto developed track can be compared with a virtual spatial rail, along which the vehicle is moving as well as trains by rail. Accordingly, if there are obstacles or risks of descent from the track, a separate system for making manual or automatic decisions should be launched: for example, detour or stop, or change in speed, or switch to another track. It is worth noting that detour, rebuild and other maneuvers can be automatically generated in the format of the track described above.
- при достижении следующей опорной точки трека снова выполняются описанные выше шаги до момента завершения прохождения всех опорных точек трека, т.е. исполнения трека, с последующей передачей управления водителю (пилоту) или оператору ТС для принятия решения по дальнейшему управлению ТС.  - upon reaching the next reference point of the track, the above steps are performed again until the completion of the passage of all the reference points of the track, i.e. track execution, with subsequent transfer of control to the driver (pilot) or the vehicle operator to make a decision on further vehicle management.
Структура трека по изобретению позволяет выполнять позиционирование ТС с использованием существующих систем позиционирования и не ограничивает возможность использования иных систем позиционирования. В частности, в объеме настоящего изобретения, способ автономного движения может быть осуществлен с системами позиционирования, функционирующими на основе:  The track structure according to the invention allows the vehicle to be positioned using existing positioning systems and does not limit the possibility of using other positioning systems. In particular, within the scope of the present invention, the autonomous movement method can be implemented with positioning systems operating on the basis of:
- приема спутниковых сигналов соответствующих группировок (без поправок или с поправками от наземных станций или геостационарных спутников или специализированных программных средств, обученных сетей искусственного интеллекта, генерирующих поправки, или других источников);  - receiving satellite signals of the corresponding groupings (without corrections or with corrections from ground stations or geostationary satellites or specialized software, trained artificial intelligence networks, generating corrections, or other sources);
- инерциальных систем; - оптических систем (анализ видеопотока или потока облака точек на предмет обнаружения маркеров геопривязки и относительных перемещений классифицируемых объектов); - inertial systems; - optical systems (analysis of a video stream or stream of a cloud of points for the detection of geo-referencing markers and relative movements of classified objects);
- триангуляции сигналов сотовой связи, радиосигналов, wi-fi сигналов и других сигналов развернутой инфраструктурной сети;  - triangulation of cellular signals, radio signals, wi-fi signals and other signals of a deployed infrastructure network;
- модели движения транспортного средства с использованием данных телеметрии (расчетно-аналитическая навигация);  - vehicle motion models using telemetry data (computational and analytical navigation);
- инфраструктурной сети радиочастотных меток;  - infrastructure network of radio frequency tags;
- гибридных систем позиционирования; и других.  - hybrid positioning systems; and others.
Поскольку исполнение трека не требует дополнительных вычислений для формирования управляющих команд, по сравнению с другими способами, ввиду готового набора параметров условий движения для каждой начальной точки исполнительного вектора, существенно сокращается время на отработку команд органами управления ТС и повышается быстродействие системы управления автономным движением, что повышает качество (точность) управления и позволяет двигаться с более высокими скоростями.  Since the execution of the track does not require additional calculations for the formation of control commands, in comparison with other methods, in view of the ready-made set of parameters for the movement conditions for each starting point of the executive vector, the time spent on working out commands by the vehicle’s control organs and the speed of the autonomous motion control system are increased, which increases quality (accuracy) control and allows you to move at higher speeds.
Способ автономного движения по настоящему изобретению, реализующий векторный трек, может быть осуществлен с использованием системы управления автономным движением, устанавливаемой на любой вид транспортного средства: наземный, водный, воздушный и др., структура которой представлена на фиг. 4.  The autonomous movement method of the present invention that implements a vector track can be implemented using an autonomous movement control system installed on any type of vehicle: land, water, air, etc., the structure of which is shown in FIG. four.
Система управления автономным движением транспортного средства содержит систему позиционирования, блок памяти и блок органов управления, связанных с блоком управления автономным движением.  The vehicle autonomous movement control system comprises a positioning system, a memory unit and a control unit associated with the autonomous movement control unit.
В рамках способа исполнения трека по изобретению, сочетание системы позиционирования, блока памяти и блока управления создает своеобразную навигационную систему, которая дает возможность эффективно решать задачу управления автономным движением по заданному маршруту (пути движения) в любой среде и любых условиях, в т.ч. погодных.  In the framework of the method for executing the track according to the invention, the combination of a positioning system, a memory unit and a control unit creates a kind of navigation system that makes it possible to effectively solve the problem of controlling autonomous movement along a given route (movement path) in any environment and any conditions, including weather.
Система позиционирования, как было описано выше, может быть реализована на основе существующих систем позиционирования или любой гибридной системы.  The positioning system, as described above, can be implemented on the basis of existing positioning systems or any hybrid system.
Блок памяти системы управления автономным движением может быть реализован на базе любого постоянного запоминающего устройства, также может быть физически вынесен за пределы ТС, т.е. храниться в облаке данных. На фиг. 4 блок памяти содержит трек в виде файла (набора файлов), в котором прописаны блоки данных трека, упомянутые выше, с возможностью интерактивного обмена данными с блоком управления автономным движением. The memory block of the autonomous motion control system can be implemented on the basis of any read-only memory device, it can also be physically moved outside the vehicle, i.e. stored in the data cloud. In FIG. 4, the memory unit contains a track in the form of a file (set of files) in which the track data blocks mentioned above are registered with the possibility of interactive data exchange with the autonomous movement control unit.
Команды управления от блока управления автономным движением, поступившие в блок органов управления, отрабатываются в нем, и информация об исполнении команд управления направляется в блок управления автономным движением.  The control commands from the autonomous motion control unit, received by the control unit, are processed in it, and information about the execution of control commands is sent to the autonomous motion control unit.
Хотя выше были описаны конкретные технические решения по осуществлению настоящего изобретения, специалистами в данной и смежных областях техники могут быть осуществлены различные изменения и модификации без выхода за пределы объёма этого изобретения, в соответствии с описанием и решаемыми задачами.  Although specific technical solutions for the implementation of the present invention have been described above, specialists in this and related fields of technology can make various changes and modifications without going beyond the scope of this invention, in accordance with the description and the tasks to be solved.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ создания трека для автономного движения подвижного объекта по заданному пути движения, включающий в себя  1. The method of creating a track for the autonomous movement of a moving object along a given path of movement, including
формирование пути движения подвижного объекта,  the formation of the path of movement of a moving object,
представление пути движения в виде пространственно-ориентированной модели на основе геопространственных данных в виде множества последовательных опорных точек в трёхмерной системе координат и сохранение значений координат опорных точек в виде файла пространственно-ориентированной модели,  representation of the path of movement in the form of a spatially oriented model based on geospatial data in the form of a set of consecutive reference points in a three-dimensional coordinate system and saving the coordinate values of reference points in the form of a spatially oriented model file,
формирование векторного трека на основе пространственно-ориентированной модели пути движения в виде набора исполнительных векторов перемещения по пути движения, каждый из которых соединяет пару последовательных опорных точек в упомянутом множестве последовательных опорных точек, причём начальная точка каждого следующего исполнительного вектора перемещения является конечной точкой предыдущего исполнительного вектора перемещения и для каждой начальной точки исполнительного вектора перемещения задают набор параметров движения с возможностью обновления упомянутых параметров в реальном времени,  the formation of a vector track based on a spatially oriented model of the path of motion in the form of a set of executive motion vectors along the motion path, each of which connects a pair of consecutive reference points in the said set of consecutive reference points, and the starting point of each next executive movement vector is the end point of the previous executive vector displacements and for each initial point of the executive displacement vector, set a set of motion parameters with POSSIBILITY updates mentioned parameters in real time,
сохранение векторного трека в виде файла исполняемой программы.  saving a vector track as an executable program file.
2. Способ по п. 1, в котором набор параметров условий движения формируют блоками данных кинематических параметров движения подвижного объекта, данных навигации, данных управляющих воздействий, данных коридора движения и данных условий движения. 2. The method according to p. 1, in which a set of motion conditions parameters is formed by data blocks of kinematic motion parameters of a moving object, navigation data, data of control actions, data of a traffic corridor and data of traffic conditions.
3. Способ по п. 1, в котором последовательность опорных точек пути движения задают с переменным шагом дискретизации в интервале 0,01 -10 м и координатное положение которых соответствует положению в пространстве с точностью до 0,01 м. 3. The method according to p. 1, in which the sequence of reference points of the path of movement is set with a variable sampling step in the range of 0.01 -10 m and the coordinate position of which corresponds to the position in space with an accuracy of 0.01 m
4. Способ осуществления автономного движения транспортного средства с использованием трека по п. 1 и системы управления автономным движением, содержащей систему позиционирования, блок памяти для хранения файла векторного трека и блок управления автономным движением, включающий в себя привязку транспортного средства к заданному пути движения путём загрузки файла векторного трека пути движения в блок памяти системы управления автономным движением и исполнение векторного трека блоком управления автономным движением путём выполнения следующих шагов, включающих в себя 4. A method for carrying out autonomous movement of a vehicle using the track according to claim 1 and an autonomous movement control system comprising a positioning system, a memory unit for storing a vector track file, and an autonomous movement control unit including binding the vehicle to a predetermined path of travel by loading vector file the track of the movement path to the memory block of the autonomous movement control system and the execution of the vector track by the autonomous movement control unit by performing the following steps, including
определение текущего пространственного положения подвижного объекта по данным системы позиционирования,  determination of the current spatial position of the moving object according to the positioning system,
нахождение на векторном треке опорной точки, ближайшей к текущему положению подвижного объекта,  finding on the vector track the reference point closest to the current position of the moving object,
нахождение на векторном треке исполнительного вектора для обнаруженной ближайшей опорной точки трека, для которого эта опорная точка является начальной, формирование управляющих команд в соответствии с набором параметров движения в каждой начальной точке исполнительных векторов трека,  finding on the vector track the executive vector for the detected nearest reference point of the track, for which this reference point is the initial one, the formation of control commands in accordance with the set of motion parameters at each starting point of the executive vectors of the track,
перемещение подвижного объекта к следующей опорной точке трека путём передачи управляющих команд системой управления движением органам управления подвижного объекта и их исполнение органами управления с возможностью прерывания автономного движения и передачи управления водителю или оператору, повторение упомянутых шагов исполнения векторного трека для каждой следующей опорной точки трека до момента завершения прохождения всех опорных точек трека, с последующей передачей управления водителю или оператору подвижного объекта для принятия решения по дальнейшему управлению подвижного объекта или исполнение предопределенного алгоритма управления или маневра.  moving a movable object to the next reference point of the track by transmitting control commands by the motion control system to the controls of the moving object and their execution by the controls with the possibility of interrupting autonomous movement and transferring control to the driver or operator, repeating the above steps for executing the vector track for each next reference point of the track until completion of the passage of all reference points of the track, followed by transfer of control to the driver or operator of the moving object for inyatiya solutions to further manage the mobile unit or the execution of a predetermined control algorithm, or maneuver.
5. Способ по п. 4, в котором переход к режиму автономного движения выполняют после получения текущего пространственного расположения подвижного объекта по данным системы позиционирования и команды водителя/пилота или оператора подвижного объекта или системы коллективного управления группой подвижных объектов. 5. The method according to p. 4, in which the transition to the autonomous motion mode is performed after obtaining the current spatial location of the moving object according to the positioning system and the command of the driver / pilot or operator of the moving object or collective control system of a group of moving objects.
PCT/RU2019/000079 2018-02-15 2019-02-08 Method for creating a travel path trajectory for the autonomous travel of a mobile object and method for the autonomous travel of a mobile object along a travel path trajectory WO2019160447A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018105772 2018-02-15
RU2018105772A RU2691679C1 (en) 2018-02-15 2018-02-15 Method of creating track of movement for autonomous movement of movable object and method of autonomous movement of movable object along path of movement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019160447A1 true WO2019160447A1 (en) 2019-08-22

Family

ID=66589857

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000079 WO2019160447A1 (en) 2018-02-15 2019-02-08 Method for creating a travel path trajectory for the autonomous travel of a mobile object and method for the autonomous travel of a mobile object along a travel path trajectory

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2691679C1 (en)
WO (1) WO2019160447A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111596024A (en) * 2020-06-03 2020-08-28 阮勤林 Water environment early warning comprehensive emergency management platform
DE102020213337A1 (en) 2020-10-22 2022-04-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for autonomous navigation of a moveable robotic unit and robotic system with the robotic unit
CN114543763A (en) * 2020-11-24 2022-05-27 广东博智林机器人有限公司 Working method, device, equipment and medium of terrace equipment
CN116147636A (en) * 2023-04-20 2023-05-23 甘肃省公安厅 Automatic path finding calculation method for optimal distance based on geographic space

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764708C1 (en) * 2020-01-20 2022-01-19 Общество с ограниченной ответственностью "Яндекс Беспилотные Технологии" Methods and systems for processing lidar sensor data
US11860315B2 (en) 2020-01-20 2024-01-02 Direct Cursus Technology L.L.C Methods and systems for processing LIDAR sensor data
CN114355897B (en) * 2021-12-15 2023-08-29 同济大学 Vehicle path tracking control method based on model and reinforcement learning hybrid switching

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150285644A1 (en) * 2013-04-30 2015-10-08 Kuka Laboratories Gmbh Automated Guided Vehicle, System Comprising A Computer And An Automated Guided Vehicle, Method Of Planning A Virtual Track, And Method Of Operating An Automated Guided Vehicle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU96276U1 (en) * 2009-12-11 2010-07-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") SMALL MONITORING COMPLEX FOR DETERMINING THE LOCATION OF MOBILE OBJECTS
US8793090B2 (en) * 2010-06-23 2014-07-29 Aisin Aw Co., Ltd. Track information generating device, track information generating method, and computer-readable storage medium
RU2012128270A (en) * 2012-07-04 2014-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Скайтрекер" METHOD FOR REMOTE SURVEILLANCE AND MANAGEMENT OF VEHICLES, DEVICE FOR TRACKING AND MANAGEMENT OF POSSIBILITY OF MOVEMENT OF VEHICLES, CENTRAL MONITORING DEVICE, METHOD FOR TRAINING
CN111351495A (en) * 2015-02-10 2020-06-30 御眼视觉技术有限公司 Server system, method and machine-readable medium

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150285644A1 (en) * 2013-04-30 2015-10-08 Kuka Laboratories Gmbh Automated Guided Vehicle, System Comprising A Computer And An Automated Guided Vehicle, Method Of Planning A Virtual Track, And Method Of Operating An Automated Guided Vehicle

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111596024A (en) * 2020-06-03 2020-08-28 阮勤林 Water environment early warning comprehensive emergency management platform
CN111596024B (en) * 2020-06-03 2021-07-06 苏州宝凡电子科技有限公司 Water environment early warning comprehensive emergency management platform
DE102020213337A1 (en) 2020-10-22 2022-04-28 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Method for autonomous navigation of a moveable robotic unit and robotic system with the robotic unit
CN114543763A (en) * 2020-11-24 2022-05-27 广东博智林机器人有限公司 Working method, device, equipment and medium of terrace equipment
CN114543763B (en) * 2020-11-24 2024-01-16 广东博智林机器人有限公司 Working method, device, equipment and medium of terrace equipment
CN116147636A (en) * 2023-04-20 2023-05-23 甘肃省公安厅 Automatic path finding calculation method for optimal distance based on geographic space

Also Published As

Publication number Publication date
RU2691679C1 (en) 2019-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2691679C1 (en) Method of creating track of movement for autonomous movement of movable object and method of autonomous movement of movable object along path of movement
US9971352B1 (en) Automated co-pilot control for autonomous vehicles
US10073456B2 (en) Automated co-pilot control for autonomous vehicles
JP7036545B2 (en) Online learning method and vehicle control method based on reinforcement learning without active search
US10732639B2 (en) Method and apparatus for automatically generated curriculum sequence based reinforcement learning for autonomous vehicles
US20200086861A1 (en) Systems and methods for predicting vehicle trajectory
US11698638B2 (en) System and method for predictive path planning in autonomous vehicles
US11447129B2 (en) System and method for predicting the movement of pedestrians
CN112292581A (en) Relative atlas for autonomous vehicles and generation thereof
CN113867334B (en) Unmanned path planning method and system for mobile machinery
US11815891B2 (en) End dynamics and constraints relaxation algorithm on optimizing an open space trajectory
WO2021184378A1 (en) A method of parking an autonomous driving vehicle for autonomous charging
US11754415B2 (en) Sensor localization from external source data
CN110874642A (en) Learning device, learning method, and storage medium
JP6856575B2 (en) Control policy learning and vehicle control method based on reinforcement learning without active search
US11657625B2 (en) System and method for determining implicit lane boundaries
CN113791619B (en) Airport automatic driving tractor dispatching navigation system and method
US20220066460A1 (en) Causing a mobile robot to move according to a planned trajectory determined from a prediction of agent states of agents in an environment of the mobile robot
KR102425741B1 (en) Autonomous Driving Method Adapted for a Recognition Failure of Road Line and a Method for Building Driving Guide Data
US11904855B2 (en) Cooperative driving system and method
US11760379B2 (en) Navigating an autonomous vehicle through an intersection
JP2023066389A (en) Monitoring of traffic condition of stopped or slow moving vehicles
US20210295531A1 (en) System and method for trajectory prediction using a predicted endpoint conditioned network
US11827245B2 (en) Systems and methods for estimating motion of an automated vehicle for cooperative driving
US20230079176A1 (en) Determining an existence of a change in a region

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19724950

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19724950

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1