本發(fā)明涉及一種用于在區(qū)域中行駛時對自主車輛進行導(dǎo)航的計算機實施的方法。本發(fā)明還涉及用于對自主車輛進行導(dǎo)航的控制單元、自主車輛、計算機程序、計算機可讀介質(zhì)和用于控制自主車輛的車隊的控制系統(tǒng)。本發(fā)明可適用于重型車輛，諸如卡車、公共汽車和施工設(shè)備。盡管本發(fā)明將關(guān)于自主卡車進行描述，但是本發(fā)明不限于這種特定車輛，而是也可以用于諸如公共汽車、輪式裝載機、自卸卡車、挖掘機的其他車輛中。

背景技術(shù)：

1、可以通過從控制中心向車輛提供控制指令來控制在一定區(qū)域內(nèi)操作的自主車輛的車隊。例如，自主車輛的車隊可以在建筑工地、采礦區(qū)、碼頭區(qū)、港口或任何其他類型的受限區(qū)域中操作。例如，所述控制可以由位于所述區(qū)域的中央控制中心和/或不位于所述區(qū)域的遠程控制中心執(zhí)行。

2、控制指令可以是用于執(zhí)行任務(wù)的指令，諸如裝載和/或卸載貨物/物料、從區(qū)域中的一個點自主行駛到另一個點的指令等。

3、自主車輛操作所在的區(qū)域通常具有不同的特性。例如，一個區(qū)域（諸如采礦區(qū)）可以具有車輛在其中行駛的開闊區(qū)域和隧道的組合，而另一個區(qū)域（諸如建筑工地）可以是沒有任何隧道的開闊區(qū)域。此外，自主車輛的任務(wù)類型在不同區(qū)域之間可能不同。更進一步地，作為另一個示例，裝載和卸載位置的數(shù)量及其位置在不同的區(qū)域可能不同。

4、鑒于上述情況，自主車輛可能需要根據(jù)它們操作所在的特定區(qū)域進行調(diào)適和定制。這可以包括調(diào)適自主車輛中使用的導(dǎo)航軟件，即被配置為在所述區(qū)域中對車輛進行導(dǎo)航的軟件。例如，每個車輛的導(dǎo)航軟件中可以定義要行駛到哪里、如何行駛、裝載/卸載點在哪里等。每個自主車輛針對特定區(qū)域進行的調(diào)適通常非常耗時且成本高昂。

5、因此，致力于開發(fā)更有效的技術(shù)來在一定區(qū)域中對自主車輛進行導(dǎo)航。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種改進的在一定區(qū)域中行駛時對自主車輛進行導(dǎo)航的方法。更具體地說，本發(fā)明的目的是提供一種用于在一定區(qū)域中行駛時對自主車輛進行導(dǎo)航的更具成本效率的方法，或者至少提供一種合適的替代方案。本發(fā)明的其他目的是提供用于對自主車輛進行導(dǎo)航的改進的控制單元、改進的自主車輛、計算機程序、計算機可讀介質(zhì)和用于控制自主車輛的車隊的改進的控制系統(tǒng)，或者至少提供合適的替代方案。

2、根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述目的至少部分地通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法來實現(xiàn)。

3、因此，提供了一種用于在一定區(qū)域中行駛時對自主車輛進行導(dǎo)航的計算機實施的方法。所述方法包括：

4、-?使用所述區(qū)域的預(yù)定的地圖進行所述導(dǎo)航，其中所述預(yù)定的地圖包括多個連接的路段，每個路段定義所述自主車輛要遵循的行駛路徑的一部分；

5、-?響應(yīng)于獲得任務(wù)指令，通過尋找由所述多個連接的路段中的一定數(shù)量的連接的路段定義的行駛路徑來將所述自主車輛從所述區(qū)域中的一個點導(dǎo)航到另一個點。

6、所述連接的路段中的至少一個與用于所述自主車輛的以下規(guī)則相關(guān)聯(lián)：

7、-?預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則，其定義在所述至少一個路段中使用哪個傳感器進行所述導(dǎo)航。

8、通過提供本文公開的方法，可以以更具成本效率的方式實現(xiàn)在一定區(qū)域中行駛時對自主車輛的控制。更具體地說，通過用于所述自主車輛的至少一個預(yù)定規(guī)則，可以將與車輛如何在所述區(qū)域內(nèi)進行導(dǎo)航和控制有關(guān)的區(qū)域特定信息直接添加到預(yù)定的地圖中，所述預(yù)定的地圖在本文中是數(shù)字地圖，而不是作為每個車輛的特定軟件代碼。換句話說，用于自主車輛的預(yù)定規(guī)則優(yōu)選是預(yù)定的地圖的一部分。從而可以降低自主車輛的復(fù)雜性。這也意味著一種可擴展的方法，其中自主車輛可以在更短的時間內(nèi)為特定區(qū)域的操作做好準備。此外，與自主車輛在特定區(qū)域中的控制和導(dǎo)航有關(guān)的任何調(diào)整都可以在更短的時間內(nèi)完成，從而增加了靈活性。

9、例如，通過與至少一個連接的路段相關(guān)聯(lián)的預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則，可以通過預(yù)定的地圖中包含的信息來決定使用哪個導(dǎo)航傳感器。從而可以降低自主車輛中的導(dǎo)航軟件和/或硬件的復(fù)雜性。這也意味著自主車輛所需的處理能力降低、更快地適應(yīng)新區(qū)域、可擴展配置等。

10、可選地，連接的路段中的至少一個與用于自主車輛的預(yù)定的訪問（access）密鑰相關(guān)聯(lián)，其中預(yù)定的訪問密鑰必須可供自主車輛訪問，以便被允許在至少一個路段中行駛。由此，與上述類似，可以以更具成本效率的方式實現(xiàn)在一定區(qū)域中行駛時對自主車輛的控制。更具體地說，通過用于所述自主車輛的至少一個預(yù)定的密鑰，可以將與車輛如何在所述區(qū)域內(nèi)進行導(dǎo)航和控制有關(guān)的區(qū)域特定信息直接添加到預(yù)定的地圖中，而不是作為每個車輛的特定軟件代碼。

11、例如，通過與至少一個連接的路段相關(guān)聯(lián)的預(yù)定的訪問密鑰，可以通過預(yù)定的地圖中包含的信息來決定自主車輛對連接的路段的訪問。從而可以降低自主車輛中的導(dǎo)航軟件和/或硬件的復(fù)雜性。這也意味著自主車輛所需的處理能力降低、更快地適應(yīng)新區(qū)域、可擴展配置等。

12、可選地，預(yù)定的訪問秘鑰的可訪問性隨時間的推移而變化。從而可以實現(xiàn)增加的靈活性。例如，已經(jīng)認識到，隨著時間的推移而變換的區(qū)域（諸如建筑工地或采礦區(qū)）可能會發(fā)生變換，使得自主車輛對所述區(qū)域的某些部分的訪問也需要隨著時間的推移而變化。因此，通過隨時間的推移改變預(yù)定的訪問密鑰，可以以經(jīng)濟高效的方式實現(xiàn)所述區(qū)域的導(dǎo)航改進。

13、可選地，預(yù)定的訪問秘鑰的可訪問性取決于另一個車輛當(dāng)前是否正在至少一個路段中行駛。還意識到，在一些區(qū)域中，部分行駛路徑可能太窄，無法同時允許一個以上的車輛在部分行駛路徑上行駛。因此，通過使預(yù)定的訪問密鑰取決于另一個車輛當(dāng)前是否正在所述至少一個路段中行駛，例如可以防止兩個或更多個車輛同時在至少一個路段中行駛。因此，僅當(dāng)所述至少一個路段中沒有其他車輛行駛時（即，所述至少一個路段沒有其他車輛時），預(yù)定的訪問秘鑰才可訪問。

14、可選地，預(yù)定的訪問密鑰的可訪問性取決于自主車輛的類型和/或特性。從而可以實現(xiàn)更靈活的導(dǎo)航以適應(yīng)特定車輛及其特性。仍可選地，自主車輛的特性與車輛的重量、車輛所承載的負載的重量以及車輛所承載的負載的類型中的至少一個相關(guān)。由此，當(dāng)自主車輛不適合在至少在一個路段行駛時，可以在行駛期間避開某些路段。例如，這可以是當(dāng)一個路段與上坡相關(guān)并且自主車輛當(dāng)前被裝載到不能在上坡行駛的程度時。因此，這使得自主車輛能夠找到其中自主車輛可以在沒有不必要的中斷/干擾的情況下行駛的更合適的行駛路徑。

15、可選地，與預(yù)定的訪問密鑰相關(guān)聯(lián)的至少一個路段是允許車輛以相反方向行駛的單車道行駛路徑，并且其中僅當(dāng)單車道行駛路徑至少沒有相對于自主車輛以相反方向行駛的其他車輛時，自主車輛才可訪問預(yù)定的訪問密鑰。從而可以降低發(fā)生碰撞的風(fēng)險。這樣還可以避免兩個車輛被困在單車道行駛路徑上的情況。

16、可選地，預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則隨時間的推移而變化。這意味著增加的靈活性。仍可選地，預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則取決于區(qū)域隨時間的推移的變換。因此，進一步認識到，由于區(qū)域隨時間的推移的變換，使用哪個傳感器可能會隨時間的推移而變化。因此，通過在此基礎(chǔ)上改變導(dǎo)航規(guī)則，實現(xiàn)了增加的靈活性。

17、可選地，預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則取決于在所述區(qū)域中行駛期間的周圍天氣條件和一天中的時間中的至少一個。由此，預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則可以更新，諸如隨著時間的推移而變化，使得使用更適合特定情況的導(dǎo)航傳感器來補充或者替代其他導(dǎo)航傳感器。例如，可以使用環(huán)境光條件來確定是否應(yīng)該使用相機進行導(dǎo)航，或者是否應(yīng)該替代地或者還使用另一種類型的導(dǎo)航傳感器。

18、仍可選地，預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則取決于在所述區(qū)域中行駛期間的周圍天氣條件和光條件中的至少一個的變化。因此，可以在相應(yīng)路段中使用更合適的導(dǎo)航傳感器，從而意味著導(dǎo)航的改進。例如，一個路段可能處于室外環(huán)境中，而下一個路段可能處于室內(nèi)環(huán)境中，反之亦然，其中預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則根據(jù)路段之間周圍天氣條件和/或光條件的變化在路段之間改變。舉例來說，進入隧道時周圍天氣條件和/或光條件的變化可能會導(dǎo)致環(huán)境感知傳感器的性能下降，例如由于傳感器表面的霧。在這種情況下，可以使用另一個導(dǎo)航傳感器來代替或補充環(huán)境感知傳感器。例如，當(dāng)進入隧道時，如果周圍天氣條件和/或光條件的變化滿足標(biāo)準，則可以使用雷達（無線電檢測和測距）傳感器來代替或補充激光雷達（光檢測和測距）傳感器。

19、仍可選地，預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則取決于在至少一個路段中導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的可訪問性。例如，如果可訪問性低于閾值，例如接收低于閾值，則可以使用另一個導(dǎo)航傳感器來代替或補充導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)的導(dǎo)航傳感器。

20、可選地，預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則取決于至少一個路段中的表面摩擦水平。從而，可以實現(xiàn)至少一個路段中的進一步改進的導(dǎo)航。例如，如果自主車輛包括用于估計位置隨時間的推移的變化的里程計傳感器（諸如車輪速度傳感器），則當(dāng)摩擦水平低于閾值時，來自傳感器的信息可能不太可靠。因此，舉例來說，當(dāng)至少一個路段中的表面的估計的摩擦水平低于閾值時，可以更新用于至少一個路段的預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則，使得使用另一個導(dǎo)航傳感器來代替或補充里程計傳感器以進行導(dǎo)航。關(guān)于表面摩擦水平的信息例如可以通過自主車輛測量的傳感器數(shù)據(jù)、另一個車輛測量的傳感器數(shù)據(jù)和/或指示表面摩擦水平的任何其他數(shù)據(jù)獲得。

21、可選地，連接的路段中的至少一個與預(yù)定的觸發(fā)規(guī)則相關(guān)聯(lián)，以在自主車輛在至少一個路段中行駛時的一定時間點觸發(fā)用于自主車輛的工作任務(wù)，諸如裝載或卸載序列。由此，與上述類似，可以以更具成本效率的方式實現(xiàn)在一定區(qū)域中行駛時對自主車輛的控制。更具體地說，通過用于所述自主車輛的至少一個預(yù)定的觸發(fā)規(guī)則，可以將與車輛如何在所述區(qū)域內(nèi)進行導(dǎo)航和控制有關(guān)的區(qū)域特定信息直接添加到預(yù)定的地圖中，而不是作為每個車輛的特定軟件代碼。

22、例如，通過與至少一個連接的路段相關(guān)聯(lián)的預(yù)定的觸發(fā)規(guī)則，可以通過預(yù)定的地圖中包含的信息來決定諸如裝載或卸載序列的工作任務(wù)的觸發(fā)。由此，與上述類似，可以降低自主車輛中的導(dǎo)航軟件和/或硬件的復(fù)雜性。這也意味著自主車輛所需的處理能力降低、更快地適應(yīng)新區(qū)域、可擴展配置等。

23、可選地，預(yù)定的觸發(fā)規(guī)則隨時間的推移而變化。這意味著增加的靈活性。例如，裝卸貨物/物料的地點可能會隨著時間的推移而變化。因此，通過隨時間的推移改變預(yù)定的觸發(fā)規(guī)則，可以實現(xiàn)對自主車輛的更靈活的控制。例如，預(yù)定的觸發(fā)規(guī)則可能取決于區(qū)域隨時間的推移的變換。因此，裝載和攜載貨物/物料的地點也可以取決于區(qū)域隨時間的推移的轉(zhuǎn)變。因此，舉例來說，預(yù)定的觸發(fā)規(guī)則可以取決于區(qū)域隨時間的推移的變換，其中至少一個路段中的用于自主車輛的裝載位置或卸載位置根據(jù)區(qū)域的變換而變化。

24、可選地，多個連接的路段中的至少一個隨時間的推移進行調(diào)整，諸如根據(jù)區(qū)域隨時間的變換進行調(diào)整。因此，可以根據(jù)區(qū)域隨時間的推移的變換來調(diào)整行駛路徑。這意味著增加的靈活性。

25、可選地，將預(yù)定的密鑰和/或規(guī)則分配給多個路段中的不同路段。因此，舉例來說，預(yù)定的地圖可以包括多個連接的路段，其中相應(yīng)的預(yù)定秘鑰和/或規(guī)則與相應(yīng)的路段相關(guān)聯(lián)。預(yù)定的密鑰和/或規(guī)則可以隨著時間的推移而變化，適應(yīng)特定區(qū)域等，例如如本文所提到的。因此，可以實現(xiàn)自主車輛在一定區(qū)域內(nèi)更靈活的導(dǎo)航，需要的自主車輛處理能力更少，對新區(qū)域的適應(yīng)速度更快，方法可擴展等。

26、優(yōu)選地，每個路段與至少一個預(yù)定的訪問密鑰相關(guān)聯(lián)。因此，自主車輛必須可訪問預(yù)定的訪問密鑰，以便被允許在每個相應(yīng)的路段中行駛。舉例來說，路段中的至少一個可以與多個預(yù)定的訪問密鑰相關(guān)聯(lián)，其中自主車輛訪問必須可訪問用于路段中的至少一個的每個預(yù)定的訪問密鑰，以便被允許在該路段中行駛。

27、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，所述目的至少部分地通過根據(jù)權(quán)利要求20所述的控制單元來實現(xiàn)。

28、因此，提供了一種用于在一定區(qū)域中行駛時對自主車輛進行導(dǎo)航的控制單元，其中控制單元被配置為執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明第一方面的實施方案中的任一個的方法的步驟。

29、應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的第一方面的所有實施方案可與本發(fā)明的第二方面的所有實施方案組合，反之亦然。本發(fā)明的第二方面的優(yōu)點和效果類似于本發(fā)明的第一方面的優(yōu)點和效果。

30、根據(jù)本發(fā)明的第三方面，所述目的至少部分通過根據(jù)權(quán)利要求21的自主車輛來實現(xiàn)。因此，提供了一種自主車輛，其包括用于在一定區(qū)域中對所述車輛進行導(dǎo)航的裝置，并且還包括根據(jù)本發(fā)明第二方面的實施方案中的任一個的控制單元。用于在所述區(qū)域中對車輛進行導(dǎo)航的所述裝置可以例如包括激光雷達（光檢測和測距）傳感器、雷達（無線電檢測和測距）傳感器、超聲波傳感器、聲納（聲音導(dǎo)航和測距）傳感器、相機、gnss（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）傳感器，諸如gps（全球定位系統(tǒng)）傳感器。自主車輛還可以包括一個或多個致動器，諸如用于車輛的轉(zhuǎn)向、制動和/或推進的致動器。因此，控制單元可以被配置為向一個或多個致動器發(fā)出控制信號，使得自主車輛遵循行駛路徑。所述自主車輛還可以包括用于觸發(fā)裝載和/或卸載序列的一個或多個致動器。例如，卸載順序可以是用于傾卸負載的傾卸序列。

31、應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明的第一方面和第二方面的所有實施方案都可與本發(fā)明的第三方面的所有實施方案組合，反之亦然。

32、根據(jù)本發(fā)明的第四方面，所述目的至少部分通過根據(jù)權(quán)利要求22的計算機程序來實現(xiàn)。因此，提供了一種計算機程序，所述計算機程序包括用于在所述程序在計算機（諸如在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的控制單元）上運行時執(zhí)行本發(fā)明的第一方面的實施方案中的任一個的步驟的程序代碼裝置。

33、根據(jù)本發(fā)明的第五方面，所述目的至少部分通過根據(jù)權(quán)利要求23的計算機可讀介質(zhì)來實現(xiàn)。因此，提供了一種承載計算機程序的計算機可讀介質(zhì)，所述計算機程序包括用于在所述程序在計算機（諸如在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的控制單元）上運行時執(zhí)行本發(fā)明的第一方面的實施方案中的任一個的步驟的程序代碼裝置。

34、根據(jù)本發(fā)明的第六方面，所述目的至少部分地通過根據(jù)權(quán)利要求24所述的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。因此，提供了一種用于控制在一定區(qū)域中行駛的自主車輛的車隊的控制系統(tǒng)，其中自主車輛是根據(jù)本發(fā)明第三方面的車輛，并且其中控制系統(tǒng)被配置為向各個相應(yīng)的車輛提供一個或多個任務(wù)指令，其中所述任務(wù)指令中的任一個指示從所述區(qū)域內(nèi)的一個點行駛到另一個點。

35、所述控制系統(tǒng)可以包括如本文所公開的預(yù)定的地圖。因此，預(yù)定的地圖可以存儲在控制系統(tǒng)中和/或自主車輛的車隊的相應(yīng)車輛中。

36、本發(fā)明的進一步優(yōu)點和有利特征在以下描述和從屬權(quán)利要求中公開。