操作自主车辆的车队的方法与流程

1.本发明涉及一种操作自主车辆的车队的方法。本发明还涉及一种计算机程序和一种用于实施该方法的计算机可读介质。本发明还涉及一种用于实施该方法的控制单元。本发明附加地涉及一种包括这种控制单元的系统。
2.本发明可以应用于自主车辆，例如建筑设备，特别是承载车形式的自主作业机械。尽管将参照作业机械描述本发明，但是本发明不限于这种特定车辆，而是也可以用于诸如卡车或其它具有承载能力的其它车辆之类的其它车辆中。


背景技术：

3.铰接式运输车、轮式装载机、卡车、转运车和翻斗车形式的作业机械经常用于在建筑工地、林业等地装载和/或运输材料负载。运输车或自卸卡车的负载接收容器可以例如在装载位置处装载未处理的材料(例如岩石碎片)，将这些材料运输到另一位置并将材料倾倒到材料处理装置，例如倾倒到破碎机的缓冲进料器中，其中该破碎机布置成将岩石碎片破碎成更小的碎片。替代地，轮式装载机、挖掘机或其它作业机械可以将材料直接倾倒到这样的材料处理装置中。较小的碎片可以进而装载到其它承载作业机械上，以进行进一步运输。
4.最近的发展表明，使用自主车辆可以有利地用于运输材料、例如碎石碎片。然而，将材料装载到这样的自主车辆上可能会带来挑战，特别是当涉及到减少意外掉落到作业机械旁边的地面而非掉落到作业机械的材料接收部分上的材料溢出时。例如，可以改进与自主车辆应当何时进入和/或离开装载区域相关的时间安排，以降低溢出的风险。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是提供一种在具有装载区域的作业场所处操作自主车辆的车队的方法，所述方法降低了溢出的风险。
6.所述目的通过根据权利要求1所述的方法来实现。因此，根据本发明的第一方面，提供了一种在具有装载区域的作业场所处操作自主车辆的车队的方法，其中装载装置设置在所述装载区域处，以用于将材料装载到所述自主车辆上，所述方法包括：
[0007]-控制所述自主车辆中的第一车辆以第一驾驶模式行驶，直至所述第一车辆到达所述装载区域的起始位置为止，
[0008]-通过控制所述第一车辆以第二驾驶模式定位在所述装载区域中，来停用所述第一车辆的所述第一驾驶模式，
[0009]-控制所述自主车辆中的第二车辆以与所述第一车辆形成接触，并推动所述第一车辆沿着所述装载区域并经过所述装载装置，以使得在所述第一车辆经过所述装载装置时，将材料从所述装载装置装载到所述第一车辆上，
[0010]-当所述第二车辆已经将所述第一车辆推到所述装载区域的结束位置时，重新激活所述第一车辆的第一驾驶模式。
[0011]
通过提供第二车辆推动第一车辆沿着装载区域并经过装载装置的方法，可以执行
从装载装置的连续卸货，同时降低了材料落入上述两辆车之间的风险。换言之，由于在第一车辆通过装载区域期间，第一车辆和第二车辆彼此接触，因此可以从第一车辆装载材料并通过装载装置基本无缝切换到第二车辆装载材料。与材料可能更频繁地掉到地面并且然后需要拾起并倾倒到承载车辆的现有技术相比，优点在于，材料掉落的风险大大降低或消除，由此缩短或消除了拾取这种掉落材料的时间，从而提高了生产率和效率。
[0012]
综上所述，应当理解的是，本发明通常基于这样的认识，即可以控制已装载(或正被装载)的车辆与队列中的下一辆车之间的距离，以降低溢出的风险。特别地，通过在装载区域处将所述距离控制为零，即通过控制队列中的下一辆车来将正被装载的车辆推过材料进给装载装置，来降低溢出的风险。
[0013]
根据至少一个示例性实施例，所述第一车辆和第二车辆被设计成使得当第二车辆接触并推动第一车辆时，所述第二车辆的前端部与第一车辆的后端部重叠。这是有利的，因为这可以允许所述第二车辆的材料接收部分的前部与所述第一车辆的材料接收部分的后部重叠，由此当所述第一车辆已到达装载区域的结束位置处时，材料可以平顺地继续落入到第二车辆中。
[0014]
综上所述，可以理解的是，至少在一些示例性实施例中，所述装载区域的结束位置可以是这样一个位置，在所述位置，所述第一车辆将在材料接收部分的后部处接收从装载装置掉落的材料，除非所述第二车辆的前部与所述第一车辆的所述后部重叠为止。类似地，可以理解的是，至少在一些示例性实施例中，所述装载区域的起始位置可以是这样一个位置，在所述位置处，所述车辆的材料接收部分的前部接收从所述装载装置掉落的材料。
[0015]
适当地是，取决于自主车辆的数量和作业场所的大小，所述方法可以在多辆车的情况下重复。适当地是，自主车辆的数量可以使得可以根据所述方法实现基本上连续的车流经过所述装载装置。因此，当所述第二车辆已经到达装载区域的起始位置处时(这可以适当地与第一车辆到达所述装载区域的所述结束位置处基本同时)，然后所述第二车辆可以从其第一驾驶模式(所述第二车辆在推动第一车辆时使用所述第一驾驶模式)停用，并且第三车辆可能会接触并推动所述第二车辆通过所述装载区域。因此，一般而言，第n个自主车辆可以由第(n+1)个自主车辆接触和推动。
[0016]
根据至少一个示例性实施例，在所述第二驾驶模式下，所述第一车辆的马达(诸如电动马达)生成固定的负扭矩或零扭矩。通过使得所述第一车辆生成负扭矩或零扭矩，所述第二车辆将会容易与第一车辆形成接触。以第二驾驶模式控制第一车辆可以包括在一个时间点生成零扭矩，而在另一个时间点生成负扭矩。例如，当第一车辆已经到达装载区域处时，所述第一驾驶模式停用，并且通过将第一车辆的马达设定成生成零扭矩来激活第二驾驶模式。当所述第二车辆已与第一车辆形成接触时，可以将第一车辆的马达设定成生成固定的负扭矩，由此确保所述第一车辆不会从推动的第二车辆滚离，而是将维持这种接触。甚至在所述第二车辆已与第一车辆形成接触之前就可以将所述第一车辆的马达设定成生成负扭矩，由此所述第一车辆可以缓慢倒车以与正接近的第二车辆相遇，然后在已接触后维持负扭矩，直至所述第一车辆到达装载区域的结束位置处为止。
[0017]
根据至少一个示例性实施例，在所述第二驾驶模式下，所述第一车辆暂时静止或倒车，例如缓慢倒车。通过使得所述第一车辆暂时静止或倒车，所述第二车辆将容易地与第一车辆形成接触。
[0018]
应当理解的是，对于自主车辆的车队中的每辆车，第二驾驶模式可以包括任何合适的操作行为，所述操作行为允许跟随车辆(其处于第一驾驶模式下)接触并推动在其前方的车辆(其处于第二驾驶模式下)，以使得两辆车都可以装载材料，同时避免材料掉落在所述两辆车之间。例如，所述第二驾驶模式可以是第一车辆怠速。如上所述，所述第一车辆的第二驾驶模式可以是第一车辆的马达生成固定的负扭矩和/或第一车辆正在倒车，适当地缓慢倒车。事实上，在一些示例性实施例中，所述第二驾驶模式甚至可以包括第一车辆可以继续非常缓慢地向前行驶，只要所述第二车辆有时间与第一车辆形成接触并维持接触以避免来自装载装置的材料掉落在所述两辆车之间即可。
[0019]
从上面可以理解的是，适当地，与在车辆的第一驾驶模式下相比，在车辆的第二驾驶模式下，从车辆的推进装置向车辆的车轮提供较少的推进动力。这可能与推进装置的类型(例如电动马达、内燃机等)无关。所述推进动力甚至可以为零。实际上，当第一车辆沿着装载区域通行以用于接收来自装载装置的材料时，所述第一车辆的运动可能完全由来自推动的第二车辆的推进动力所引起。
[0020]
如上所述，根据至少一个示例性实施例，与所述第一车辆到达所述装载区域的结束位置同时地，所述第二车辆到达所述装载区域的起始位置，其中，所述方法包括：控制所述第二车辆以所述第一驾驶模式行驶，直至所述第二车辆到达所述装载区域的起始位置为止。这是有利的，因为当第一车辆准备好离开装载区域(即，处于结束位置处)时，所述第二车辆已经准备好在装载区域的起始位置处接收材料。因此，不需要中断来自装载装置的材料流。
[0021]
上述第一驾驶模式可以包括在装载区域之外的作业场所处行驶，并且也可以包括在装载区域处推动另一车辆。因此，当第二车辆推动第一车辆时，所述第二车辆处于第一驾驶模式下。所述第一车辆可能通过将前一车辆推过装载区域或通过在不推动任何车辆的情况下行驶到那里而到达起始位置处。任何一种情况都被认为包括在所谓的第一驾驶模式中。
[0022]
根据至少一个示例性实施例，所述第一车辆的长度基本上等于所述第二车辆的长度。此外，所述第一车辆的材料接收部分(例如，容器)的长度适当地等于所述第二车辆的材料接收部分的长度。根据至少一个示例性实施例，所述装载区域的起始位置和结束位置之间的距离基本上对应于每辆车的长度和/或车辆的每个材料接收部分的长度。这是有益的，因为这将有助于第二车辆在第一车辆到达结束位置处同时地到达起始位置处。适当地，车队中的所有车辆均具有相同的长度和/或车队的相应车辆的每个材料接收部分(例如，容器)均具有相同的长度。然而，应当注意的是，在其它示例性实施例中，所述自主车辆的车队中的车辆可以具有混合长度。因此，一辆或多辆车的长度可能不同于车队中的任何其它车辆的长度。例如，这可以通过实施动态起点和/或终点来设想。
[0023]
在至少一些示例性实施例中，起始位置和结束位置之间的距离可以(稍微/略微)小于车辆的材料接收部分(例如，容器)的长度。例如，可以选择起始位置，使得所述起始位置处于材料接收部分的(次要)部分已经通过所述装载装置的位置处。这允许已经到达起始位置处的(第一)车辆缓慢倒车以与推动的(第二)车辆形成接触，而不会产生溢出的风险。
[0024]
适当地，所述车辆可以设置有缓冲器或其它弹性或力吸收或力分布结构，用于在控制车辆推动另一车辆时，在车辆之间提供相对平顺的接触。此外，如上所述，已经到达装
载区域的起始位置的车辆可以在第二驾驶模式下缓慢倒车，直至所述车辆与跟在所述第一车辆后方的第二车辆形成接触为止。
[0025]
根据至少一个示例性实施例，控制所述第二车辆推动所述第一车辆的所述步骤包括：
[0026]-确定车辆参数和/或负载参数，
[0027]-基于所确定的车辆参数和/或负载参数来确定推动速度，以及
[0028]-控制所述第二车辆以所确定的推动速度推动所述第一车辆。
[0029]
车辆参数应理解为与车辆本身的属性相关。负载参数应理解为与待装载的材料或装载装置的属性相关。通过使得推动速度基于所确定的车辆参数和/或负载参数，可以实现对车队的良好利用。例如，所装载的材料碎片的大小和装载速度可能会影响第一车辆将会多快满载或至少充分装载，并且由此影响在从装载装置连续进给材料的情况下应该以多快的速度推动所述第一车辆。另一参数、车辆参数可以是可用装载量，这也影响第一车辆将会多快变得充分装载。当然，其它车辆参数也可以用于确定推动速度。
[0030]
根据至少一个示例性实施例，所述车辆参数选自以下各项组成的组(这一选择可以包括以下一项或多项)：
[0031]-所述第一车辆的牵引电池的荷电状态，
[0032]-所述第一车辆的燃料液位，
[0033]-所述第一车辆的可用装载量，
[0034]-所述第一车辆的允许装载重量，
[0035]-所述第一车辆的材料接收部分的几何形状，
[0036]-所述第一车辆的轮胎中的胎压，
[0037]-所述第一车辆的电动马达的效率。
[0038]
如果所述第一车辆的牵引电池的荷电状态较低，可以建议避免所述第一车辆满载，以降低牵引电池在到达充电设施之前就完全耗尽的风险。因此，可以形成用于确定推动速度的基础的另一车辆参数可以是距所述第一车辆的距离或距所述第一车辆的牵引电池再充电的时间。类似的考虑适用于基于燃料(例如，柴油)的车辆，在这种情况下，低燃料液位可能会触发相对较高的推动速度，以使得所述第一车辆不会变得装载过重。
[0039]
在一些示例性实施例中，如果牵引电池的荷电状态低于预定值，则选择推动速度，以使得装载到第一车辆上的材料低于预定阈值重量和/或阈值体积。
[0040]
测量所述第一车辆的材料接收部分的几何形状在各个方面可能是有利的。例如，所述材料接收部分可以是铲斗的形式。在填充铲斗的过程中，可以根据所述铲斗的形状改变推动速度，以实现期望的填充因子和重心。使得推动速度基于轮胎压力或电动马达的效率也可能是有利的。例如，如果所述第一车辆具有低轮胎压力、有缺陷的电动马达或其它限制特性，则可能需要降低最大允许负载，并且由此提高推动速度。
[0041]
应当理解的是，推动速度的确定可以基于两个或更多个参数，例如基于至少两个车辆参数，或者基于至少两个负载参数，或者基于至少一个车辆参数和至少一个负载参数。
[0042]
从上面可以理解的是，根据至少一些示例性实施例，所述车队的自主车辆可以适当地是电动车辆，每一辆车均由一个或多个牵引电池供电。
[0043]
根据至少一个示例性实施例，所述第一车辆包括第一本地控制单元，其中所述方
法包括：
[0044]-从所述第一本地控制单元向设置在所述第二车辆上的第二本地控制单元或者向与所述车辆分开设置的中央控制单元传输表示所确定的车辆参数和/或负载参数的信号，和/或
[0045]-向设置在所述第二车辆上的第二本地控制单元或者向与所述车辆分开设置的中央控制单元传输表示所确定的推动速度的信号。
[0046]
这是有利的，因为可以从提供相关参数的实时信息的第一车辆发送信号。例如，所述第一本地控制单元可以传输一个或多个信号，所述一个或多个信号包括与第一车辆的牵引电池的荷电状态、可用装载量和/或可用装载重量有关的数据。所述第一车辆可以适当地设置有合适的传感器，例如重量传感器和/或液位传感器，这些传感器可以操作地连接到第一本地控制单元，以用于将数据连续地或周期性地提供给第一本地控制单元，以传输所述信号。然而，所述第一本地控制单元不一定必须传输这样的参数表示信号，而是在一些示例性实施例中可以基于所接收的传感器数据来执行计算操作，然后传输表示所确定的推动速度的所述信号。
[0047]
综上所述，应当理解的是，所述推动速度的确定可以通过任何合适的计算单元，例如所述第一本地控制单元、所述第二本地控制单元或所述中央控制单元中的任一个执行的计算操作来完成。例如，在一些示例性实施例中，所述第一本地控制单元可以计算表示所确定的推动速度的信号，并向第二本地控制单元或者向中央控制单元发送所述信号。在其它示例性实施例中，所述第二本地控制单元本身可以进行计算。在其它示例性实施例中，所述中央控制单元可以进行计算，然后可以向第二本地控制单元传输表示所确定的推动速度的信号，所述第二本地控制单元随后将会控制车辆以所述确定的推动速度行驶。
[0048]
所述控制单元中的每一个，即所述第一本地控制单元、所述第二本地控制单元和所述中央控制单元中的每一个可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程装置。这些控制单元中的每一个还可以或替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。在所述控制单元包括诸如上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器的可编程装置的情况下，所述处理器还可以包括计算机可执行代码，所述计算机可执行代码控制所述可编程装置的操作。
[0049]
根据至少一个示例性实施例，所述负载参数选自以下各项组成的组(这一选择可以包括以下一项或多项)：
[0050]-将要装载到所述第一车辆上的材料的尺寸，
[0051]-将要装载到所述第一车辆上的材料的重量，
[0052]-将所述材料装载到所述第一车辆上的速度，
[0053]-材料的类型。
[0054]
所述负载参数可以作为手动输入或自动输入提供。例如，诸如操作员或车队管理者之类的人可以经由用户界面输入装载装置的进给速度。然后，可以将输入的信息传送到控制单元，例如上面讨论的中央控制单元。在自动输入的情况下，可以提供传感器，例如光学传感器、重量传感器、速度传感器，这些传感器可以适当地设置在装载装置处，并且可以与一个或多个控制单元(例如，所述中央控制单元)直接或间接经由另一单元操作地通信。关于材料的类型，应该理解的是，不同类型的材料具有不同的填充因子。例如，岩石碎片与
沙子的填充因子不同，因此可能需要不同的边际。
[0055]
根据至少一个示例性实施例，所确定的推动速度进一步基于以下参数中的一个或多个确定：
[0056]-车队分布参数，所述车队分布参数的形式为所述自主车辆的车队的车辆在所述作业场所处的地理分布，
[0057]-能量成本参数，所述能量成本参数的形式为所述第一车辆将所述负载运输到卸载区域的每单位消耗能量的负载，
[0058]-生产率参数，所述生产率参数的形式为所述第一车辆将负载输送到卸载区域的每单位时间输送的负载，
[0059]-环境参数，所述环境参数的形式为所述作业场所处的当前天气和/或道路状况。
[0060]
使得推动速度基于车队分布参数可能有利于提供平顺的车辆流动。例如，如果在装载区域附近存在若干辆车，但在装载区域和倾卸点或卸载区域之间几乎没有任何车辆，那么可能需要控制车辆接收较少的负载(即，更高的推动速度)，以避免稍后排队。类似地，如果第二车辆与装载区域附近的任何跟随车辆之间存在间隙，那么可能需要争取时间，由此会将第一车辆装载到满载或接近满载(即，低推动速度)，从而允许跟随的车辆追上，藉此可以避免在装载区域处中断车辆链(假设车队具有多辆车，而不仅仅是两个)。
[0061]
如果期望降低用于将装载的材料从装载区域运输到卸载区域的每吨能量成本(吨/ah)，则所述能量成本参数可以有利地用作用于控制推动速度的输入。这可以针对特定的循环/过程进行定制，并且可以适当地涉及机器学习以获得期望的能量成本水平。
[0062]
在一些情况下，现场管理者可能希望实现尽可能高的生产率(吨/小时)，而与及时完成订单的成本无关。在这种情况下，可以取决于生产计划参数来以不同的方式设定推动速度并且由此设定负载。
[0063]
作业场所处的天气和/或道路状况可能会影响车辆能够以足够安全的方式运输的最大可能负载，因此可以有利地用作用于确定推动速度的输入参数。
[0064]
如上面已经提到的，结合第一车辆和第二车辆提出的方法可以适当地在第三和/或后续车辆中重复。因此，根据至少一个示例性实施例，所述自主车辆的车队还包括第三车辆，其中，当所述第二车辆已经到达所述装载区域的起始位置时，所述方法包括：
[0065]-通过控制所述第二车辆以所述第二驾驶模式定位在所述装载区域中，来停用所述第二车辆的第一驾驶模式，
[0066]-控制所述第三车辆以与所述第二车辆形成接触，并推动所述第二车辆沿着所述装载区域并经过所述装载装置，以使得在所述第二车辆经过所述装载装置时，将材料从所述装载装置装载到所述第二车辆上，
[0067]-当所述第三车辆已经将所述第二车辆推到所述装载区域的结束位置时，重新激活所述第二车辆的第一驾驶模式。
[0068]
通过使得三辆或更多车辆经过来自装载装置的连续进给的材料，在延长的时间段内降低了溢出的风险。
[0069]
根据至少一个示例性实施例，所述起始位置和所述结束位置由地理坐标限定，其中，所述方法包括通过使用全球导航卫星系统来确定所述自主车辆的地理位置。全球导航卫星系统(gnss)可以是在全球或区域基础上提供定位、导航和授时(pnt)服务的任何卫星
星座。此类系统的示例包括gps、北斗、伽利略、glonass、irnss和qzss。这是有利的，因为它提供了对每辆车的位置的有效确定。
[0070]
根据至少一个示例性实施例，位置跟踪由车辆存在检测器提供，所述车辆存在检测器被构造成生成指示车辆存在的数据，其中，处理单元被构造成从存在检测器接收生成的数据并且所述处理单元被构造成基于所接收的数据来确定车辆的位置。在至少一些示例性实施例中，车辆存在检测器是图像捕获单元，例如照相机。在至少一些示例性实施例中，所述车辆存在检测器包括波发射器和用于接收反射波的波接收器，其中，所述车辆存在检测器适当地是激光雷达、雷达或超声波检测器中的一个。在全球导航卫星系统信号较弱或不存在的环境中，使用车辆存在检测器可能是有利的。这可能是地下采矿或靠近大型建筑物等的情况。当然，也可以在卫星系统信号令人满意的地方使用车辆存在检测器。应当理解的是，地理坐标可以是全球地理坐标(例如，基于gnss)，或者这些地理坐标可以是车辆在其处操作的作业场所的本地坐标。后者例如特别适用于地下采矿。
[0071]
根据至少一个示例性实施例，所述装载装置包括位置跟踪装置，其中所述方法包括：
[0072]-从所述位置跟踪装置向中央控制单元发送表示所述装载装置的地理位置的信号。
[0073]
通过了解所述装载装置的地理位置，所述中央控制单元可以限定所述装载区域的起始位置和结束位置的地理位置。适当地，还可以将所述装载装置的旋转定向提供给中央控制单元。
[0074]
因此，根据至少一个示例性实施例，所述方法包括：
[0075]-基于所述装载装置的地理位置来限定所述装载区域的起始位置和所述装载区域的结束位置。
[0076]
如上所述，所述装载区域的起始位置和结束位置可以由中央控制单元限定。替代地，可以设想的是，这些位置由不同的计算单元、或者甚至由经由车队管理系统的用户界面输入所限定位置的人来计算。
[0077]
类似地，根据所述方法的至少一个示例性实施例，每辆车均可以设置有相应的本地位置跟踪装置，所述本地位置跟踪装置被构造成向中央控制单元发送表示相应车辆的地理位置的信号。
[0078]
根据至少一个示例性实施例，所述装载装置包括传送带，材料能够从所述传送带降落到所述自主车辆上。这是有利的，因为这允许从传送带连续地进给材料。诸如轮式装载机、挖掘机等的作业机械可以直接或经由一些其它装置(例如，经由破碎机)将材料供应到传送带。然而，应当理解的是，在其它示例性实施例中，所述装载装置可以是不同类型的给料机，或者甚至可以是实际的作业机械，例如轮式装载机或挖掘机。因此，在一些示例性实施例中，装载装置(例如，传送带)可以被构造成将材料连续地进给到装载区域，而在其它示例性实施例中，所述装载装置(例如，轮式装载机)可以被构造成周期性地向装载区域提供材料。
[0079]
根据至少一个示例性实施例，所述方法包括控制所述自主车辆的车队，以使得存在连续的车流经过所述装载装置。这对于从装载装置连续进给材料(例如，从传送带连续进给材料)并且车辆被构造成通过装载装置的分配端下方以接收从装载装置的分配端掉落的
材料这一情况，特别有利。因此，根据至少一个示例性实施例，所述装载装置具有分配端，并且控制所述第二车辆以将第一车辆推到分配端下方，使得从装载装置的分配端掉落的材料由第一车辆接收。
[0080]
根据本发明的第二方面，所述目的通过一种计算机程序来实现，所述计算机程序包括程序代码装置，当所述程序在计算机上运行时，所述程序代码装置用于执行本发明的第一方面(包括其任一实施例)的方法的步骤。
[0081]
根据本发明的第三方面，所述目的通过一种承载计算机程序的计算机可读介质来实现，所述计算机程序包括程序代码装置，当所述程序产品在计算机上运行时，所述程序代码装置用于执行本发明的第一方面(包括其任一实施例)的方法的步骤。
[0082]
根据本发明的第四方面，所述目的通过一种用于控制自主车辆的车队的操作的控制单元来实现，所述控制单元被构造成执行第一方面(包括其任一实施例)的方法的步骤。
[0083]
本发明的第二方面、第三方面和第四方面的优点在很大程度上类似于本发明的第一方面的优点。
[0084]
根据本发明的第五方面，所述目的通过一种用于操作自主车辆的车队的系统来实现，所述系统包括根据第四方面(包括其任一实施例)的控制单元。
[0085]
本发明的第五方面的优点在很大程度上类似于本发明的第一方面、第二方面、第三方面和第四方面的优点。
[0086]
此外，本发明的第五方面具有许多示例性实施例，下文呈现了其中一些实施例。
[0087]
根据至少一个示例性实施例，所述控制单元是与车辆分开设置的中央控制单元。所述中央控制单元可以适当地形成车队管理系统的一部分。所述中央控制单元可以被构造成接收与不同的车辆参数、负载参数以及可能有利于计算和确定用于所述自主车辆组中的每辆车的合适的操作控制的其它参数有关的信息、数据、信号。
[0088]
根据至少一个示例性实施例，所述系统还包括本地控制单元，每辆车均配备有相应的一个所述本地控制单元。如前面结合本发明的第一方面所解释的是，一些信息可以适当地直接从本地控制单元提供，并且在一些示例性实施例中，一些计算甚至可以由本地控制单元执行。
[0089]
根据至少一个示例性实施例，所述本地控制单元被构造成向所述中央控制单元发送表示所述车辆参数和/或所述负载参数的信号(已结合本发明的第一方面讨论)，其中，所述中央控制单元被构造成基于所接收的信号来控制车辆的操作。
[0090]
根据至少一个示例性实施例，所述系统还包括位置跟踪装置，所述位置跟踪装置被构造成向所述中央控制单元发送表示所述装载装置的地理位置的信号。如上所述，所述中央控制单元然后可以限定所述装载区域的起始位置和结束位置。
[0091]
根据至少一个示例性实施例，每辆车均设置有本地位置跟踪装置，所述本地位置跟踪装置被构造成向所述中央控制单元发送表示相应车辆的地理位置的信号。因此，所述中央控制单元将会能够准确地控制车辆，并发送关于处于哪种驾驶模式的指令，例如向前行驶、向后行驶、转弯、车辆速度等。
[0092]
根据至少一些示例性实施例，所述自主车辆的车队中的车辆沿着预定路径行驶通过作业场所。所述预定路径可以适当地形成闭合曲线，使得当材料已经从车辆卸下时，可以再次控制所述车辆行驶到装载区域，以接收新的材料负载。因此，可以实现沿着装载区域的
稳定车流。当所述车辆已接收负载时，可以适当地将所述车辆控制到目标区域，例如以用于卸载材料。
[0093]
在以下描述和所附权利要求中公开了本发明的其它优点和有利特征。
附图说明
[0094]
参照附图，下文将更详细地描述作为示例列举的本发明各实施例。
[0095]
附图中：
[0096]
图1是可以包括在自主车辆的车队中的车辆的至少一个示例性实施例的示意图。这样的车队可以根据基于本发明的至少一个示例性实施例的方法来操作，
[0097]
图2a到图2f示出了在执行根据本发明的至少一个示例性实施例的方法时可能发生的示例性次序，
[0098]
图3示出了用于执行本发明方法的示例性实施例的另一示例，
[0099]
图4是示意性地示出根据本发明一个示例性实施例的方法的视图，以及
[0100]
图5是示意性地示出根据本发明的一些其它示例性实施例的方法的视图。
具体实施方式
[0101]
图1是可以包括在自主车辆的车队中的车辆2的至少一个示例性实施例的示意图。这样的车队可以根据基于本发明的至少一个示例性实施例的方法来操作。
[0102]
车辆2是自主车辆并且可以适当地是电动的。例如，该车辆可以由一个或多个为电动马达供电的牵引电池供电。在其它示例性实施例中，该车辆可以是基于燃料(例如，柴油)的车辆、混合动力车辆、氢气驱动的车辆等。所示车辆2可以是货车的形式，该货车在材料接收部分4处具有敞开顶部。材料接收部分4可以呈容器的形式，该容器具有可以供材料分配到其中的容积。
[0103]
车辆2可以是在一种或多种工业应用中、例如在采石场、矿井、森林等中使用的作业机械的形式。车辆2可以至少在向前方向上，并且适当地也可以在向后方向上行驶。在所示的示例中，车辆2设置有两对车轮6，然而在其它实施例中，可以存在更多对车轮、例如三对或四对等。可以控制至少一对车轮6以使得车辆2转向。
[0104]
车辆2可以设置有本地控制单元。本地控制单元8可以包括处理电路或可以包括在处理电路中。该处理电路可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程装置。该处理电路还可以或替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。在该处理电路包括诸如上述微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器的可编程装置的情况下，该处理器还可以包括计算机可执行代码，该计算机可执行代码控制可编程装置的操作。应当理解的是，通过处理电路(或通常讨论为“处理电路”)提供的功能的全部或一些部分可以至少部分地与本地控制单元8集成。
[0105]
因此，本地控制单元8可以控制车辆2以激活不同的驾驶模式，例如向前行驶、向后行驶、暂时静止。本地控制单元8还可以设定车辆2的速度和用于使车辆2转向的车轮6的角度。在示例性实施例中，本地控制单元8还可以被构造成倾倒车辆2的材料接收部分4，以用于允许其中包含的材料得以移除。例如，车辆2可以设置有液压致动的倾翻机构，例如包括如图所示的可伸缩的气缸10。因此，本地控制单元8可以被构造成控制这种倾翻机构。
[0106]
如图1所示，车辆2还可以设置有本地位置跟踪装置12，该本地位置跟踪装置12被构造成向中央控制单元14发送表示车辆2的地理位置的信号。该本地位置跟踪装置12可以是与中央控制单元14通信的单独部件，或者可以操作地连接到本地控制单元8(或甚至该本地控制单元的集成部分)，车辆2的位置可以经由该本地控制单元8传送到中央控制单元14。应当理解的是，在自主车辆的车队中，每辆车都可以设置有结合图1讨论的部件。因此，每辆车均可以包括本地控制单元和本地位置跟踪装置。
[0107]
车辆2上的本地部件(即，位置跟踪装置12和/或本地控制单元8)与中央控制单元14之间的通信可以呈无线通信的形式(例如，任何形式的无线电通信)。
[0108]
因此，该中央控制单元14将会能够准确地控制车辆，并发送关于使用哪种驾驶模式(例如向前行驶、向后行驶、转弯、车辆速度等)的命令。应该注意的是，关于车辆2的操作的一些决定可以由本地控制单元8做出，而其它操作决定可以由中央控制单元14(该中央控制单元适当地具有整个车队的概况)做出，在这种情况下，中央控制单元14将会向本地控制单元8发送操作命令。例如，本地控制单元8通常将会在行人或其它突然障碍物出现在行驶车辆2前方的情况下决定紧急制动，而通常将会由中央控制单元14来决定车辆2应该将所接收的材料负载运输到哪个卸载位置。
[0109]
图1进一步示出了具有前端部16和后端部18的车辆2。前端部16的下侧斜向上朝向车辆2的前端20延伸。相反，后端部18的顶部斜向下朝向车辆2的后端22延伸。
[0110]
图2a到图2f示出了在执行根据本发明的至少一个示例性实施例的方法时可能发生的示例性次序。在该次序中，为简单起见仅示出了两辆车2a、2b。车辆2a、2b可以适当地属于结合图1讨论和示出的类型，尽管也可以设想其它车辆实施例。应当注意的是，尽管图2a到图2f中仅示出了两辆车2a、2b(这确实反映了本发明构思所涵盖的实施例)，但是在该方法的其它示例性实施例中，在车队中可以有利地存在更多车辆，这将会在之后结合图3进行讨论。
[0111]
从图2a开始，该附图示出了两个自主车辆2a、2b，即第一车辆2a和第二车辆2b，这些车辆包括在自主车辆的车队中。适当地，所述车队中的所有车辆均可以是相同的类型。车辆2a、2b设置成用于在具有装载区域30的作业场所处操作。这可以例如在采石场处、矿井中、森林中或应将材料装载到车辆上以运输到不同地方的任何其它环境/实施区域中。装载区域30可以适当地由地理坐标限定。在图2a中，作业场所示意性地示作表示采石场。诸如轮式装载机或挖掘机之类的作业机械32可以拾取大块材料34(例如，岩石)，以便将这些材料释放，使得这些材料落入到破碎机36中，在该破碎机36中，这些块被破碎成更小的材料片。然后，经破碎的材料经由装载装置40(例如，传送带)运输，以使得材料降落在装载区域30处。应当理解的是，所示物件只是许多示例中的一个。例如，在一些情况下，可以省略破碎机36，可以使用不同类型的装载装置等。因此，总体发明构思既不限于特定的装载装置，也不限于如何将材料34提供给装载装置，而是基于车队中的自主车辆2a、2b如何在装载区域30处操作。
[0112]
如图2a所示，第一车辆2a和第二车辆2b均以第一驾驶模式朝向装载区域30行驶。当第一车辆2a到达装载区域30的起始位置30a时(该起始位置通常可以由能够通过任何适当的全球导航卫星系统(gnss)识别的地理坐标所限定)，停用该第一车辆2a的第一驾驶模式。该停用可以使得第一车辆2a停止，或者该停用可以是倒车(通常是缓慢倒车)。因此，这
种静止或倒车是第一车辆2a的第二驾驶模式。第一车辆2a在第一驾驶模式下的控制及其停用可以通过本地控制单元或通过中央控制单元向本地控制单元发送命令(例如，在图1中示出的控制单元8、14)来执行。如图2a所示，装载区域30还具有结束位置30b(该结束位置可以类似地由能够通过任何适当的全球导航卫星系统(gnss)识别的地理坐标所限定)。
[0113]
附图标记30、30a和30b仅在图2a中指示，并且为了清楚起见已从图2b到图2f中省略，以使附图保持简洁和易于理解。然而，应当理解的是，当结合图2b到图2f讨论装载区域30、起始位置30a和结束位置30b时，针对这些附图标记的位置旨在与图2a中所示位置相同。
[0114]
还应该理解的是，每辆车都具有一定的长度。因此，起始位置30a和结束位置30b可以相对于车辆的特定点或特定部分而适当地限定。为简单起见，在该示例中，起始位置30a和结束位置30b已经参照每辆车的前端20来限定。然而，将会容易理解的是，起始位置30a和结束位置30b可以以其它方式限定，以使得该车辆的任何其它点或区域可以用作用于确定车辆何时到达起始位置30a和结束位置30b处的参照。
[0115]
因此，根据本发明的至少一个示例性实施例，为每辆车限定参照点或参照区域，其中，当所述参照点或参照区域已经到达起始位置时，确定该车辆已经到达起始位置，并且当所述参照点或参照区域已经到达结束位置时，确定车辆已经到达结束位置。因此，该方法的示例性实施例的不同步骤可以涉及参照点或参照区域。例如，在示例性实施例中，根据第一方面的方法可以包括以下步骤：
[0116]-控制所述自主车辆的第一车辆以第一驾驶模式行驶，直至该第一车辆的参照点或参照区域到达装载区域的起始位置为止，
[0117]-当第二车辆已经推动第一车辆，使得该第一车辆的参照点或参照区域已经到达装载区域的结束位置时，重新激活该第一车辆的第一驾驶模式。
[0118]
图2b示出了第一车辆2a已经到达起始位置30a处，并且第一驾驶模式已经停用。第一车辆2a等待第二车辆2b与第一车辆2a形成接触。在一些实施例中，这种接触也可以通过控制第一车辆2a缓慢倒车，以与接近的第二车辆相遇来实现。在图2b中，第二车辆2b现在已经与第一车辆2a形成接触。
[0119]
当第二车辆2b已经与第一车辆2a形成接触时，控制该第二车辆，以使得该第二车辆推动第一车辆2a沿着装载区域30并经过装载装置40。这在图2c中示出，该附图示出了当第一车辆2a经过装载装置40时，将材料34从装载装置40装载到第一车辆2a上。
[0120]
如前所述，并且参照图1，车辆2(并且由此在图2a到图2f中的车辆2a、2b)可以具有前端部16，该前端部的下侧斜向上朝向车辆2的前端20延伸。后端部18的顶部可以斜向下朝向车辆的后端22延伸。这具有这样的效果，即当第二车辆2b推动第一车辆2a时，第二车辆2b的前端部16将会与第一车辆2a的向下倾斜的后端部18重叠。因此，当第二车辆2b已到达装载区域30的起始位置30a处时(在一些实施例中，这可以与第一车辆2a已经到达装载区域30的结束位置30b处同时发生)，来自装载装置40的材料34的进给将会平顺地从落入到第一车辆2a中过渡到落入到第二车辆2b中。然而，在至少一些示例性实施例中，可以设想到将结束位置30b放置得更远，使得对于第二车辆2b的在装载装置40下方行驶的一部分来说，该一部分继续推动第一车辆2a。因此，在至少一些示例性实施例中，起始位置30a和结束位置30b之间的距离可以大于车辆2、2a、2b的材料接收部分的长度，或者大于车辆2、2a、2b的长度。
[0121]
图2d示出了当已经完成或几乎完成将材料34装载到第一车辆2a上，并且第二车辆
2b即将接收掉落的材料时的过渡。
[0122]
在图2e中，第一车辆2a已被推到装载区域30的结束位置30b(该结束位置通常可以由能够通过任何适当的全球导航卫星系统(gnss)识别的地理坐标所限定)。同时，第二车辆2a可能已经到达装载区域30的起始位置30a处，并且已经开始接收材料34。现在，第一车辆2a已经通过推动的第二车辆到达结束位置30b处，可以重新激活该第一车辆2a的第一驾驶模式。应当理解的是，在本发明中，重新激活第一驾驶模式意指取消第二驾驶模式。因此，车辆的控制首先从第一驾驶模式切换到第二驾驶模式(停用步骤)，然后，车辆的控制从第二驾驶模式切换到第一驾驶模式(重新激活步骤)。可以通过第一车辆2a的本地控制单元或通过从中央控制单元向本地控制单元发送的命令来控制重新激活。因此，可以将第一车辆2a控制为独立地驶离装载区域，而无需来自第二车辆2b的任何持续推动。适当地，第一车辆2a沿着预定路径行驶到卸载区域，在该卸载区域处，可以卸载该第一车辆运输的材料34，之后第一车辆2a可以返回装载区域30以接收另一批材料。
[0123]
综上所述，现在应该清楚的是，由于在第一车辆2a通过装载装置40下方时，第二车辆2b与第一车辆2a接触，因此当第一车辆2a已经到达结束位置30b并且第二车辆2b已经到达起始位置30a时，来自装载装置40的材料流将会平顺地且基本无缝衔接地落入到第二车辆2b中。因此，降低了材料溢出的风险。
[0124]
图2f示出了第一车辆2a在其第一驾驶模式下正在前往不同地点，以卸载所接收的材料负载。当已装载第二车辆2b时，该第二车辆也可以驶离装载区域30，以将所接收的材料负载34卸载到别处。在具有两辆车2a、2b的这个非常简单的示例性图示中，当第二辆车2b已经装载有材料34时，装载装置40应该适当地关闭，以避免溢出。然而，在实际应用中，拥有多辆车的车队可能是有利的，以使得连续的车流到达该装载区域的起始位置处，并等待后方接近的车辆与将要沿着装载区域推动的等待车辆形成接触。这在图3中进行了说明。
[0125]
因此，图3示出了用于执行本发明方法的示例性实施例的另一示例。选择车队中的车辆数量，使得可以提供连续的车流被推动通过装载区域。因此，车队中的车辆数量可能取决于行驶距离、行驶时间、卸载时间等。此外，适当的是，考虑并非所有车辆都可以同时运行，例如，某些车辆的牵引电池可能需要充电并暂时从车流中取出。
[0126]
在图3中，装载区域30、起始位置30a和结束位置30b可以适当地对应于图2a中所示的那些，然而，为了清楚起见，在图3中未指示这些附图标记及其相关联的参照线。
[0127]
通过具有连续的车流，装载装置40可以适当地将材料连续地进给到装载区域30。在图3中，第一车辆2a已经离开装载区域30，并且当第二车辆2b到达装载区域30的起始位置30a时，停用该第二车辆的第一驾驶模式。已经控制第三车辆2c与第二车辆2b形成接触，并且现在推动第二车辆2b沿着装载区域30并经过装载装置40，以使得在第二车辆2b经过该装载装置40时，将材料34从装载装置40装载到第二车辆2b上。当已将第二车辆2b推到结束位置30b时，可以适当地重新激活第一驾驶模式，以使得第二车辆2b可以将材料负载运输到卸载区域，然后返回到车辆队列。
[0128]
第三车辆2c可以适当地与第二车辆2b已到达结束位置30b同时地到达装载区域30的起始位置30a处。此外，此时，第四车辆2d可能已适当地接近并与第三车辆2c形成接触，以便沿着装载区域30推动第三车辆2c(该第三车辆已停用其第一驾驶模式)，用于接收连续下落的材料片。
[0129]
推动车辆，无论是第二车辆2b、第三车辆2c、第四车辆2d还是另一车辆2e都可以被控制为以确定的推动速度推动。这一推动速度适当地基于车辆参数和/或负载参数。在本发明中已在前面提及了此类参数的示例。
[0130]
车辆的第一本地控制单元(例如，图1中例示的一个控制单元)可以将表示所确定的车辆参数和/或负载参数的信号传输到跟随车辆(该跟随车辆将会推动该推动的车辆前方的车辆)的第二本地控制单元或传输到中央控制单元。该中央控制单元然后可以计算，并且向第二本地控制单元发送命令，该命令呈表示所确定的推动速度的传输信号的形式。在一些示例性实施例中，该第一本地控制单元可以计算推动速度，并直接向第二本地控制单元发送命令，而不必涉及中央控制单元。
[0131]
如图3中所示，装载装置40可以适当地包括位置跟踪装置42，例如类似于图1中所示的车辆2的本地位置跟踪装置12。尽管在图2a到图2f中未示出，但应当理解的是，图2a到图2f中的装载装置40也可以设置有位置跟踪装置。
[0132]
根据本发明的至少一个示例性实施例，可以向中央控制单元发送表示装载装置40的地理位置的信号。该信号可以直接从位置跟踪装置42发送或经由可操作地连接的发射器发送。装载装置40的地理位置可以用于限定装载区域30的起始位置30a和结束位置30b的地理坐标。
[0133]
用于操作自主车辆的车队的本发明系统的示例性实施例可以包括与车辆分开设置的中央控制单元，例如图1中例示的中央控制单元14。该中央控制单元可以执行本发明示例性实施例的步骤。该系统还可以包括本地控制单元(例如，图1中例示的本地控制单元8)，每辆车均配备有相应的一个所述本地控制单元。该系统还可以包括位置跟踪装置(例如，图3中的位置跟踪装置42)，该位置跟踪装置被构造成向中央控制单元发送表示装载装置40的地理位置的信号。类似地，该系统可以包括本地位置跟踪装置(例如，图1中例示的本地位置跟踪装置12)，每辆车均设置有相应的一个所述本地位置跟踪装置，该本地位置跟踪装置被构造成(直接或经由可操作连接的发射器，例如包括在本地控制单元中的发射器)向中央控制单元发送表示相应车辆的地理位置的信号。
[0134]
图4是示意性地示出根据本发明一个示例性实施例的方法100的视图。因此，提供了一种在具有装载区域的作业场所处操作自主车辆的车队的方法100，装载装置设置在该装载区域处，以用于将材料装载到所述自主车辆上，该方法包括：
[0135]-在步骤s1中，控制所述自主车辆中的第一车辆以第一驾驶模式行驶，直至该第一车辆到达装载区域的起始位置为止，
[0136]-在步骤s2中，通过控制该第一车辆以第二驾驶模式(例如，零扭矩、暂时静止、固定的负扭矩和/或缓慢倒车)定位在装载区域中，来停用该第一车辆的第一驾驶模式，
[0137]-在步骤s3中，控制所述自主车辆中的第二车辆以与第一车辆形成接触，并推动该第一车辆沿着装载区域并经过装载装置，以使得在第一车辆经过该装载装置时，将材料从装载装置装载到第一车辆上，
[0138]-在步骤s4中，当第二车辆已经将第一车辆推到装载区域的结束位置时，重新激活该第一车辆的第一驾驶模式。
[0139]
图5是示意性地示出根据本发明的一些其它示例性实施例的方法200的视图。特别地，图5示出了可以执行多个不同的附加步骤。
[0140]
例如，在至少一些示例性实施例中，步骤s3可以包括以下子步骤：
[0141]-在子步骤s3a中，确定车辆参数和/或负载参数，
[0142]-在子步骤s3b中，基于所确定的车辆参数和/或负载参数来确定推动速度，以及
[0143]-在子步骤s3c中，控制该第二车辆以所确定的推动速度推动第一车辆。
[0144]
在第一车辆包括第一本地控制单元的示例性实施例中，该方法可以包括：
[0145]-在步骤s5中，从第一本地控制单元向设置在第二车辆上的第二本地控制单元或者向与车辆分开设置的中央控制单元，传输表示所确定的车辆参数和/或负载参数的信号，和/或
[0146]-在步骤s6中，向设置在第二车辆上的第二本地控制单元或者向与车辆分开设置的中央控制单元，传输表示所确定的推动速度的信号。
[0147]
在自主车辆的车队包括第三车辆的示例性实施例中，当第二车辆已经到达装载区域的起始位置时，该方法可以包括：
[0148]-在步骤s7中，通过控制该第二车辆以第二驾驶模式(例如，零扭矩、暂时静止、和/或缓慢倒车)定位在装载区域中，来停用该第二车辆的第一驾驶模式，
[0149]-在步骤s8中，控制第三车辆以与第二车辆形成接触，并推动第二车辆沿着装载区域并经过装载装置，以使得在第二车辆经过该装载装置时，将材料从装载装置装载到第二车辆上，
[0150]-在步骤s9中，当第三车辆已经将第二车辆推到装载区域的结束位置时，重新激活该第二车辆的第一驾驶模式。
[0151]
在一些示例性实施例中，起始位置和结束位置由地理坐标限定，其中该方法包括：
[0152]-在步骤s10中，通过使用全球导航卫星系统来确定自主车辆的地理位置。
[0153]
在装载装置包括位置跟踪装置的一些示例性实施例中，该方法可以包括：
[0154]-在步骤s11中，从位置跟踪装置向中央控制单元发送表示该装载装置的地理位置的信号，并且可选地
[0155]-在步骤s12中，基于该装载装置的地理位置来限定装载区域的起始位置和装载区域的结束位置。
[0156]
应注意的是，虽然图5已经示作好像一些步骤被分组执行，但是应该理解的是，这些实施例不限于所示的分组。例如，在一些示例性实施例中，可以执行图5中的所有步骤。此外，这些步骤可以按照与所示顺序不同的顺序进行。例如，可以在步骤s10之前适当地执行步骤s11和s12。
[0157]
上文已经参照特定实施例介绍了本发明。然而，除上述之外的其它实施例也是可能的并且在本发明的范围内。可以在本发明的范围内提供与上述方法步骤不同的方法步骤，并通过硬件或软件来执行该方法。因此，根据一个示例性实施例，提供了一种存储一个或多个程序的非瞬态计算机可读存储介质，该一个或多个程序被构造成由用于经由无线网络模拟车辆的远程控制的系统的一个或多个处理器执行，该一个或多个程序包括用于执行根据上述实施例中的任一个的方法的指令。
[0158]
替代地，根据另一示例性实施例，云计算系统可以被构造成执行本文提出的任何方法方面。该云计算系统可以包括分布式云计算资源，这些分布式云计算资源在一个或多个计算机程序产品的控制下、共同执行本文提出的方法方面。
[0159]
处理器(与车队操作系统相关联)可以是或包括用于进行数据或信号处理或用于执行存储在存储器中的计算机代码的任何数量的硬件部件。该车队操作系统可以具有相关联的存储器，并且该存储器可以是一个或多个用于存储数据和/或计算机代码的装置，以用于完成或促进本说明书中描述的各种方法。该存储器可以包括易失性存储器或非易失性存储器。该存储器可以包括用于支持本文描述的各种活动的数据库部件、目标代码部件、脚本部件或任何其它类型的信息结构。根据一个示例性实施例，任何分布式或本地存储装置都可以与本描述的系统和方法一起使用。
[0160]
根据一个示例性实施例，该存储器能够通信地连接到处理器(例如，经由电路或任何其它有线、无线或网络连接)并且包括用于执行本文所述的一个或多个过程的计算机代码。
[0161]
这些实施例的不同特征和步骤可以以不同于所描述那些的其它组合来进行组合。
[0162]
应当理解的是，本发明不限于上述和附图所示的实施例；而是，本领域技术人员将认识到，可以在所附权利要求的范围内进行许多改变和修改。