车辆导引显示器和路径导航方法技术

本申请公开了一种显示模块和方法，以显示车辆相对于通向装载点的期望进场路线的方向和距离的位置关系。

Vehicle Guidance Display and Path Navigation Method

【技术实现步骤摘要】
车辆导引显示器和路径导航方法
本公开内容涉及车辆的路径信息，其用于导航并且用于人机界面显示器来进行车辆的路径控制。更具体而言，本公开内容涉及确定车辆相对于预定的期望直线路径以及相对于在该路径上的预定的期望目标位置点的方向和距离的位置关系。
技术介绍
在采矿作业中对诸如非公路大型自卸卡车之类的车辆的操作员控制需要将车辆对准到几乎直线的路径，并且在日常例行中多次到达期望的停靠点(stoppingpoint)。该停靠点通常被称为定位点(spotpoint)。为了到达定位点，在接近定位点处对车辆的操纵通常被称为定位的操纵，或简称为定位操纵。用于定位的操纵的时间通常被称为定位的时间，或简称为定位时间。当操纵必须重新启动时，由于在尝试期间某个位置处的车辆未对准，所以定位的时间会变得更长。这种未对准可能是由起始点位置相对于期望的最佳路径起始点的误差引起的。未对准可能是由于沿着路径的移动的错误信息或信息缺乏引起的，从而对车辆路径进行一致的校正调整，以便通过车辆的正确对准到达期望的定位点。类似于导致定位的时间增加的未对准，车辆停靠点的位置误差也可能由于错误信息或信息缺乏而发生，从而对车辆速度进行一致的校正调整。这又会导致更多的定位的时间，因为需要更多的车辆操纵，其中可能需要从初始起点完全完整的第二次尝试。定位操纵通常处于车辆的反向运动中。在定位操纵期间，路径和定位点的信息受到限制，因为反向运动给操作员的全深度感知信息的视觉参考较少，通常仅通过小尺寸的镜子(与用于向前运动的完整挡风玻璃区域相比)。相机助手通常提供很少的可视化改进，并且通常使用信息有限的小屏幕，提供了用于判断距离、速度和控制输入反馈的最小辅助，这是由于相机的二维信息能力、小尺寸和其它已知原因。通常，在定位的操纵区域中，对于操纵动作存在许多环境挑战。诸如铲斗、橡胶轮胎装载机、挖掘机履带式机器的装载工具以及这样的其它装载工具使得能见度降低，这是由于在装载过程中落入到运输卡车中的材料、落到地面的材料、从滚动轮胎和移动轨道掉落的材料以及从机器上掉下来的收集残留物被引入到空气中的灰尘和碎屑的缘故。这种降低的能见度又会产生这样的情况，即在存在足够清晰的空气环境之前不可能进行定位，从而由于等待时间增加而导致生产性能降低。在大雨条件、大雪条件、大风条件、白天和夜间的阴暗照明条件以及阳光直射条件下，都会出现另一种环境性降低能见度的情况。这些还可能导致等待情况和生产速度减慢，以及在定位操纵期间设备和运输卡车之间的碰撞风险增加。需要一种方法和装置来提供多个参数位置导航信息，其可用于人为控制的显示器、用作机器辅助控制的传感器类型输入以及用于机器自动控制的传感器类型输入。
技术实现思路
在一个实施例中，一种用于车辆的显示模块包括路线偏差指示器(coursedeviationindicator)，该路线偏差指示器被配置为提供在期望进场路线(desiredapproachcourse)和第一直线之间的第一角度的指示，其中第一直线在车辆上的第一点和虚拟原点之间延伸。期望进场路线是车辆接近装载点的期望路线。航向指示器(headingindicator)被配置为提供在车辆前向对准与期望进场路线之间的第二角度的指示，其中车辆前向对准是车辆的纵向中心线，其延伸通过车辆上的第一点。横向偏差指示器(lateraldeviationindicator)被配置为提供从车辆上的第一点到装载线的距离的指示，其中装载线延伸通过装载点。装载点位于期望进场路线上。在另一个实施例中，一种使用显示器(其中该显示器包括路线偏差指示器、航向指示器和横向偏差指示器)指示车辆位置的方法可包括步骤：建立延伸通过加载点和虚拟原点的期望进场路线，确定在期望进场路线和第一直线之间的第一角度(其中第一直线在车辆上的第一点和虚拟原点之间延伸)，确定在车辆前向对准和期望进场路线之间的第二角度(其中车辆前向对准是车辆的纵向中心线，其延伸通过车辆上的第一点)，确定从车辆上的第一点到装载线的距离(其中装载线延伸通过装载点)，通过路线偏差指示器提供第一角度的指示，通过航向指示器提供第二角度的指示，以及通过横向偏差指示器提供从车辆上的第一点到装载线的距离的指示。在另一实施例中，一种将车辆上的接收点定位在装载点处的方法可包括步骤：建立延伸通过装载点和虚拟原点的期望进场路线，确定在期望进场路线和第一直线之间的第一角度(其中第一直线位于车辆上的接收点和虚拟原点之间)，确定在车辆前向对准和期望进场路线之间的第二角度(其中车辆前向对准是车辆的纵向中心线，其延伸通过车辆上的接收点)，确定从车辆上的接收点到装载线的距离(其中装载线延伸通过装载点)，将车辆移向装载点，基于第一角度和第二角度并且相对于期望进场路线调节车辆的运动和车辆向前对准使得车辆朝向期望进场路线移动，沿着期望进场路线移动车辆，基于从车辆上的接收点到装载线的距离沿着期望进场路线调整车辆的运动，并且当接收点到达加载点时停止车辆。通过研究以下附图和详细说明，本领域技术人员将明白其它系统、方法、特征和优点。所有这些附加的系统、方法、特征和优点都应包括在本说明书中、包括在本专利技术的范围内并受所附权利要求的保护。附图说明通过结合附图阅读以下说明，可以更全面地理解下面所描述的实施例，在附图中：图1是根据一个实施例的车辆的简图；图2是根据一个实施例的车辆定位操纵的俯视位置布局图；图3是根据一个实施例的示例性显示界面模块；图4是根据一个实施例的车辆定位操纵的俯视多位置布局图；图5是根据一个实施例的示例性控制器单元；图6是根据一个实施例的示例性显示界面模块的等距视图；图7是根据一个实施例的具有被显示的各种指示的示例性显示界面模块；图8是根据一个实施例的具有被显示的各种指示的示例性显示界面模块；图9根据一个实施例的用于控制器单元的流程图。具体实施方式图1示出了示例性车辆101的简图，该车辆101可代表用于在采矿环境中运输材料的非公路采矿卡车。示例性车辆101纯粹是为了进行说明而不应解释为将本公开内容仅限制于该示例。示例性车辆101包括发动机102，其向发电装置103提供旋转轴动力，发电装置103又通过驱动系统控制装置104提供电能。驱动系统控制装置104将电能引导至用于推进的车轮牵引马达105。车辆101可具有一个以上的车轮牵引马达105。当车辆101在需要制动力(即减速力)的条件下操作时，例如下坡操作或减速操作，可以通过驱动系统控制装置104以电力方式从一或多个车轮牵引马达105提取旋转能量。提取的电能可以通过驱动系统部件制动栅格111排放到环境空气中。操作员在操作员控制站106中的特定动作可提供会是机械、电气、无线电波或其它传输方式的命令。这些命令可直接或通过驱动系统控制装置104和/或可能的其它控制系统来命令车辆系统，例如驱动系统控制装置104、发动机控制器109和车辆上的其它系统控制装置。在操作员控制站106内的是卡车控制器108，以及显示仪表板组件107，其具有指示器、仪表、灯和其它各种人机界面装置，用于从车辆到操作员的通信，以及反向的从操作员到车辆的通信，这些人机界面装置包括仪器、开关、杠杆、显示器、车轮和其它这类人机界面。机器控制器108和诸如有效载荷测量系统控制器的其它系统控制器对于该示例性车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于车辆的显示模块，其特征在于包括：路线偏差指示器，其配置为提供在期望进场路线和第一直线之间的第一角度的指示，其中所述第一直线在所述车辆上的第一点和虚拟原点之间延伸；航向指示器，其配置为提供在车辆前向对准和所述期望进场路线之间的第二角度的指示，其中所述车辆前向对准是延伸通过所述车辆上的所述第一点的所述车辆的纵向中心线；横向偏差指示器，其配置为提供从所述车辆上的所述第一点到装载线的距离的指示，其中所述装载线延伸通过装载点；其中，所述装载点位于所述期望进场路线上，并且所述期望进场路线是所述车辆接近所述装载点的期望路线。

【技术特征摘要】
2017.11.30 US 15/827,6351.一种用于车辆的显示模块，其特征在于包括：路线偏差指示器，其配置为提供在期望进场路线和第一直线之间的第一角度的指示，其中所述第一直线在所述车辆上的第一点和虚拟原点之间延伸；航向指示器，其配置为提供在车辆前向对准和所述期望进场路线之间的第二角度的指示，其中所述车辆前向对准是延伸通过所述车辆上的所述第一点的所述车辆的纵向中心线；横向偏差指示器，其配置为提供从所述车辆上的所述第一点到装载线的距离的指示，其中所述装载线延伸通过装载点；其中，所述装载点位于所述期望进场路线上，并且所述期望进场路线是所述车辆接近所述装载点的期望路线。2.根据权利要求1所述的显示模块，其特征在于，所述虚拟原点位于所述期望进场路线上并且在所述装载点的当所述车辆在接近所述装载点时与所述车辆相对的一侧上，其中所述虚拟原点从所述装载点偏移。3.根据权利要求2所述的显示模块，其特征在于，在所述虚拟原点和所述装载点之间的偏移基于用于确定所述车辆的位置的测量灵敏度来确定大小。4.根据权利要求1所述的显示模块，其特征在于，所述车辆是非公路自卸卡车，并且所述车辆上的所述第一点是接收点。5.根据权利要求1所述的显示模块，其特征在于，所述期望进场路线是直线路径。6.根据权利要求1所述的显示模块，其特征在于还包括：左最大位置标记，其配置为提供所述第一角度和所述第二角度相对于所述期望进场路线的第一侧的最大位置的指示；和右最大位置标记，其配置为提供所述第一角度和所述第二角度相对于所述期望进场路线的第二侧的最大位置的指示。7.根据权利要求1所述的显示模块，其特征在于，所述路线偏差指示器提供所述第一角度的在大小上被缩放的指示，并且所述航向指示器提供所述第二角度的在大小上被缩放的指示。8.根据权利要求1所述的显示模块，其特征在于还包括零航线偏差标记，其被配置为当所述路线偏差指示器与所述零路线偏差标记对齐时指示所述车辆不需要路线偏差以保持在所述期望进场路线上；其中，当所述车辆上的所述第一点位于所述期望进场路线的第一侧时所述路线偏差指示器位于所述零路线偏差标记的第一侧，并且当所述车辆上的所述第一点位于所述期望进场路线的第二侧时所述路线偏差指示器位于所述零路线偏差标记的第二侧；其中，当所述车辆前向对准位于所述期望进场路线的所述第一侧时所述航向指示器位于所述零路线偏差标记的所述第一侧，并且当所述车辆前向对准位于所述期望进场路线的所述第二侧时所述航向指示器位于所述零路线偏差标记的所述第二侧。9.根据权利要求8所述的显示器，其特征在于，当所述路线偏差指示器与所述零路线偏差标记对齐时所述路线偏差指示器是基本竖直的，并且当从所述车辆上的所述第一点到装载线的距离是零时所述横向偏差指示器是基本水平的。10.根据权利要求1所述的显示模块，其特征在于，所述装载线不平行于所述期望进场路线。11.根据权利要求1所述的显示模块，其特征在于，所述装载线垂直于所述期望进场路线。12.一种使用显示器指示车辆位置的方法，其特征在于：所述显示器包括路线偏差指示器、航向指示器和横向偏差指示器，所述方法包括：建立延伸通过加载点和虚拟原点的期望进场路线；确定在所述期望进场路线和第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·斯科特，
申请(专利权)人：小松美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US