本發(fā)明涉及一種用于在區(qū)域中行駛時(shí)對(duì)自主車輛進(jìn)行導(dǎo)航的計(jì)算機(jī)實(shí)施的方法。本發(fā)明還涉及用于對(duì)自主車輛進(jìn)行導(dǎo)航的控制單元、自主車輛、計(jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和用于控制自主車輛的車隊(duì)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(jìn)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(jī)、自卸卡車、挖掘機(jī)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(duì)。例如，自主車輛的車隊(duì)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(yuǎn)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(gè)點(diǎn)自主行駛到另一個(gè)點(diǎn)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(gè)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(gè)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(jìn)一步地，作為另一個(gè)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(jìn)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(duì)車輛進(jìn)行導(dǎo)航的軟件。例如，每個(gè)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(diǎn)在哪里等。每個(gè)自主車輛針對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行的調(diào)適通常非常耗時(shí)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(duì)自主車輛進(jìn)行導(dǎo)航。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的在一定區(qū)域中行駛時(shí)對(duì)自主車輛進(jìn)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(shí)對(duì)自主車輛進(jìn)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(duì)自主車輛進(jìn)行導(dǎo)航的改進(jìn)的控制單元、改進(jìn)的自主車輛、計(jì)算機(jī)程序、計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和用于控制自主車輛的車隊(duì)的改進(jìn)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(shí)現(xiàn)。

3、因此，提供了一種用于在一定區(qū)域中行駛時(shí)對(duì)自主車輛進(jìn)行導(dǎo)航的計(jì)算機(jī)實(shí)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(jìn)行所述導(dǎo)航，其中所述預(yù)定的地圖包括多個(gè)連接的路段，每個(gè)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(gè)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(gè)點(diǎn)導(dǎo)航到另一個(gè)點(diǎn)。

6、所述連接的路段中的至少一個(gè)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(gè)路段中使用哪個(gè)傳感器進(jìn)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(shí)現(xiàn)在一定區(qū)域中行駛時(shí)對(duì)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(gè)預(yù)定規(guī)則，可以將與車輛如何在所述區(qū)域內(nèi)進(jìn)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(gè)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(kuò)展的方法，其中自主車輛可以在更短的時(shí)間內(nèi)為特定區(qū)域的操作做好準(zhǔn)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(shí)間內(nèi)完成，從而增加了靈活性。

9、例如，通過與至少一個(gè)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(gè)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(kuò)展配置等。

10、可選地，連接的路段中的至少一個(gè)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(gè)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(shí)現(xiàn)在一定區(qū)域中行駛時(shí)對(duì)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(gè)預(yù)定的密鑰，可以將與車輛如何在所述區(qū)域內(nèi)進(jìn)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(gè)車輛的特定軟件代碼。

11、例如，通過與至少一個(gè)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(duì)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(kuò)展配置等。

12、可選地，預(yù)定的訪問秘鑰的可訪問性隨時(shí)間的推移而變化。從而可以實(shí)現(xiàn)增加的靈活性。例如，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，隨著時(shí)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(huì)發(fā)生變換，使得自主車輛對(duì)所述區(qū)域的某些部分的訪問也需要隨著時(shí)間的推移而變化。因此，通過隨時(shí)間的推移改變預(yù)定的訪問密鑰，可以以經(jīng)濟(jì)高效的方式實(shí)現(xiàn)所述區(qū)域的導(dǎo)航改進(jìn)。

13、可選地，預(yù)定的訪問秘鑰的可訪問性取決于另一個(gè)車輛當(dāng)前是否正在至少一個(gè)路段中行駛。還意識(shí)到，在一些區(qū)域中，部分行駛路徑可能太窄，無法同時(shí)允許一個(gè)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(gè)車輛當(dāng)前是否正在所述至少一個(gè)路段中行駛，例如可以防止兩個(gè)或更多個(gè)車輛同時(shí)在至少一個(gè)路段中行駛。因此，僅當(dāng)所述至少一個(gè)路段中沒有其他車輛行駛時(shí)（即，所述至少一個(gè)路段沒有其他車輛時(shí)），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(shí)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(fù)載的重量以及車輛所承載的負(fù)載的類型中的至少一個(gè)相關(guān)。由此，當(dāng)自主車輛不適合在至少在一個(gè)路段行駛時(shí)，可以在行駛期間避開某些路段。例如，這可以是當(dāng)一個(gè)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(shí)。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(gè)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?zèng)]有相對(duì)于自主車輛以相反方向行駛的其他車輛時(shí)，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(xiǎn)。這樣還可以避免兩個(gè)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(shí)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(shí)間的推移的變換。因此，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到，由于區(qū)域隨時(shí)間的推移的變換，使用哪個(gè)傳感器可能會(huì)隨時(shí)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(shí)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(shí)間中的至少一個(gè)。由此，預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則可以更新，諸如隨著時(shí)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(bǔ)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(jī)進(jìn)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(gè)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(jìn)。例如，一個(gè)路段可能處于室外環(huán)境中，而下一個(gè)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(jìn)入隧道時(shí)周圍天氣條件和/或光條件的變化可能會(huì)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(gè)導(dǎo)航傳感器來代替或補(bǔ)充環(huán)境感知傳感器。例如，當(dāng)進(jìn)入隧道時(shí)，如果周圍天氣條件和/或光條件的變化滿足標(biāo)準(zhǔn)，則可以使用雷達(dá)（無線電檢測(cè)和測(cè)距）傳感器來代替或補(bǔ)充激光雷達(dá)（光檢測(cè)和測(cè)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(gè)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(gè)導(dǎo)航傳感器來代替或補(bǔ)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(gè)路段中的表面摩擦水平。從而，可以實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)路段中的進(jìn)一步改進(jìn)的導(dǎo)航。例如，如果自主車輛包括用于估計(jì)位置隨時(shí)間的推移的變化的里程計(jì)傳感器（諸如車輪速度傳感器），則當(dāng)摩擦水平低于閾值時(shí)，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(gè)路段中的表面的估計(jì)的摩擦水平低于閾值時(shí)，可以更新用于至少一個(gè)路段的預(yù)定的導(dǎo)航規(guī)則，使得使用另一個(gè)導(dǎo)航傳感器來代替或補(bǔ)充里程計(jì)傳感器以進(jìn)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(cè)量的傳感器數(shù)據(jù)、另一個(gè)車輛測(cè)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(gè)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(gè)路段中行駛時(shí)的一定時(shí)間點(diǎn)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(shí)現(xiàn)在一定區(qū)域中行駛時(shí)對(duì)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(gè)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(jìn)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(gè)車輛的特定軟件代碼。

22、例如，通過與至少一個(gè)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(kuò)展配置等。

23、可選地，預(yù)定的觸發(fā)規(guī)則隨時(shí)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(diǎn)可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而變化。因此，通過隨時(shí)間的推移改變預(yù)定的觸發(fā)規(guī)則，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)間的推移的變換。因此，裝載和攜載貨物/物料的地點(diǎn)也可以取決于區(qū)域隨時(shí)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(shí)間的推移的變換，其中至少一個(gè)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(gè)連接的路段中的至少一個(gè)隨時(shí)間的推移進(jìn)行調(diào)整，諸如根據(jù)區(qū)域隨時(shí)間的變換進(jìn)行調(diào)整。因此，可以根據(jù)區(qū)域隨時(shí)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(gè)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(gè)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(shí)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(shí)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(duì)新區(qū)域的適應(yīng)速度更快，方法可擴(kuò)展等。

26、優(yōu)選地，每個(gè)路段與至少一個(gè)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(gè)相應(yīng)的路段中行駛。舉例來說，路段中的至少一個(gè)可以與多個(gè)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(gè)的每個(gè)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(shí)現(xiàn)。

28、因此，提供了一種用于在一定區(qū)域中行駛時(shí)對(duì)自主車輛進(jìn)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(shí)施方案中的任一個(gè)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(shí)施方案可與本發(fā)明的第二方面的所有實(shí)施方案組合，反之亦然。本發(fā)明的第二方面的優(yōu)點(diǎn)和效果類似于本發(fā)明的第一方面的優(yōu)點(diǎn)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(shí)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(duì)所述車輛進(jìn)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(shí)施方案中的任一個(gè)的控制單元。用于在所述區(qū)域中對(duì)車輛進(jìn)行導(dǎo)航的所述裝置可以例如包括激光雷達(dá)（光檢測(cè)和測(cè)距）傳感器、雷達(dá)（無線電檢測(cè)和測(cè)距）傳感器、超聲波傳感器、聲納（聲音導(dǎo)航和測(cè)距）傳感器、相機(jī)、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(gè)或多個(gè)致動(dòng)器，諸如用于車輛的轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和/或推進(jìn)的致動(dòng)器。因此，控制單元可以被配置為向一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器發(fā)出控制信號(hào)，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(gè)或多個(gè)致動(dòng)器。例如，卸載順序可以是用于傾卸負(fù)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(shí)施方案都可與本發(fā)明的第三方面的所有實(shí)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(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)。因此，提供了一種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括用于在所述程序在計(jì)算機(jī)（諸如在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的控制單元）上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行本發(fā)明的第一方面的實(shí)施方案中的任一個(gè)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(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。因此，提供了一種承載計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)程序包括用于在所述程序在計(jì)算機(jī)（諸如在根據(jù)本發(fā)明的第二方面的控制單元）上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行本發(fā)明的第一方面的實(shí)施方案中的任一個(gè)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(shí)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(duì)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(gè)相應(yīng)的車輛提供一個(gè)或多個(gè)任務(wù)指令，其中所述任務(wù)指令中的任一個(gè)指示從所述區(qū)域內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)行駛到另一個(gè)點(diǎn)。

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(chǔ)在控制系統(tǒng)中和/或自主車輛的車隊(duì)的相應(yīng)車輛中。

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