具有限定的路径和安全措施的机器人车辆制造技术

技术编号:22174463 阅读:53 留言:0更新日期:2019-09-21 15:07
本发明专利技术涉及一种被操作以沿路径移动的机器人车辆,其中,该车辆可以用于修剪草坪或用于农业目的,该机器人车辆具有在不平整表面上操作的操作部分。该车辆的控制装置包括用于核查该车辆是否已经无意地离开其路径的安全器件。

Robot Vehicle with Restricted Path and Safety Measures

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有限定的路径和安全措施的机器人车辆本专利技术涉及一种被操作用于沿限定的路径移动的机器人车辆,其中,该车辆可以用于修剪草坪或用于农业目的,该机器人车辆具有在不平整表面上操作的操作部分。该车辆的控制装置包括用于核查该车辆是否已经无意地离开其路径的安全器件。
技术介绍
当自主移动车辆在其可能遇到生物的环境中操作时,确保安全是必要的。当车辆具有潜在地可能造成明显损害的操作器件(例如,割草机的切割器)时,这是尤其重要的。当车辆是大型的、例如具有的尺寸与具有在米的范围内的长度和宽度的汽车相当时,这更加重要。当通过从位置识别系统(GPS等)接收的数据来控制车辆处于限定的路径时,出于某些原因,该车辆可能接收到关于其实际位置的错误信息,并且因此被引导到其可能具有损害生物、物体和/或自身的风险的位置。本专利技术的目的是确保在位置识别系统的控制之下行驶的有待沿所限定的路径行驶的车辆将基本上不会偏离这个限定的路径,即使根据位置识别系统出现在轨道上,也不会发生上面这种风险情况。
技术实现思路
该目的通过引入车辆的额外安全控制得以解决,额外安全控制包括独立于位置识别系统的数据,如权利要求中给出的。该解决方案包括机器人车辆通过位置识别系统进行操作以引导其到限定的下一位置,其中,到所述下一位置的路径与所述车辆的期望的运行状况相关联,其中,车辆进一步包括用于测量所述车辆的实际运行状况的器件,所述器件被定位在所述车辆上并且独立于所述位置识别系统,并且当车辆到达与所述下一位置相距限定的距离内时,控制器将实际运行状况与期望的运行状况进行比较。因此,车辆遵循从当前位置到下一限定位置的轨迹、或限定的路径,其中,这个位置可以在车辆经过当前位置时进行限定,并且其沿该路径到下一限定位置的期望的运行状况可以在此限定。当车辆到达至少在距所述下一限定位置的给定距离内时,这将是新的当前位置,并且以重复的过程限定下一位置。在实施例中,其中,路径被限定成包括复数个位置,该复数个位置各自与车辆在其从先前位置运动时的期望的运行状况相关联。因此,在启动车辆之前,可以预定义路径,或者到达位置时,然后可以限定与运行状况相关联的复数个下一位置。在实施例中,区域被限定成使得这些区域各自与车辆经过区域时期望的运行状况相关联。在实施例中,这可以是这样的区域,其中,期望车辆操作的区域被划分成复数个区域,并且其中,区域之间的运动是根据区域的拓扑结构的先验知识进行限定的。测量实际运行状况的器件将在以下意义上独立于位置识别系统:在车辆上直接测量实际测量数据本身,来自位置识别系统的唯一可能影响是将数据与特定位置相关联。为了处理和比较数据,控制器可以包括用于存储路径数据、每个位置的期望的运行状况和/或每个位置的测量的实际运行状况的器件。进一步,其可能包括:用于处理数据、与位置识别系统装置进行通信的任何器件,以及用于测量车辆的实际运行状况的器件。在实施例中,如果某一位置处的实际运行状况与期望的运行状况的差异大于偏差规则下规定的差异,则其可以指示车辆的实际位置与期望的位置不相匹配,并且因此可以启用安全程序,在一个实施例中,该安全程序像停止车辆那么简单。在实施例中,控制器包括第一控制器和第二控制器,该第一控制器与该车辆的转向相关联,该第二控制器与该安全程序相关联并且包括用于存储每个位置的期望的运行状况和每个位置测量的实际运行状况的器件,该第二控制器因此独立于该第一控制器运行,该第一控制器可选地、单独地与核查安全程序的这个路径相关联。在实施例中,位置识别系统包括第一部分和第二部分,该第一部分被适配成与第一控制器协作,该第二部分被适配用于与第二控制器协作。第二部分被适配用于与第二控制器协作,该第二控制器提供位置输入,该位置输入是车辆的实际运行状况与所期望的运行状况的比较。在一个实施例中,它们通过同一位置识别装置(例如GPS)通信并且在可替代的实施例中,它们通过单独的位置识别装置通信。位置识别系统包括位置识别装置(多个),其中,在实施例中,该位置识别系统是卫星导航系统。因为限定的路径通常是曲折的、频繁地改变方向,所以车辆经常改变其方向和速度并且因此还改变加速度,因此在实施例中车辆的期望的运行状况的自然的选择包括车辆的加速度、速度、和/或方向。在实施例中,位置的期望的运行状况数据与沿路径的一组预定义的测量数据有关,因此该位置处、或至少在该位置附近的实际运行状况的一个测量值是与此位置相关联的一组相似的所期望的运行状况数据有关。在实施例中,这些位置中的每个位置与沿路径的子区段的一组预定义的测量数据有关,因此对于这些位置中的每个位置,车辆的期望的运行状况数据与沿在多个位置处限定的路径的子路径的复数个测量值有关,例如给出总计或平均数,或简单地将沿子区段的各测量实际运行状况数据中的每个数据与所期望的运行状况数据进行比较。本专利技术进一步涉及一种用于控制机器人车辆的方法,所述方法使用位置识别系统来引导机器人车辆至限定的下一位置,其中,到所述下一位置的路径与所述车辆的期望的运行状况相关联,其中,车辆进一步包括用于测量所述车辆的实际运行状况的器件,所述器件被定位在所述车辆上并且独立于所述位置识别系统,并且当车辆到达与所述下一位置相距限定的距离内时控制器将实际运行状况与期望的运行状况进行比较。附图说明图1在诸如GPS的位置识别系统的输入下在不平整表面上操作的机器人车辆。图2沿路径控制的机器人车辆。图3在第一实施例中的机器人车辆的两个部分控制系统。图4在第二实施例中的机器人车辆的两个部分控制系统。图5在第三实施例中的机器人车辆的两个部分控制系统。图6在第六实施例中的机器人车辆的两个部分控制系统。图7在包括预定义的区域的边界内控制的机器人车辆。图8展示了安全程序在控制车辆时的方法的流程图。具体实施方式图1展示了机器人车辆(1),该机器人车辆通过任何类型的位置识别系统(2)(例如GPS、GLONASS等卫星导航系统(2))进行操作。车辆(1)可以是自主移动装置,该自主移动装置具有在不平整表面(3)(例如地面表面)上工作的操作部分。此机器人车辆可以是机器人割草机,该操作部分是用于割草的切割器,但是还可以是用于农业目的的车辆(例如用于切割农作物、通常的收割、耕田等等)。在根据限定的路径(4)(见图2)控制车辆(1)时,这对于确保车辆(1)保持足够接近此路径并且不会到达其潜在地可能伤害物体、尤其是生物、或甚至其自身的地方是必要的。这对于例如像割草机或用于农业目的、具有操作部分(例如是切割工具)的车辆(1)来说是特别重要的。图2展示了沿限定的路径(4)行驶的机器人车辆(1),该限定的路径可以是存储在数据记录系统中的路径并且可以以任何可能的方式(如,在一些形成和存储位置测量值的初始化过程期间使车辆(1)沿该路径物理运行)产生,该路径还可以通过在电子地图上绘制路径、或以任何其他方式完成。沿限定的路径(4)限定复数个位置(5),其中,这些位置(5)中的每个位置与所述车辆(1)的期望的运行状况相关联。这些位置(5)将路径(4)划分成在任意两个相邻位置(5)之间限定的子区段,关于车辆(1)沿所述路径(4)的期望的运动可以看出。所期望的运行状况可以是车辆(1)在位置(5)处的加速度,使得如果在位置(5)处测量的实际加速度与期望值、或与位置(5)相关联的期本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人车辆(1),该机器人车辆通过位置识别系统(2)操作以引导其至限定的下一位置(5),其中,到所述下一位置(5)的路径(4)与所述车辆(1)的期望的运行状况相关联,其中,该车辆(1)进一步包括用于测量所述车辆(1)的实际运行状况的器件(9)、以及控制器(7),所述器件(9)被定位在所述车辆上并且独立于所述位置识别系统(2),该控制器在该车辆(1)到达与所述下一位置(5)相距限定的距离内时将该实际运行状况与该期望的运行状况进行比较。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.19 DK PA2016007701.一种机器人车辆(1),该机器人车辆通过位置识别系统(2)操作以引导其至限定的下一位置(5),其中,到所述下一位置(5)的路径(4)与所述车辆(1)的期望的运行状况相关联,其中,该车辆(1)进一步包括用于测量所述车辆(1)的实际运行状况的器件(9)、以及控制器(7),所述器件(9)被定位在所述车辆上并且独立于所述位置识别系统(2),该控制器在该车辆(1)到达与所述下一位置(5)相距限定的距离内时将该实际运行状况与该期望的运行状况进行比较。2.根据权利要求1所述的机器人车辆(1),其中,路径(4)被限定成包括复数个位置(5),在该车辆(1)在其从先前位置(5)运动时,该复数个位置各自与该车辆的期望的运行状况相关联。3.根据权利要求1所述的机器人车辆(1),其中,区域(20)被限定成各自与该车辆(1)经过区域(20)时期望的运行状况相关联。4.根据权利要求1、2或3所述的机器人车辆(1),其中,该控制器(7)包括器件(8),该器件用于存储数据,例如路径数据、期望的运行状况数据和/或测量的实际运行状况数据。5.根据前述权利要求中任一项所述的机器人车辆(1),其中,如果该实际运行状况与期望的运行状况的差异大于偏差规则下规定的差异,则启用安全程序。6.根据权利要求5所述的机器人车辆(1),其中,该控制器(7)包括第一控制器(7a)和第二控制器(7b),该第一控制器与该车辆(1)的转向相关联,该第二控制器与该安全程序相关联并且包括用于存储每个位置(5)的期望的运行状况和每个位置(5)的测量的实际运行状况的该器件(8)。7.根据权利要求6所述的机器人车辆(1),其中,该...

【专利技术属性】
技术研发人员:肯尼思·思科乌博·洛特
申请(专利权)人:席德斯机器人技术公司
类型:发明
国别省市:丹麦,DK

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