专利名称：自主机器控制系统的制作方法
技术领域：
本发明一般性地涉及机器系统，并尤其涉及用于移动式机器的自主控制系统
背景技术：
诸如挖掘机，装载机，推土机，机动平地机，运输卡车和其他类型的重型设备的工程机器被用来执行各种任务。在执行这些任务期间，机器能够在对操作员有害的状况下，在对于操作员不舒服的极端环境条件下，或在远离文明地区的工作地点进行操作。此外，一些任务需要非常精确和准确地控制机器的操作，对于人类操作员来说提供这些是很困难的。一些任务对于操作员来说还是非常重复性的和疲劳的。由于这些因素，由操作员控制的机器来完成这些任务可能代价高，劳动强度大，费时且低效。因此，常常在恶劣条件下或在关键和重复性的应用中使用自主机器。自主机器能够在很少或没有人工输入的情况下，依靠从各种机器系统接收到的信息来操作。例如，基于制动系统输入、转向系统输入、发动机系统输入、障碍物检测系统输入、工具系统输入等等，可以控制自主机器来自动地完成程序化的任务。在执行任务期间，通过接收来自 每个不同机器系统的反馈，可以执行对机器操作的持续调整，以确保完成任务的精确性和安全性。然而，为了做到这一点，由不同机器系统提供的信息应该准确和可靠，同时控制系统应该能够处理系统组件的异常或故障情况。在1995年11月21日授予Hawkins等人的第5469356号美国专利(’356号专利)描述了机器控制系统，所述系统在检测到的故障条件期间提供自主操纵。具体地，’ 356号专利描述了车辆信息管理系统(V頂S)，所述系统提供各种车辆系统的状态监视。VMS从车辆的板载专用传感器和发动机管理器收集信息。在VIMS检测到与一个或多个车辆系统相关的故障条件的情况下，VIMS确定指示车辆上存在的最高故障级别的警告级别。该警告级别包括:级别I警告，指示传感器的读数超出了正常的操作范围，级别II警告，指示如果未被纠正可能导致车辆损坏的状况，以及级别III警告，指示对车辆的直接危险。VIMS将这个信息提供给机器导航模块，该机器导航模块基于警告级别控制车辆继续操作、缓慢操作、或停止操作。虽然’356号专利的自主控制系统可以再故障条件期间操作，但是集中式系统可能是麻烦和受有限的。这是由于VIMS是负责直接采集所有的信息，并且基于每个机器的故障条件来确定所有的推荐动作，系统输入的数量可能受到VIMS的计算能力的限制。此外，随着机器系统输入的数量的增加，系统的控制复杂性也增加，因此使得VIMS相当麻烦。本发明公开的自主控制系统是为了克服上述提出的一个或多个问题和/或现有技术的其他问题。
发明内容
在一个方面中，本发明涉及一种用于移动式机器的自主控制系统。所述自主控制系统可以包括多个系统模块，每个系统模块被配置用于监视至少一个机器部件的状态，并基于所述状态生成相应的推荐机器动作，以及控制模块，被配置用来控制所述移动式机器的操作。该自主控制系统还可以包括与多个系统模块和控制模块通讯的健康度监管模块。该健康度监管模块可以被配置用于仲裁来自多个系统模块的每个推荐机器动作，以确定总体机器响应，并命令控制模块执行该总体机器响应。在另一方面中，本发明涉及另一种用于移动式机器的自主控制系统。该自主控制系统可以包括多个系统模块，每个系统模块被配置用于监视至少一个机器部件的状态，并基于所述状态生成相应的推荐机器动作。所述自主控制系统还可以包括健康度监管模块，该健康度监管模块与多个系统模块通讯且被配置用于仲裁来自多个系统模块的每个推荐机器动作，以确定总体机器响应。所述自主控制系统可以进一步包括与健康度监管模块通讯的板外操作员接口站，其被配置用来在所述总体机器响应改变时，为所述移动式机器提供新的路径规划。
图1是示例性公开的用于移动式机器的自主控制系统的形象化图示；以及图2是示例性公开的可与图1中的自主控制系统一起使用的图形用户接口的形象化图示；以及图3是描述了示例性公开的由图1中的自主控制系统执行的方法的流程图。
具体实施例方式图1示出了工地10和在工地10执行任务的示例性机器12。工地10可以包括，例如，矿场，垃圾填埋场，采石场，建筑工地，或具有机器12可通过的表面的任何其他类型工地。机器12执行的任务可以与在工地10改变地形相关，并可以包括，例如，运输操作，分级操作，平整操作，犁耕操作，大批材料清除操作，或任何其他类型的操作。因此，机器12可以具体实施为移动式机器，例如拖运卡车(图1中示出)，平地机，装载机，或雪犁。除了别的以外，机器12可以包括动 力系统14，一个或多个牵引装置16，作业工具18，和自主控制系统20。动力系统14可以产生动力并为移动牵引装置16和作业工具18提供动力，而自主控制系统20可以响应于各种输入来调节动力系统14，牵引装置16和/或工具18的操作。动力系统14可以是完整系统，其被配置用来产生和传输动力到牵引装置16，以推进机器12。特别的是，动力系统14可以包括动力源，例如，柴油，汽油，或气体燃料发动机，其操作用来产生机械动力输出，以及传动装置(未示出)，且被连接以接收机械动力输出并通过末级传动装置(未示出)以有用的方式将机械动力传送给牵引装置16和/或作业工具18。在一些应用中，转矩变换器(未示出)可以位于动力源与传动装置或作业工具18之间，以选择性地耦合和解耦合他们之间的动力传输。可以预见的是，如果需要的话，可以在动力系统14中包括附加的部件。牵引装置16可以是轮子(图1中示出)，皮带，轨道或本领域中已知的任何其他从动牵引装置。牵引装置16可以通过动力系统14来驱动，以根据动力系统14的输出旋转来旋转并推进机器12。转向装置(未示出)，例如液压缸，液压马达，电动机，和/或齿条与小齿轮配置可能会与一个或多个牵引装置16关联以影响其转向。此外，制动装置(未示出)，例如压缩盘形制动器，内部流体制动器，发动机减速器，排气制动器和/或传动制动器，可以与一个或多个牵引装置16和/或动力系统14，以影响机器12的制动。许多不同的作业工具18可以安装到单台机器12上，并可被控制用来执行特定的任务。例如，作业工具18具体实施为牵引床(图1中示出)，粗齿锯，吊桶，刀片，铁铲，或本领域所熟知的另外的任务执行装置。作业工具18可以通过直接枢接，通过连杆系统，通过一个或多个液压缸，通过电机，或以任何其他任何适当的方式连接到机器12。作业工具18可以在枢转，旋转，滑动，摆动，升降或以本领域中熟知的任何方式相对于机器12移动。动力系统14，牵引装置16和作业工具18可以包括辅助控制机器12的部件22。除了别的以外，这些部件22可以包括电子控制传感器，致动器，通讯装置，和导航装置。例如，机器12可以配备动力系统传感器，例如发动机转速传感器，发动机温度传感器，压力传感器，流量计，换挡传感器，传动速度传感器，泵和马达的排量传感器，转向角传感器，等等。机器12还可以配备阀门致动器，泵和马达的排量致动器，制动致动器，发动机燃油供给致动器，换档致动器，转向致动器，和本领域熟知的其他致动器。最终，机器12可以配备GPS接收器，本地激光和/或无线定位装置，摄像机，有线和/或无线数据传输设备，和其他通讯和导航设备。每个这些部件22均可以被配置为生成在手动和自主控制机器12时使用的信肩、O部件22可以被分为多个不同的子系统24，并且被分类为基础机器子系统或自主子系统。基础机器子系统24可以是包括部件22的子系统24，所述部件22是运转机器12所需要的部件，而不管机器12是手动控制还是自主控制。这些基础机器子系统24中的一些可以包括，例如，主制动子系统，辅助制动子系统，制动充电子系统，后轴子系统，工具子系统，牵引装置监视子系统，转向充电子系统，主转向子系统，辅助转向子系统，主动力系统子系统，辅助动力系统子系统，润滑子系统，有效载荷子系统，机器控制子系统，和电气/充电子系统。自主子系统可以包括由附加部件22组成的子系统24，所述附加部件22可以添加到基础机器中以允许对机器的自主控制。这些自主子系统24中的一些可以包括，例如，目标检测子系统，定位子系统，板外通讯子系统，规划子系统，和板载通讯子系统。可以预见的是，如果需要的话， 可以在机器12中包括附加和/或不同的子系统24。每个子系统24可以构成自主控制系统20的一部分，并设置有电子控制模块(ECM) 26，其被配置用于监视不同子系统24和他们各自部件22的状态。S卩，在机器12的操作期间，可以监视来自每个部件22的反馈，并且依靠部件22的反馈和危急程度，通过各自的ECM 26将每个相应的子系统24的状态分类为多种不同类别中的一个。在一个例子中，类别可以包括:全功能，故障但有功能和故障且无功能。可以预见的是，如果需要的话，可以利用其它或附加的类别。当来自相关分组部件22的反馈指示在可接受的范围内操作时，通过相关ECM 26将子系统24的状态分类为全功能。当来自部件22的反馈指示在超出可接受的范围的操作时，将状态分类为故障但有功能。当没有接收到来自相关部件22的反馈或该反馈指示根本没有操作时，将状态分类为故障且无功能。每个ECM 26可以接收来自它的相关部件22的反馈，并确定每个相关子系统24相应的状态。每个ECM 26可以配置为基于相关子系统24的状态，生成推荐机器动作。推荐机器动作可以逐步增加严重性，并除了别的以外，可以包括推荐允许正常操作，推荐限制机器操作(例如，限制行驶速度或作业工具运动)，推荐停止机器12的所有运动，以及推荐停止所有机器运动并关闭机器12。与每个子系统24相关的不同的推荐动作可以由各自的ECM26发送给集中式机器控制模块(MCM) 28，而每个部件22的状态可以发送给重要信息管理系统(VMS)30。在一些实施例中，推荐动作仅仅发送到MCM 28，而部件22的状态仅仅发送到VIMS 30。这个建议安排可以有助于简化MCM 28和VMS 30。MCM 28可以配置为基于手动输入或自主输入以及基于来自部件22的反馈，来调整不同模块22的操作。S卩，MCM 28可以与动力系统14，牵引装置16和/或作业工具18的部件22经由通过基础机器和自主子系统ECM 26所引导的指令进行通讯，以基于操作命令和/或响应于期望行进路径或开挖周期来使机器12加速，减速，停止，转弯，向前行驶，向后行驶，挂空挡，倾卸，在井架中排立钻杆(rack-back)，换档，等。MCM 28可以在控制机器12期间依靠来自不同部件22的反馈来确定调节机器12的操作以完成特定任务。MCM 28可以配置为接收来自车辆健康度监管器(VHS) 32和板载接口(OBI) 34的关于操作机器12的控制指令。MCM 28可以配置为将每个子系统ECM 26不同的推荐动作传递到VHS 32和OBI34。还可以预见的是，如果需要的话，与每个子系统24相关的不同的推荐动作可以从ECM26直接发送到VHS 32和OBI 34而无需首先通过MCM 28传递。需要注意的是，仅仅可以将推荐动作发送到VHS 32 (也就是，每个部件22和子系统24的状态不会传递到VHS 32)，因此允许减少在VHS 32中的计算复杂度。VMS 30可以提供状态记录和诊断功能。S卩，VMS 30可以从每个部件22和子系统24接收状态信息，并配置为对提供的信息编制时间索引和记录该信息。在随后的诊断过程期间，VIMS 30能够按照指示调用特定部分的信息。VIMS 30可以传递记录的和/或调用的信息给VHS 32和/或OBI 34。VHS 32可以被配置用来仲裁从MCM 28接收的不同的推荐机器动作，并确定直接反馈给MCM 28以便执行的总体机器响应。出于了公开的目的，术语仲裁可以被理解为基于对每个推荐动作的评估来确定总体机器响应，以使得能够实现效率、耐久性、生产力和维护其中的一个或多个机器目标。在一种 情况下，VHS 32可以参考每个推荐动作和造成推荐动作的相应的子系统24，将查找图促使保存在存储器的查找图中，以确定特定的总体机器响应。在另外一种情况下，可以简单地使用最严重的推荐动作作为总体机器响应。在其他的情况下，一些较低严重级别的推荐动作的组合可以用来确定在较高严重级别时的总体机器响应(例如，根据一个或多个预定的算法来进行计算)。例如，如果主转向和主制动子系统24同时推荐机器12减速，VHS 32可以确定动作时增加严重性增加，并总体机器响应应该是停止机器12。在类似的例子中，如果主转向子系统24建议将机器的行进速度降低到lOmph，同时主制动子系统24建议将机器的行进速度降低到5mph，VHS 32可以确定总体响应应该将机器的行进速度甚至进一步降低到3mph。在确定总体机器响应之后，VHS 32可以将响应引导回到MCM 28以便执行，在此期间MCM 28可以向子系统24的适当的部件22下达特定动作的指令。可以预见的是，如果需要的话，VHS 32可以直接与MCM 28或间接地通过规划子系统模块来就总体机器响应进行通讯。VHS 32还可以指导将总体机器响应和造成该响应的子系统24的识别标识，促使该响应经由通过OBI 34引导到板外操作员接口站(00IS)36。OBI 34可以具体实施为通讯模块，其促进机器12和OOIS 36之间的通讯。通信传送至OOIS 36的总体机器响应可以传到OOIS 36，在一些情况下，可能需要从为人类操作员需要的输入的机会或提供输入的这样的机会。例如，如果建议推荐响应是减慢，停止和/或关闭机器12，则可以和总体机器响应一起向OOIS 36提供警报，要求来自操作员的确认。警报可以持续发送到OOIS 36，直到接收到确认。在另外的例子中，在已经执行了停止和关闭机器12的总体响应之后，在机器12可以重启之前需要来自OOIS 36的手动操纵。在其他的例子中，如果需要的话，当总体机器响应被传递到OOIS 36时，操作员可以有机会在执行之前操控该响应，并且提出更小或更大严重性的响应。因此，在一些情况下，OOIS 36可以经由OBI 34将与VHS 32提出和/或执行的总体响应相关的指示提供回到机器12。总体机器响应可以用来控制机器12的操作，直到VHS 32生成且MCM 28接收到不同的响应，或直到总体响应已经经由通过OBI 34从OOIS 36传递的通讯而被手动操纵。即，如果来自相同或类似的子系统ECM 26组合的相同或类似的推荐动作组合被发送到VHS32，那么VHS 32可以维持发送给MCM 28的相同总体机器响应。一旦来自造成总体机器响应的子系统24的推荐动作在数量或严重性方便发生改变，VHS 32可以重新评估该推荐并确定新的总体响应。例如，如果制动传感器停止生成信号，主制动子系统24可以产生故障且无功能的状态，该状态通过MCM 28发送给VHS 32。同时，发动机温度传感器可以产生异常信号，并且主发动机子系统24可以产生故障但有功能的状态。基于这些不同的状态级别，相应的ECM 26可以产生推荐动作以分别停止和减慢机器12。根据该信息，VHS 32可以确定最严重的推荐动作应该作为总体机器响应，同时相应地命令MCM 28使机器12停止。然而在一段时间之后，制动传感器可能开始生成正常信号，并致使状态改变为全功能，因而导致来自主制动子系统24的推荐动作允许正常操作。在这些条件下，VHS 32可以将总体机器响应基于下一个最严重的推荐动作(也就是，主发动机子系统24提供的推荐)，并命令MCM28使得机器12减慢。另外，VHS 32可以在任何时间通过OOIS 36来手动操控，以改变总体机器响应(也就是，增加响应的严重性)。在一些情况下，在相应的总体机器响应完成之间或期间，ECM 26推荐的动作可以发生改变。例如，造成机器12停止和关闭的总体机器响应的特定部件的状态，可以在机器12达到完全停止和被关闭之前而发生改变。在这些情况下，VHS 32可以配置为在改变总体机器响应之前确定总体机器响应的完成，无论推荐动作的变化。此外，VHS 32还需要通过OOIS 36获得操作员许可，以在特定的总体机器响应之间切换。在这种方式下，可以增强机器12的稳定性。可以预见的是，如果需要的话，推荐动作还可以来自板外机器12。具体来说，自主控制系统20可以配备一个或多个板外控制模块，例如环境控制模块38。环境控制模块38可以配置为获取有关机器12所操作的环境有关的信息，并基于这个信息生成推荐动作。例如，环境控制模块38可以采集关于道路质量，能见度，交通状况，降水量等信息，并基于这个信息，推荐机器12允许正常的操作，减速，停止，或停止并关闭。这些建议可以通过OOIS36和OBI 34发送给VHS 32，以便在确定总体机器响应时考虑。OBI 34可以促进在OOIS 36与VHS 32, VIMS 30和MCM 28之间的通讯。根据需要，OBI 34可以包括能够通过直接数据链路和/或无线通讯链路发送和接收数据信息的硬件和/或软件。直接数据链路可以包括以太网连接，连接区域网路(CAN)，或本领域熟知的其他数据链路。无线通讯可以包括卫星，蜂窝，红外线，和能够使OBI 34与板载和板外控制模块交换信息的 任何其他类型的无线通讯。OOIS 36可以与在工地10中的多个不同的机器12的车辆健康度监管器32进行通讯。具体的说，OOIS 36可以允许单个操作员或一组操作员向多个自主控制机器12提供定制指令，并由此当在特定的子系统24中遭遇故障状况时，选择性地影响每个机器12执行的总体响应。在公开的实施例中，OOIS 36被示出为与运输卡车(机器12)，推土机40和挖掘机42进行通讯。然而可以预见的是，根据需要，OOIS 36可以与任意数量和类型的机器12进行通讯。基于总体机器响应，OOIS 36可以配置为向机器12提供新的工作任务或目标。工作任务可以包括行进路径的改变，不同的目的地，或甚至不同的任务。例如，如果已经给予机器12减速的总体响应，OOIS 36可以将机器12引导到远离其他机器12的备选路径上，使得现在较慢的机器12不会引起交通拥堵。在这种方式下，OOIS 36可以有助于确保在工地10中的所有机器12的生产力和安全性。机器12的每个控制器/控制模块26-38可以被配置为如果与发生其他模块的通讯故障时，遵从紧急程序。每个控制模块26-38的特定程序可能不同，并根据机器类型，机器尺寸，操作员喜好，模块关键性，或其他方式来定制。在一个例子中，VHS 32可以配置为当没有从被分类为关键子系统的特定子系统24的ECM 26接收到推荐动作时，命令MCM 28使机器12停止和关闭。每个ECM 26，MCM 28, VIMS 30，VHS 32，OOIS 36和环境控制模块38，可以具体实施为单独处理器或多个微处理器，现场可编程门阵列(FPGAs)，数字信号处理器(DSPs)，等等，其包括用于控制机器12的操作的装置。许多商业上可用的微处理器可以配置为执行这些部件的功能。应该可以理解的是，每个这些部件可以容易地具体实施为与控制器其他机器相关功能的微处理器分开的微处理器，或他们可以与机器微处理器集成，并可以控制多个机器功能和操作模式。如果与通用机器微处理器分开，每个这些部件可以通过数据链路或其他方式与通用机器微处理器进行通讯。各种其他已知的电路可以与这些部件相关联，包括电源电路，信号调理电路，致动器驱动电路(也就是，电路通电螺线管，电动机，或压电致动器)，和通讯电路。图2示出了 旨在在OOIS 36处使用的图形化用户界面(⑶I) 200。⑶I 200可以包括配置用来向用户提供关于操作机器12的信息的字段。一些或所有这些相同的字段还可以配置为接收信息，例如来自操作员的指令。例如，操作员可以使用鼠标，光棒，标签按钮，或其他指针装置，进行点击，以进入特定的字段，并使用下拉菜单和/或键盘输入指令。指令可以通过OOIS 36和OBI 34发送到VHS 32。在示例性公开的⑶I 200中，可以包括总体机器响应字段210，负责子系统字段220，调节速度字段230，期望速度字段240，推荐动作图例250，子系统状态列表260，以及虚拟控制字段270。然而可以预期的是，根据需要可以在⑶1200中包括附加或不同的字段。总体机器响应字段210可以被配置为显示当前在机器12上执行的仲裁的机器动作(也就是显示由VHS 32确定且由MCM 28执行的总体机器相应)。负责子系统字段220可以被配置为显示子系统24中哪个造成总体机器响应的列表。调节速度字段230可以被配置为显示与总体机器响应相关的速度限制。期望速度字段240可以被配置为显示当前机器速度命令。推荐动作图例250可以显示不同可能机器响应的解释。子系统状态列表260可以被配置为显示子系统24推荐的不同的机器动作，总体机器响应正是从这些机器动作中确定的。虚拟控制270可以配置为允许用户调整之前VMS 30记录的机器操作的回放。
图3示出作为指令存储在计算机可读介质300中的示例性方法，其可以通过自主控制系统20来执行以控制机器12。图3将在接下来的部分进行更详细地讨论，以进一步说明所公开的理念。工业实用件所公开的机器控制系统可以应用到任何需要自主性的移动式机器。所公开的系统可以通过独特的分布式架构来提供可靠的自主机器控制，该控制简化了计算，提供了灵活性，并有助于确保在故障条件下安全和可靠的操作。将参考图3中的方法描述自主控制系统20的操作。从图3中可以看出，自主机器控制的示例性方法可以开始于对每个子系统24中的部件22的状态监测和每个相应的ECM 26的机器动作推荐(步骤310)。S卩，每个ECM 26可以监视该特定ECM 26负责的每个部件22的操作。基于每个部件22的监视状态，每个ECM26可以生成若干机器动作推荐中的一个,包括允许机器12正常操作,减慢机器12,停止机器12，停止且关闭机器12。VHS 32可以接收每个推荐机器动作并确定总体机器响应(步骤320)。在一个实施例中，可以通过使用存储在VHS 32内部存储器的关系图，公式和/或算法来确定响应。在另外的实施例中，VHS 32可以根据严重性来对不同的推荐机器动作进行排序，并利用最严重的推荐机器动作作为总体机器响应。在又一实施例中，可以通过OOIS 36和OBI 34从板外用户接收总体机器响应。VHS 32可以命令MCM 28执行总体机器响应，并还可以通过OBI34将响应的警报发送给OOIS 36 (步骤330)。VHS 32可以持续监视来自每个ECM 26的推荐机器动作，以确定造成总体机器响应的子系统24是否已经改变特定部件22的状态(例如，确定造成总体机器响应的故障状况是否已经清除)(步骤340)。如果造成总体机器响应的子系统(多个)24已经改变状态，VHS 32可以重新评估总体机器响应并根据需要进行调整。
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如果总体机器响应包括停止和关闭机器12，VHS 32可以以不同方式执行。例如，如果先前造成总体机器响应的故障条件已经清除，并且VHS 32确定总体机器响应不包括停止和关闭机器12 (步骤350)，VHS 32可以将总体响应例如降低为具有较低严重性的下一级别的推荐动作。如果，然而，在步骤350，VHS 32确定总体机器响应包括停止和关闭机器
12,VHS 32可以在降低总体响应之前首先确定总体机器响应已经完全执行(步骤360)。在一些实施例中，VHS 32还可能需要在机器12的停止和关闭之后，在降低总体响应之前，首先获得手动操纵(步骤370)。所公开的自主控制系统可以与若干益处相关联。例如，所公开的自主控制系统可以是简单的，并且增加了计算能力和应用。即，由于每个ECM 26可以仅仅将推荐动作传递到VHS 32 (与每个部件22的状态相对)，且VHS 32的计算命令形式和复杂性可以相对较低。此外，部件输入的数量可以受到VHS 32的能力的较小限制。另外，由于VHS 32可以不要求VMS 30的自主控制机器12( S卩，由于可以利用VMS 30仅仅记录机器操作以便随后回放)，对于不包括VMS 30的机器12，所公开的自主控制系统可以简单地改造。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可以对本发明公开的自主控制系统进行各种修改和改变。通过考虑这里公开的系统的说明和实践，该系统的其他实施例对于本领域的技术人员来说是显而易见的。旨在仅仅将说明和例子认为是示例性的，本发明真正的保护范围将由下面的权利要 求书和他们的等价范围来指示。
权利要求
1.一种用于移动式机器(12)的自主控制系统(20)，包括: 多个系统模块(26)，每个系统模块被配置用于监视至少一个机器部件(22)的状态，并基于所述状态生成相应的推荐机器(12)动作； 控制模块(28)，被配置用来控制所述移动式机器(12)的操作；以及 健康度监管模块(32)，与所述多个系统模块和所述控制模块通讯，所述健康度监管模块(32)被配置用于: 仲裁来自所述多个系统模块的所述推荐机器(12)动作中的每个动作，以确定总体机器(12)响应；以及 命令所述控制模块去执行所述总体机器(12)响应。
2.根据权利要求1所述的自主控制系统(20)，进一步包括板外操作员接口站(36)，其中所述健康度监管(32)模块进一步被配置为与所述板外操作员接口站(36)就所述总体机器(12)响应和所述多个子系统(24)中哪个造成所述总体机器(12)响应进行通讯。
3.根据权利要求2所述的自主控制系统(20)，其中所述总体机器(12)响应基于具有最高严重性级别的推荐动作。
4.根据权利要求3所述的自主控制系统(20)，其中，当所述总体机器(12)响应包括关闭所述移动式机器(12)时，所述健康度监管(32)模块被配置为确认在改变所述总体机器(12)响应之前所述移动式机器(12)已经被关闭，即使所述推荐动作在所述移动式机器(12)已经关闭之前发生改变。
5.根据权利要求4所述的自主控制系统(20)，其中所述板外操作员接口站(36)被配置为当所述总体机器(1 2)响应改变时，为所述移动式机器(12)提供新的路径规划。
6.根据权利要求1所述的自主控制系统(20)，进一步包括信息管理系统(30)，与所述多个系统模块中的每一个以及与所述健康度监管(32)模块进行通讯，所述信息管理系统(30)被配置为记录所述多个系统模块中每个系统模块的所述至少一个部件的所述状态、相应的所述推荐机器(12)动作、和所述总体机器(12)响应中的至少一个。
7.根据权利要求6所述的自主控制系统(20)，进一步包括板载接口模块(34)，被配置为中继所述板外操作员接口站(36)与所述健康度监管(32)模块、信息管理系统(30)和机器(12)控制模块之间的通讯。
8.根据权利要求1所述的自主控制系统(20)，其中所述健康度监管(32)模块被配置为如果与所述多个系统模块通讯故障，则遵从紧急程序。
9.根据权利要求1所述的自主控制系统(20)，进一步包括板外环境模块(38)，被配置为基于影响机器(12)操作的环境条件，向所述健康度监管(32)模块提供附加的推荐机器(12)动作，其中所述健康度监管(32)模块被进一步配置为在确定所述总体机器(12)响应时，考虑来自所述环境模块(38)的所述附加推荐机器(12)动作。
10.一种自主机器(12),包括: 动力系统(14)； 牵引装置(16)，由所述动力系统(14)驱动；以及 根据权利要求1-9中任意一个所述的自主控制系统(20)，被配置为控制所述动力系统(14)和所述牵引装置(16)中至少一个的操作。
全文摘要
本发明公开了一种用于移动式机器(12)的自主控制系统(20)。该自主控制系统(20)可以包括多个系统模块(26)，每个被配置为监视至少一个机器(12)部件(22)的状态，并基于该状态生成相应的推荐机器(12)动作，以及控制模块(28)，其被配置用来控制该移动式机器(12)的操作。该自主控制系统(20)还可以包括与所述多个系统模块和所述控制模块通讯的健康度监管模块(32)。该健康度监管模块可以被配置用于仲裁来自所述多个系统模块的每个推荐机器(12)动作，以确定总体机器(12)响应，并命令所述控制模块执行该总体机器(12)响应。
文档编号G05B19/02GK103249895SQ201180049315
公开日2013年8月14日 申请日期2011年10月10日 优先权日2010年10月12日
发明者B·哈尔德, A·维塔勒 申请人:卡特彼勒公司