用于引导车辆的系统以及方法与流程

本发明涉及一种用于使车辆运行的系统以及方法。

背景技术：

从文献de102005008555a1中已知一种用于确定位置的设备以及方法。

从文献wo91/09356a1中已知一种用于为未载人的车辆导航的方法。

从文献de10049402a1中已知一种用于获得运输工具的位置的方法。

技术实现要素：

因此，本发明提出的目的是，改进一种用于确定车辆的行驶方向的系统，其中，应改善环境保护。

根据本发明，该目的通过根据权利要求1中给出的特征的用于确定车辆的行驶方向的系统和根据权利要求9中给出的特征的方法来实现。

在用于确定车辆行驶方向的系统中，本发明的重要特征是，

该系统具有车辆和混凝土地面，混凝土地面具有至少一个配筋条(常见的例如为钢筋条)，

其中，车辆布置成可在混凝土地面上行驶，

其中，车辆具有评估装置和具有至少两个传感器的第一传感器组，

其中，传感器沿着第一参考线布置并彼此间隔开，

其中，传感器被设置用于获取配筋条，

其中，评估装置与传感器相连接并且被设置用于从传感器的信号确定行驶方向。

在此优点是，可确定车辆相对于配筋条的行驶方向。有利地，特别是工厂车间的行车道的混凝土地面通常具有配筋条。因此，仅需为车辆配备传感器和评估装置。亦即能以低的材料消耗确定行驶方向。改善了环境保护。

在一种有利的设计方案中，车辆具有第二传感器组，第二传感器组具有至少两个传感器，其中，第二传感器组的传感器沿着第二参考线布置并彼此间隔开，其中，第一参考线和第二参考线布置成彼此间隔开且彼此平行，其中，第二传感器组的传感器被设置用于获取配筋条，其中，评估装置与第二传感器组的传感器相连接并且被设置用于从第二传感器组的传感器信号确定行驶方向。在此优点是，通过将利用第一传感器组的传感器确定的行驶方向与利用第二传感器组的传感器确定的行驶方向相比较，可识别在行驶方向中的方向偏差。由此，可将车辆再次修正到期望的行驶方向上来。

在一种有利的设计方案中，传感器布置在车辆的车辆底部上。在此优点是，与传感器布置在车辆上的其它位置上相比，在传感器和混凝土地面之间的距离更小。因此，在确定配筋条的信号时，可实现良好的信噪比。有利地，在传感器和混凝土地面之间仅仅存在有空气。

在一种有利的设计方案中，传感器是雷达传感器和/或感应式传感器，其设置用于，确定配筋条的厚度和/或密度和/或配筋条在混凝土地面中的深度。在此优点是，借助于传感器可确定配筋结构的沿着行驶路线的特征性的参考廓线/参考曲线(referenzprofil)。

在一种有利的设计方案中，车辆具有车辆控制装置，特别是其中，车辆实施成无驾驶员的运输车，其中，车辆控制装置与评估装置相连接。在此优点是，可由车辆分析处理配筋条的信号，并且可由车辆自身从中确定车辆的行驶方向并将该行驶方向用于自动控制车辆。

在一种有利的设计方案中，评估装置具有计算单元，计算单元被设置用于计算三角函数。在此优点是，能以简单的方式由车辆借助于评估装置实施对配筋条的信号的分析处理。

在一种有利的设计方案中，评估装置具有时间测量单元，时间测量单元被设置用于确定在两次相继获取到配筋条的时刻之间的时间。在此优点是，能以简单的方式方法将借助于第二传感器组的一传感器获取到的配筋条与由第一传感器组的一传感器获取到的探测信号相关联，其方式为，将在两个信号之间的时间与可借助于传感器组的距离和车辆速度确定的时间段δt相比较。

在一种有利的设计方案中，系统具有用于确定车辆沿行驶方向的速度v的速度传感器。在此优点是，能以简单的方式探测速度偏差。

在一种有利的设计方案中，混凝土地面具有多个配筋条。在此优点是，可借助于在混凝土地面上不同位置上的配筋条确定车辆的行驶方向。

有利地，配筋条能以使得车辆随时利用第一传感器组的一传感器和/或第二传感器组的一传感器探测到配筋条的方式分布地布置在混凝土地面中。

为了区分配筋条，计算在第一传感器组的一传感器探测到一配筋条的时刻与第二传感器组的一传感器探测到相同的配筋条的时刻之间所流逝的时间段δt。

在一种有利的设计方案中，配筋条彼此平行地布置和/或布置成格栅。在此优点是，每个传感器组两个传感器就足够用于确定车辆的行驶方向。

在一种有利的设计方案中，每个传感器组具有多个传感器，其中，评估装置被设置用于分析处理第一、第二传感器组的传感器的信号。在此优点是，改善了测量精度。借助于一个传感器组的不同传感器对可计算相对于配筋条的角度并可确定角度的平均值。由此，改善了测量精度。

在一种有利的设计方案中，评估装置被设置用于从一个传感器组中选出用于确定车辆行驶方向的各单个传感器。在此优点是，持续地接收与所述配筋条相交的配筋条的信号的传感器可被评估装置忽略。由此，改善了测量精度。

在——特别是借助于如以上描述的或根据至少一项涉及系统的权利要求所述的用于确定车辆行驶方向的系统——用于运行车辆、特别是用于确定车辆的行驶方向的方法中，车辆布置成可在混凝土地面上行驶，

其中，混凝土地面具有至少一个配筋条，

其中，车辆具有第一传感器组的至少一个第一传感器和第二传感器，传感器沿着第一参考线布置并彼此间隔有距离a1，

该方法的重要特征是，车辆以速度v驶过配筋条，

其中，第一传感器在第一时刻t1获取到配筋条，

其中，第二传感器在特别是在时间上位于第一时刻t1之后的第二时刻t2获取到配筋条，

其中，确定在第一时刻t1和第二时刻t2之间的时间差tα1，

其中，从该时间差tα1、速度v和距离a1，确定角度α1，该角度表明在第一时刻和/或第二时刻在车辆的行驶方向与配筋条的延伸方向之间的角度。

根据本发明，仅仅当传感器也获取到配筋条，即横跨配筋条并且由此产生相应的信号时，才进行该确定。否则的话，认为行驶方向平行于配筋条，或者为行驶方向分配预给定的方向角值。

在此优点是，可确定车辆相对于配筋条的行驶方向。有利地，特别是工厂车间的行车道的混凝土地面通常具有多个配筋条。因此，仅需为车辆装备传感器和用于分析处理配筋条的信号的评估装置。亦即能以低的材料成本确定行驶方向。改善了环境保护。

在一种有利的设计方案中，车辆以恒定的速度v行驶，其中，如下计算角度α1：

在此优点是，能以简单的方式方法借助于评估装置确定行驶方向。

在一种有利的设计方案中，车辆具有第二传感器组，其中，第二传感器组具有至少两个传感器，这些传感器沿着第二参考线布置并彼此间隔有距离a2，其中，第一传感器组和第二传感器组布置成，使第一参考线和第二参考线彼此平行并且彼此相距距离x，其中，第二传感器组的第一传感器在时间上位于第二时刻t2之后的第三时刻t3获取到配筋条，其中，第二传感器组的第二传感器在特别是时间上位于第三时刻t3之后的第四时刻t4获取到配筋条，其中，确定在第三时刻t3和第四时刻t4之间的时间差tα2，其中，从时间差tα2、速度v和距离a2，确定角度α2，该角度表明在第三时刻和/或第四时刻在车辆的行驶方向和配筋条的延伸方向之间的角度。在此优点是，通过将利用第一传感器组的传感器确定的行驶方向与利用第二传感器组的传感器确定的行驶方向相比较，可识别在行驶方向中的方向偏差。由此，可将车辆再次修正到期望的行驶方向上。

在一种有利的设计方案中，车辆以恒定的速度v行驶，其中，如下计算角度α2：

在此优点是，能以简单的方式方法借助于评估装置确定行驶方向。

在一种有利的设计方案中，车辆使用角度α1和α2的差来控制车辆，其中，角度α1和α2的差表明在经过路程x期间行驶方向的方向变化，即转向角，

特别是

-其中，通过相应地调整车辆的转向驱动装置，借助于车辆的调节器将如此确定的转向角调节成理论值，

和/或，

-监控所确定的转向角，不允许其超出可预设的极限值。

因此，在此优点是，监控所述转向角是否具有不允许大的值和/或可将转向角用于使车辆转向。

在一种有利的设计方案中，借助于速度v和在传感器组之间的距离x如下计算时间段δt：

其中，t1-t3-δt≤s

其中，s是可预设的阈值，

特别是其中，该阈值在数值上小于时间段δt的五分之一或小于其二十分之一。

在此优点是，能以简单的方式方法，将借助于第二传感器组的一传感器获取到的探测信号与由第一传感器组的一传感器获取到的探测信号相关联，其方式是，将在两个信号之间的时间与时间段δt相比较。

特别是，在具有多个彼此间隔开的、平行布置的配筋条的设施中，可借助于合适地预设阈值来防止，前方的和后方的传感器组探测到的是不同的配筋条的信号。

在一种有利的设计方案中，为了确定车辆沿着行驶路线的速度，进行如下时间上相继的方法步骤：

其中，在第一方法步骤中，车辆以恒定的速度沿着行驶路线进行参考行驶，其中，传感器中的一个沿着行驶路线接收测量点，其中，每个测量点将行驶路线上的一位置与配筋条在混凝土地面中的布置方案的一信号相关联，

其中，在第二方法步骤中，从在参考行驶期间获得的测量点确定行驶路线的参考廓线，

其中，在第三方法步骤中，使车辆沿着该行驶路线行驶，并且借助于在参考行驶期间使用的传感器来接收其它测量点，

其中，在第四方法步骤中，从这些其它测量点中确定一廓线部段/曲线部段(profilabschnitt)，

其中，在第五方法步骤中，将该廓线部段与参考廓线的一部段明确地相关联，特别是借助于关联法，

其中，在第六方法步骤中，借助于与参考廓线相关联的廓线部段，给车辆一一对应地分配在行驶路线上的各个位置，

其中，在第七方法步骤中，从在行驶路线上的位置和这些位置的测量点之间的时间段，确定车辆(1)的速度。

在此优点是，可冗余地借助于速度传感器和该传感器确定车辆的速度。由此改善了测量精度。

有利地，可省去速度传感器。由此，改善了环境保护。

由从属权利要求得到其它优点。本发明不限制在权利要求的特征组合上。对于本领域技术人员来说，特别是从目的设定和/或通过与现有技术相比而设定的目的中，得到权利要求和/或单个权利要求特征和/或说明书特征和/或附图特征的其它合理的组合方案。

附图说明

现在根据附图详细解释本发明：

在图1中以俯视图示意性地示出了根据本发明的用于确定车辆的行驶方向的系统的车辆1。

图2以俯视图示出了车辆1的传感器组的两个传感器(2.1、2.2)，这两个传感器布置在参考线6上。

在图3中示意性地示出了根据本发明的系统的混凝土地面的配筋结构的配筋条7及配筋条相对于参考线6的位置。

在图4中，示意性地示出了根据本发明的系统的第一应用例，其中，车辆1在具有配筋条7的混凝土地面上沿行驶方向9行驶，其中，以透明的方式示出了混凝土地面。

图5作为时间t的函数示出了在第一应用例中传感器(2.1、2.2、3.1、3.2)的测量点。

在图6中示意性地示出了根据本发明的系统的第二应用例，其中，车辆1在具有配筋条7的混凝土地面上沿行驶方向9行驶，其中，以透明的方式示出了混凝土地面。

在图7中作为时间t的函数示出了在第一应用例中传感器(2.1、2.2、3.1、3.2)的测量点。

在图8中示出了在时间tα1中经过的路程b和在第一传感器组的两个传感器(2.1、2.2)之间的距离a1以及从中得出的角度α1。

具体实施方式

图1中示出的车辆1具有用于对混凝土地面中的配筋结构进行检测的第一和第二传感器组，其中，每个传感器组具有至少两个传感器(2.1、2.2、3.1、3.2)，这些传感器沿着相应的参考线6彼此间隔开地布置。传感器(2.1、2.2、3.1、3.2)如此布置在车辆1上，使得第一和第二传感器组的参考线彼此平行地布置。传感器组布置成彼此隔开距离x。

优选地，传感器(2.1、2.2、3.1、3.2)实施成感应式传感器和/或雷达传感器。优选地，传感器(2.1、2.2、3.1、3.2)布置在车辆1的车辆底部处并且朝向混凝土地面取向。

有利地，第一和第二传感器组的参考线分别布置成横向于车辆1的行驶方向9。

车辆1具有评估装置4，其中，评估装置4特别是借助于连接件5与传感器组的传感器(2.1、2.2、3.1、3.2)相连接。评估装置4被设置用于分析处理传感器(2.1、2.2、3.1、3.2)的信号。优选地，评估装置4具有计算单元，该计算单元被设置用于计算三角函数。

车辆1具有速度传感器，其中，评估装置4与速度传感器相连接。评估装置4被设置用于分析处理速度传感器的信号。

根据本发明的用于确定车辆的行驶方向的系统具有车辆1和混凝土地面，其中，车辆1可在混凝土地面上行驶。

混凝土地面具有用于加强混凝土地面的配筋结构。配筋结构是金属的并且具有比混凝土更高的延展性。优选地，配筋结构由钢、特别是混凝土钢筋实施而成。作为配筋结构，可使用混凝土板钢筋和/或混凝土钢筋网垫和/或形式为环和/或铠装丝和/或格栅架的混凝土钢筋。有利地，配筋结构具有配筋条7，配筋条至少部分地实施成直线。

混凝土地面中的配筋结构可借助于雷达传感器和/或借助于感应式传感器探测。在此，配筋结构的信号的强度i与配筋结构在混凝土地面中的深度并且与在测量位置上配筋结构的厚度相关。例如，两个配筋条7的节点引起比单个配筋条7更大的信号。

如在图3中示出的那样，为了确定车辆1的行驶方向9，确定在配筋条7和参考线6之间的角度α。

如果尽管车辆1的行驶速度没有消失但仍未检测到配筋条7，则认为行驶方向平行于配筋条7,或者为行驶方向分配另一预定的初始方向角度值。然而，如果借助于传感器检测到配筋条并因此由传感器产生信号，则进行行驶方向角度的确定：

在图4至5中示出了根据本发明的系统的第一应用例。在此，车辆1在混凝土地面上如此取向，使得传感器组的参考线6布置成平行于配筋条7。即，角度α等于0°。优选地，配筋结构具有多个平行布置的配筋条7。

在图5中，在上方的图表中，作为时间t的函数示出了第一传感器组的测量点，并且在下方的图表中，作为时间t的函数示出了第二传感器组的测量点。在此，相应的上方的测量序列示出相应传感器组的相应的第一传感器(2.1、3.1)的测量点，并且下方的测量序列示出相应传感器组的相应的第二传感器(2.2、2.3)的相应的测量点。

车辆1沿着行驶方向9在混凝土地面上驶过配筋条7。有利地，车辆以恒定的速度v行驶。

在第一时刻t1，第一传感器组的传感器(2.1、2.2)同时探测到配筋条7。在第三时刻t3，第二传感器组的传感器(3.1、3.2)同时探测到配筋条7。

优选地，速度传感器获取车辆1的速度v。

借助于速度v和在传感器组之间的距离x，可以确定，在由第一传感器组的传感器(2.1、2.2)探测到配筋条7之后直至第二传感器组的传感器(3.1、3.2)探测到配筋条7为止，车辆1所需的时间段δt＝t1-t3＝x/v。

如果第一传感器组的传感器(2.1、2.2)同时检测到配筋条7，但是第二传感器组的传感器(3.1、3.2)以时间错开的方式检测到配筋条7，则车辆1的行驶方向9在时间段δt期间发生了改变。

如果时间t3与借助于δt计算出的t3的值不同，则错误地确定了速度v，或者速度v在时间段δt期间发生了改变。

在图6至8中示出了根据本发明的系统的第二应用例。在此，车辆1如此在混凝土地面上取向，使得传感器组的参考线6布置成相对于配筋条7成不为零的角度α。优选地，配筋结构具有多个平行布置的配筋条7。

在图7中，在上方的图表中作为时间t的函数示出了第一传感器组的测量点，并且在下方的图表中，作为时间t的函数示出了第二传感器组的测量点。在此，相应的上方的测量序列示出相应传感器组的相应第一传感器(2.1、3.1)的测量点，并且下方的测量序列示出相应传感器组的相应第二传感器(2.2、2.3)的相应的测量点。

优选地，速度传感器检测车辆1的速度v。

第一传感器组的第一和第二传感器(2.1、2.2)错开了时间tα1探测到配筋条7。借助于时间差tα1、速度v和在第一传感器组的第一传感器2.1与第二传感器2.2之间的距离a1，如下计算在第一传感器组的参考线6与配筋条7之间的角度α1：

在此，b1＝v·tα1是车辆1在时间差tα1中经过的距离b1。

第二传感器组的第一和第二传感器(3.1、3.2)探测到配筋条7的时间错开了tα2。借助于时间差tα2、速度v和在第二传感器组的第一传感器3.1与第二传感器3.2之间的距离a2，如下计算在第二传感器组的参考线6与配筋条7之间的角度α2：

在此，b2＝v·tα2是车辆1在时间差tα2中走过的距离b2。

如果α1等于α2，则车辆相对于配筋结构的行驶方向9在时间δt中保持不变。

如果α1不等于α2，则车辆相对于配筋结构的行驶方向9在时间δt中发生了改变。

优选地，每个传感器组具有多个传感器(2.1、2.2、3.1、3.2)，这些传感器分别布置在相应的参考线6上。借助于多个传感器(2.1、2.2、3.1、3.2)，可获得与配筋条7相交/交叉的其它配筋条的信号。例如，在计算角度α1和α2时，不考虑持续地对与配筋条7相交的配筋条进行探测的传感器。

对于车辆1应重复地驶过相同的行驶路线的其它应用情况，车辆1以恒定的速度实施一参考行驶，并且沿着整个行驶路线借助于传感器(2.1、2.2、3.1、3.2)中的一个来确定测量点。借助于参考行驶的测量点确定一参考廓线。该参考廓线为行驶路线上的每个位置给出配筋结构的信号的强度。

从参考廓线的强度极大值，可确定配筋条7之间的距离。因此，在行驶期间，代替借助于速度传感器，可由两个强度极大值之间的时间来确定车辆1的速度。此外优选地，也确定车辆1在行驶路线上的位置。

为了确定车辆1在行驶路线上的位置，借助于在参考行驶期间已经使用过的传感器(2.1、2.2、3.1、3.2)确定一廓线部段的测量点。评估装置4特别是借助于关联法将该廓线部段与参考廓线相比较。如果该廓线部段与参考廓线中的一个部段完全一致，则该廓线部段的每个测量点都与行驶路线上的一个位置唯一关联。

通过将当前测量点与廓线部段以及与参考廓线的该相关联的部段相比较，确定车辆1的当前位置。

附图标记列表：

1车辆

2.1第一传感器组的第一传感器

2.2第一传感器组的第二传感器

3.1第二传感器组的第一传感器

3.2第二传感器组的第二传感器

4评估装置

5连接件

6参考线

7配筋条

8测量点

9行驶方向

α角度

a距离

b1路程

x距离