CH714190B1 - Method for controlling an autonomous vehicle and autonomous vehicle. - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein autonomes Fahrzeug und ein Verfahren zum Steuern des autonomen Fahrzeugs (1), wobei das autonome Fahrzeug (1) aufweist • zwei um eine horizontale Mittelachse (5) drehbare Antriebsräder (6); • eine vordere Lenkrolle (11); • ein Chassis (2), an welchem die Antriebsräder (6) und die vordere Lenkrolle (11) befestigt sind, Dabei wird (während des Fahrens in Fahrtrichtung) zum Überwinden einer Schwelle, insbesondere einer ansteigenden Bordsteinkante (22), ausgelöst durch eine Detektion des vertikalen Hindernisses mittels mindestens eines Sensors, ein Bewegungsablauf mit den folgenden Schritten ausgeführt • Kippen des Chassis (2) um die Mittelachse (5) nach hinten (in Fahrtrichtung gesehen) und dadurch Anheben der vorderen Lenkrolle (11); • Überfahren der Schwelle mit der vorderen Lenkrolle (11); • Überfahren der Schwelle mit den Antriebsrädern (6).The present invention relates to an autonomous vehicle and a method for controlling the autonomous vehicle (1), the autonomous vehicle (1) having two drive wheels (6) rotatable about a horizontal central axis (5); • a front swivel castor (11); • a chassis (2), to which the drive wheels (6) and the front castor (11) are attached, is triggered by a detection (while driving in the direction of travel) to overcome a threshold, in particular a rising curb (22) of the vertical obstacle by means of at least one sensor, a movement sequence carried out with the following steps • Tilting the chassis (2) about the central axis (5) backwards (as seen in the direction of travel) and thereby lifting the front castor (11); • Driving over the threshold with the front swivel castor (11); • Driving over the threshold with the drive wheels (6).

Description

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der autonomen Fahrzeuge. Sie bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs und auf ein autonomes Fahrzeug gemäss dem Oberbegriff der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche. The invention relates to the field of autonomous vehicles. It relates to a method for controlling an autonomous vehicle and to an autonomous vehicle according to the preamble of the corresponding independent claims.

[0002] Bei Fahrzeugen mit Radantrieb stellt sich allgemein das Problem, Hindernisse wie Schwellen oder Bordsteinkanten zu überfahren. Das Problem verschärft sich, wenn die vorderen Räder, welche als erste auf eine Schwelle treffen, nicht angetrieben sind. Aus dem Bereich der Rehabilitationstechnik sind Rollstühle bekannt, bei welchen vordere und hintere mitlaufende Stützrollen vorliegen, welche an Auslegern angeordnet sind, wobei die Ausleger motorisch auf und ab schwenkbar sind, so über eine Schwelle gehoben werden können, bevor die angetriebenen grossen Räder auf die Schwelle treffen. Solche und ähnliche Rollstühle sind beschrieben in EP2136758, EP1584312 und US5964473. In vehicles with wheel drive, the problem generally arises of driving over obstacles such as thresholds or curbs. The problem is exacerbated when the front wheels, which are the first to hit a sleeper, are not driven. From the field of rehabilitation technology, wheelchairs are known in which there are front and rear supporting rollers which are arranged on cantilevers, the cantilevers being pivotable up and down by motor so that they can be lifted over a sleeper before the large driven wheels are on the sleeper meet. Such and similar wheelchairs are described in EP2136758, EP1584312 and US5964473.

[0003] Die bekannten Konstruktionen sind aufwendig in der Konstruktion, benötigen spezielle Antriebe zum Schwenken der Ausleger und sind langsam im Überfahren einer Schwelle. The known constructions are complex in construction, require special drives for pivoting the boom and are slow to drive over a threshold.

[0004] Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs und ein autonomes Fahrzeug der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die oben genannten Nachteile mindestens zum Teil behebt. It is therefore the object of the invention to provide a method for controlling an autonomous vehicle and an autonomous vehicle of the type mentioned, which at least partially remedies the above-mentioned disadvantages.

[0005] Diese Aufgabe lösen ein Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs und ein autonomes Fahrzeug mit den Merkmalen der Patentansprüche. This object is achieved by a method for controlling an autonomous vehicle and an autonomous vehicle having the features of the claims.

[0006] Das Verfahren dient zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs, wobei das autonome Fahrzeug aufweist • zwei um eine horizontale Mittelachse drehbare Antriebsräder; • eine vordere Lenkrolle; • ein Chassis, an welchem die Antriebsräder und die vordere Lenkrolle befestigt sind.Dabei wird - während des Fahrens in Fahrtrichtung - zum Überwinden einer Schwelle respektive eines vertikalen Hindernisses, insbesondere einer ansteigenden Bordsteinkante, ausgelöst durch eine Detektion des vertikalen Hindernisses mittels mindestens eines Sensors, einBewegungsablaufmit den folgenden Schritten ausgeführt: • Kippen des Chassis um die Mittelachse nach hinten - in Fahrtrichtung gesehen - und dadurch Anheben der vorderen Lenkrolle; • Überfahren der Schwelle mit der vorderen Lenkrolle; • Überfahren der Schwelle mit den Antriebsrädern.The method is used to control an autonomous vehicle, the autonomous vehicle having • two drive wheels rotatable about a horizontal central axis; • a front swivel castor; • a chassis to which the drive wheels and the front swivel castor are attached. In this case - while driving in the direction of travel - to overcome a threshold or a vertical obstacle, in particular a rising curb, triggered by a detection of the vertical obstacle by means of at least one sensor, a movement sequence carried out with the following steps: • Tilting the chassis around the central axis to the rear - seen in the direction of travel - and thereby lifting the front castor; • Driving over the threshold with the front swivel castor; • Driving over the threshold with the drive wheels.

[0007] Da das Verfahren ein unter Umständen ruckartiges oder zumindest rasches Kippen mit sich bringen kann, ist es vor allem für ein autonomes Fahrzeug geeignet, welches nur Güter transportiert, also keine Menschen. Since the method can bring about a jerky or at least rapid tilting with it, it is particularly suitable for an autonomous vehicle that only transports goods, so no people.

[0008] Das Kippen des Chassis erfolgt dabei unter Anheben der vorderen Lenkrolle, also ohne dass durch die vordere Lenkrolle eine Kraft auf die Fahrbahn ausgeübt wird. Das Kippen des Chassis erfolgt zudem, gemäss Ausführungsformen, während dem das autonome Fahrzeug vorwärts fährt. Dies entspricht einem dynamischen Vorgang, im Gegensatz zu einem statischen Ablauf, bei welchem das autonome Fahrzeug zunächst angehalten wird und erst dann beispielsweise die vordere Lenkrolle angehoben wird. The chassis is tilted while lifting the front swivel castor, that is, without a force being exerted on the roadway by the front swivel castor. In addition, according to embodiments, the chassis is tilted while the autonomous vehicle is moving forward. This corresponds to a dynamic process, in contrast to a static process in which the autonomous vehicle is first stopped and only then, for example, the front castor is raised.

[0009] In Ausführungsformen ist • die vordere Lenkrolle über eine federnde vordere Aufhängung am Chassis befestigt,und weist der Schritt des Kippens des Chassis um die Mittelachse nach hinten die folgenden Schritte auf: • Abbremsen des autonomen Fahrzeugs und dadurch verursachtes Kippen des autonomen Fahrzeugs nach vorne, wobei die vordere Aufhängung einfedert; • Zurückfedern der vorderen Aufhängung und dadurch Kippen des autonomen Fahrzeugs nach hinten, wodurch die vordere Lenkrolle angehoben wird.In embodiments, the front swivel castor is attached to the chassis via a resilient front suspension, and the step of tilting the chassis about the central axis backwards comprises the following steps: braking the autonomous vehicle and thereby tilting the autonomous vehicle front, with the front suspension compressing; • The front suspension springs back and thereby tilts the autonomous vehicle backwards, which raises the front swivel castor.

[0010] Damit wird Bewegungsenergie des autonomen Fahrzeugs 1 beim Abbremsen in einen Federspeicher der hinteren Aufhängung gespeichert. Beim Zurückfedern wird diese Energie abzüglich von Verlusten - in die Kippbewegung nach hinten übertragen. Thus kinetic energy of the autonomous vehicle 1 is stored in a spring accumulator of the rear suspension when braking. When springing back, this energy - minus losses - is transferred backwards in the tilting movement.

[0011] In Ausführungsformen wird beim Schritt des Zurückfederns der vorderen Aufhängung das autonome Fahrzeug in Fahrtrichtung beschleunigt. In embodiments, the autonomous vehicle is accelerated in the direction of travel in the step of springing back the front suspension.

[0012] Damit ist es möglich, die Kippbewegung noch hinten noch weiter zu verstärken. It is thus possible to further intensify the tilting movement at the rear.

[0013] In Ausführungsformen weist der Schritt des Kippens des Chassis um die Mittelachse nach hinten die folgenden Schritte auf: •Verschieben einerim autonomen Fahrzeug vorliegendenMasse, insbesondere einer Nutzlast in Fahrtrichtung gesehen - nach hinten, und dadurch Verlagerung des Schwerpunktes des autonomen Fahrzeugs hinter die Mittelachse.In embodiments, the step of tilting the chassis about the central axis to the rear has the following steps: Shifting a mass present in the autonomous vehicle, in particular a payload, seen in the direction of travel - to the rear, and thereby shifting the center of gravity of the autonomous vehicle behind the central axis .

[0014] In Ausführungsformen weist der Schritt des Kippens des Chassis um die Mittelachse nach hinten den folgenden Schritt auf: • Beschleunigen des autonomen Fahrzeugs - in Fahrtrichtung -- durch Antreiben der Antriebsräder. Dies geschieht also ohne vorangehendes Abbremsen und Kippen nach vorne.In embodiments, the step of tilting the chassis about the central axis to the rear has the following step: Accelerating the autonomous vehicle - in the direction of travel - by driving the drive wheels. This is done without prior braking and tilting forward.

[0015] In Ausführungsformen weist das autonome Fahrzeug eine hintere Lenkrolle auf, welche über eine federnde hintere Aufhängung am Chassis befestigt ist, wobei • beim Kippen des autonomen Fahrzeugs nach hinten die hintere Aufhängung einfedert.In embodiments, the autonomous vehicle has a rear swivel castor which is attached to the chassis via a resilient rear suspension, with the rear suspension compressing when the autonomous vehicle is tilted backwards.

[0016] Allgemein gilt, dass, falls das autonome Fahrzeug eine derart federnd montierte hintere Lenkrolle aufweist, das autonome Fahrzeug nach hinten kippen kann, wobei die hintere Aufhängung einfedert. Dies findet, je nachdem wie das Verfahren ausgeführt wird, beim Verschieben des Schwerpunktes nach hinten, oder beim Beschleunigen des autonomen Fahrzeugs oder beim Zurückschwingen nach dem Abbremsen statt. In general, if the autonomous vehicle has such a resiliently mounted rear swivel castor, the autonomous vehicle can tilt backwards, with the rear suspension compressing. Depending on how the method is carried out, this takes place when the center of gravity is shifted backwards, or when the autonomous vehicle accelerates or when it swings back after braking.

[0017] In Ausführungsformen weist das autonome Fahrzeug einen Neigungssensor zur Messung einer Neigung des Chassis - in Fahrtrichtung nach vorne oder nach hinten, also die Neigung in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse - auf, und im Verfahren geschieht das Kippen des Chassis jeweils nach Massgabe der Messung der Neigung. In embodiments, the autonomous vehicle has an inclination sensor for measuring an inclination of the chassis - in the direction of travel forwards or backwards, that is, the inclination in a plane perpendicular to the central axis - and in the process the tilting of the chassis happens in accordance with the Measurement of the slope.

[0018] Damit ist es möglich, eine Regelung des Neigens respektive Kippens des Chassis zu verbessern, indem eine Messung der Neigung vorliegt und somit keine Schätzung, beispielsweise mit einem Zustandsbeobachter, erforderlich ist. Anhand der gemessenen Neigung kann ein Teil-Regelkreis für die Neigung realisiert werden, beispielsweise als Teil einer Regelung auf einen Sollwertverlauf für den Bewegungsablauf, insbesondere auf ein Beschleunigungs- oder Geschwindigkeitsprofil. Eine Messung der Neigung kann auch verwendet werden, um eine Neigung der Fahrbahn bei der Bestimmung des Sollwertverlaufs zu berücksichtigen. It is thus possible to improve the regulation of the inclination or tilting of the chassis by measuring the inclination and thus no estimation, for example with a condition observer, is required. On the basis of the measured inclination, a sub-control loop for the inclination can be implemented, for example as part of a control based on a setpoint profile for the movement sequence, in particular based on an acceleration or speed profile. A measurement of the inclination can also be used in order to take into account an inclination of the roadway when determining the setpoint profile.

[0019] In Ausführungsformen wird bei einer Steuerung oder Regelung eines Abbremsens und/oder einer Beschleunigung jeweils ein Trägheitsmoment des autonomen Fahrzeugs bezüglich der Mittelachse berücksichtigt. In embodiments, a moment of inertia of the autonomous vehicle with respect to the central axis is taken into account in a control or regulation of a braking and / or an acceleration.

[0020] Prinzipiell gilt, dass mit zunehmendem Trägheitsmoment, entsprechend zunehmender Masse des autonomen Fahrzeugs, die Geschwindigkeitsänderungen durch Abbremsen oder Beschleunigen kleiner sein können, um einen bestimmten Winkel des Kippens zu verursachen. In principle, it applies that with increasing moment of inertia, correspondingly increasing mass of the autonomous vehicle, the speed changes due to braking or acceleration can be smaller in order to cause a certain angle of tilting.

[0021] Das Berücksichtigen des Trägheitsmomentes kann an verschiedenen Stellen des Bewegungsablaufes geschehen, beispielsweise indem die Dauer und das Mass von Beschleunigungen in verschiedenen Abschnitten des Bewegungsablaufes jeweils an das Trägheitsmoment oder ein physikalisch entsprechendes Mass angepasst wird. Das Abbremsen oder Verzögern ist eine negative Beschleunigung. Ein physikalisch entsprechendes Mass kann die Masse des Chassis mit der Nutzlast sein, oder nur die Masse der Nutzlast. Es ist allgemein nicht erforderlich, dass das Trägheitsmoment oder ein entsprechendes Mass explizit berechnet wird. Es ist stattdessen möglich, dass ein entsprechender Parameter in eine Berechnungsvorschrift zur Bestimmung von Dauer und Mass von Beschleunigungen einfliesst. Es ist auch möglich, dass beispielsweise das Abbremsen mit einer bestimmten (negativen) Beschleunigung solange erfolgt, bis das Chassis eine vorgegebene Neigung nach vorne erreicht. In dieser Weise wird die Dauer des Abbremsens implizit durch das Trägheitsmoment respektive die im autonomen Fahrzeug verteilten Massen bestimmt, ohne dass das Trägheitsmoment explizit berechnet wird. Analog kann das autonome Fahrzeug mit einem vorgegebenen Mass beschleunigt werden, bis dass die Neigung einen vorgegebenen Wert - entsprechend der Höhe, um die die vordere Lenkrolle angehoben werden soll - erreicht. The moment of inertia can be taken into account at different points in the movement sequence, for example by adapting the duration and the amount of accelerations in different sections of the movement sequence to the moment of inertia or a physically corresponding amount. Braking or decelerating is negative acceleration. A physically corresponding measure can be the mass of the chassis with the payload, or just the mass of the payload. It is generally not necessary for the moment of inertia or a corresponding measure to be calculated explicitly. Instead, it is possible for a corresponding parameter to flow into a calculation rule for determining the duration and degree of accelerations. It is also possible, for example, for the braking to take place with a specific (negative) acceleration until the chassis reaches a predetermined inclination towards the front. In this way, the duration of the braking is implicitly determined by the moment of inertia or the masses distributed in the autonomous vehicle, without the moment of inertia being explicitly calculated. Analogously, the autonomous vehicle can be accelerated with a predetermined amount until the inclination reaches a predetermined value - corresponding to the height by which the front swivel castor is to be raised.

[0022] In Ausführungsformen weist das Verfahren, zum Messen des Trägheitsmomentes oder eines äquivalenten Parameters, die folgenden Schritte auf • Beschleunigen des autonomen Fahrzeugs; • Messen einer durch das Beschleunigen verursachten Neigung des autonomen Fahrzeugs; • Bestimmen des Trägheitsmomentes oder des äquivalenten Parameters anhand des zeitlichen Verlaufes der Beschleunigung oder eines zur Beschleunigung äquivalenten Wertes und mindestens eines Messwertes der Neigung, insbesondere eines zeitlichen Verlaufs der Neigung.In embodiments, the method for measuring the moment of inertia or an equivalent parameter, the following steps: Accelerating the autonomous vehicle; • measuring a tilt of the autonomous vehicle caused by the acceleration; • Determination of the moment of inertia or the equivalent parameter based on the temporal course of the acceleration or a value equivalent to the acceleration and at least one measured value of the inclination, in particular a temporal course of the inclination.

[0023] Die Beschleunigung kann direkt mit einem Beschleunigungsmesser bestimmt werden, oder sie kann von Geschwindigkeitsmessungen respektive Drehzahlmessungen an einem oder mehreren der Räder oder Antriebe bestimmt werden. Ein gemessener, zur Beschleunigung äquivalenter Wert kann ein Drehmoment an den Antrieben oder ein Motorstrom der Antriebe sein. Die Beschleunigung respektive ein äquivalenter Wert kann auch durch eine Steuerung, beispielsweise eine Antriebssteuerung vorgegeben werden, und es kann angenommen werden, dass die tatsächliche Beschleunigung der Vorgabe entspricht, so dass sie nicht gemessen werden muss. The acceleration can be determined directly with an accelerometer, or it can be determined from speed measurements or rotational speed measurements on one or more of the wheels or drives. A measured value equivalent to the acceleration can be a torque on the drives or a motor current of the drives. The acceleration or an equivalent value can also be specified by a controller, for example a drive controller, and it can be assumed that the actual acceleration corresponds to the specification so that it does not have to be measured.

[0024] Das Bestimmen des Trägheitsmomentes oder des äquivalenten Parameters kann anhand eines dynamischen Modells der relevanten Mechanik des autonomen Fahrzeugs geschehen. Das Modell weist beispielsweise, als äquivalenten Wert zur Beschleunigung, ein Motormoment oder einen Motorstrom als Eingang, und unter anderem die Neigung des Chassis als Ausgang auf. Die Parameter des Modells können anhand dieser tatsächlichen Eingangs- und Ausgangsgrössen mittels bekannter Identifikationsverfahren ermittelt werden. The determination of the moment of inertia or the equivalent parameter can be done using a dynamic model of the relevant mechanics of the autonomous vehicle. The model has, for example, a motor torque or a motor current as an input as the equivalent value for acceleration, and, among other things, the inclination of the chassis as an output. The parameters of the model can be determined on the basis of these actual input and output variables using known identification methods.

[0025] In Ausführungsformen weist das autonome Fahrzeug einen Sensor zur Messung einer Höhe der Schwelle auf, und im Verfahren geschieht das Kippen des Chassis jeweils nach Massgabe der Höhe der Schwelle. In embodiments, the autonomous vehicle has a sensor for measuring a height of the threshold, and in the method the chassis is tilted in accordance with the height of the threshold.

[0026] Das Kippen des Chassis nach Massgabe der Höhe kann gemäss Ausführungsformen geschehen, indem ein Sensor die Höhe misst, wenn die Schwelle erkannt wird, und ein Sollwertverlauf für den Bewegungsablauf bestimmt wird, der die Höhe berücksichtigt. Dabei ist also der Bewegungsablauf als Ganzes auf die Höhe abgestimmt. The tilting of the chassis according to the height can be done according to embodiments in that a sensor measures the height when the threshold is detected and a setpoint profile is determined for the movement that takes the height into account. The sequence of movements as a whole is therefore coordinated with the height.

[0027] Das Kippen des Chassis nach Massgabe der Höhe kann gemäss Ausführungsformen geschehen, indem ein Sensor (der gleiche oder ein anderer als jener, der die Schwelle erkennt) die Höhe der Schwelle misst, kurz bevor sich die vordere Lenkrolle über der Schwelle befindet Dabei kann das nach hinten Kippen des Chassis und damit ein Anheben der vorderen Lenkrolle geregelt werden, insbesondere durch Erzeugen eines Drehmomentes durch die Antriebe. The tilting of the chassis according to the height can be done according to embodiments by a sensor (the same or different than that which detects the threshold) measures the height of the threshold just before the front castor is above the threshold the rearward tilting of the chassis and thus the lifting of the front castor can be regulated, in particular by generating a torque through the drives.

[0028] Das Kippen des Chassis nach Massgabe der Höhe kann gemäss Ausführungsformen geschehen, indem ein Sensor (wiederum der gleiche oder ein anderer) die Höhe der Schwelle misst, während sich die vordere Lenkrolle bereits über der Schwelle befindet. Dabei kann ein Absenken der vorderen Lenkrolle auf die Schwelle geregelt werden, insbesondere durch Erzeugen eines Drehmomentes durch die Antriebe. The tilting of the chassis according to the height can be done according to embodiments in that a sensor (again the same or a different one) measures the height of the threshold while the front castor is already above the threshold. A lowering of the front swivel castor onto the threshold can be regulated, in particular by generating a torque by the drives.

[0029] Das autonome Fahrzeug weist auf: • zwei um eine horizontale Mittelachse drehbare Antriebsräder • mindestens eine vordere Lenkrolle • ein Chassis, an welchem die Antriebsräder und die vordere Lenkrolle befestigt sind,sowie eine Steuereinheit, welche dazu ausgebildet ist, das beschriebene Verfahren auszuführen. The autonomous vehicle has: • two drive wheels rotatable about a horizontal central axis • at least one front swivel castor • a chassis to which the drive wheels and the front swivel castor are attached, and a control unit which is designed to carry out the method described .

[0030] In Ausführungsformen weist das autonome Fahrzeug eines oder mehrere der folgenden Elemente auf • die hintere Lenkrolle mit der hinteren Aufhängung; • den Neigungssensor; • einen Distanzsensor zur Detektion und/oder zur Bestimmung einer Distanz zu einer in Fahrtrichtung vor dem autonomen Fahrzeug befindliche Schwelle; • einen optischen Sensor zur Detektion und/oder zur Bestimmung einer Distanz zu einer in Fahrtrichtung vor dem autonomen Fahrzeug befindliche Schwelle; • eine Bedieneinheit zum manuellen Steuern des autonomen Fahrzeugs.In embodiments, the autonomous vehicle has one or more of the following elements: the rear swivel castor with the rear suspension; • the tilt sensor; A distance sensor for detection and / or for determining a distance to a threshold located in front of the autonomous vehicle in the direction of travel; • an optical sensor for detection and / or for determining a distance to a threshold located in front of the autonomous vehicle in the direction of travel; • an operating unit for manual control of the autonomous vehicle.

[0031] Eine weitere mögliche Aufgabe der Erfindung ist es, ein autonomes Fahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb eines autonomen Fahrzeugs zu schaffen, welche eine effiziente Feinverteilung von beförderten Gütern, beispielsweise Briefen oder Paketen, ermöglichen. Another possible object of the invention is to create an autonomous vehicle and a method for operating an autonomous vehicle which enable an efficient fine distribution of transported goods, for example letters or parcels.

[0032] Diese Aufgabe wird gelöst durch ein autonomes Fahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb eines autonomen Fahrzeugs gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung und mit den Merkmalen der Patentansprüche 12 bis 13. This object is achieved by an autonomous vehicle and a method for operating an autonomous vehicle according to a second aspect of the invention and with the features of claims 12 to 13.

[0033] Gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung weist ein autonomes Fahrzeug auf: • eine Navigationsvorrichtung zum autonomen Navigieren und Fahren; • eine Bedieneinheit zum manuellen Steuern des autonomen Fahrzeugs; • eine Vorrichtung zum automatischen Verfolgen einer Person.According to the second aspect of the invention, an autonomous vehicle has: a navigation device for autonomous navigation and driving; • an operating unit for manual control of the autonomous vehicle; • a device for automatically tracking a person.

[0034] Dadurch wird es möglich, ein Verfahren zum Betrieb des autonomen Fahrzeugs zu realisieren, in welchem dieses • in einer ersten, autonomen Betriebsart autonom von einer Beladestation zu einer Rendez-Vous-Position mit einem Benutzer fährt; • in einer zweiten, manuellen Betriebsart nach Massgabe von mittels der Bedieneinheit eingegebenen Steuerbefehlen eines Benutzers fährt; • in einer dritten, automatischen Betriebsart einem gehenden oder fahrenden Benutzer folgt.This makes it possible to implement a method for operating the autonomous vehicle in which the latter • drives autonomously from a loading station to a rendez-vous position with a user in a first, autonomous operating mode; • drives in a second, manual operating mode in accordance with control commands entered by a user by means of the operating unit; • follows a walking or driving user in a third, automatic operating mode.

[0035] Mit diesem Aspekt der Erfindung kann ein autonomes Fahrzeug beispielsweise für die Zustellung von Post oder allgemein zur Feinverteilung von Gegenständen realisiert werden, mit welchem eine effiziente Verteilung realisiert werden kann. Dies ist möglich, indem das autonome Fahrzeug mehrere Funktionen in sich vereint, welches ihm erlaubt, mehrere Phasen der Verteilung zu realisieren, wodurch ein Umladen der Gegenstände vermieden wird. With this aspect of the invention, an autonomous vehicle can be realized, for example, for the delivery of mail or generally for the fine distribution of objects, with which an efficient distribution can be realized. This is possible because the autonomous vehicle combines several functions, which allows it to implement several phases of distribution, thereby avoiding reloading of the objects.

[0036] Es können die verschiedenen Betriebsarten in beliebiger Reihenfolge ausgeführt werden. Beispielsweise kann das Fahrzeug zuerst in der ersten Betriebsart von der Beladestation zur Rendez-Vous-Position fahren, dann mehrfach abwechselnd in der zweiten und dritten Betriebsart betrieben werden, und dann wieder in der ersten Betriebsart zur Beladestation zurück fahren. The various modes of operation can be carried out in any order. For example, the vehicle can first drive from the loading station to the rendez-vous position in the first operating mode, then be operated several times alternately in the second and third operating mode, and then drive back to the loading station again in the first operating mode.

[0037] Weitere bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor. Dabei sind Merkmale der Verfahrensansprüche sinngemäss mit den Vorrichtungsansprüchen kombinierbar und umgekehrt. Further preferred embodiments emerge from the dependent claims. Features of the method claims can be combined with the device claims and vice versa.

[0038] Im Folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch: Figur 1 eine Seitenansicht und eine Unteransicht eines autonomen Fahrzeugs; Figur 2 einen Bewegungsablauf beim Überfahren einer Schwelle gemäss einer ersten Ausführungsform; Figur 3 einen zeitlichen Verlauf eines Beschleunigungsprofils; Figur 4 ein Flussdiagramm entsprechend diesem Ablauf; und Figur 5 einen Bewegungsablauf beim Überfahren einer Schwelle gemäss einer zweiten und einer dritten Ausführungsform.In the following, the subject matter of the invention is explained in more detail with reference to preferred exemplary embodiments, which are illustrated in the accompanying drawings. In each case schematically: FIG. 1 shows a side view and a view from below of an autonomous vehicle; FIG. 2 shows a sequence of movements when driving over a threshold according to a first embodiment; FIG. 3 shows a time profile of an acceleration profile; FIG. 4 shows a flow chart corresponding to this sequence; and FIG. 5 shows a sequence of movements when driving over a threshold according to a second and a third embodiment.

[0039] Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. In principle, the same parts are provided with the same reference symbols in the figures.

[0040] Figur 1zeigt schematisch eine Seitenansicht und eine Unteransicht eines autonomen Fahrzeugs 1. Das autonome Fahrzeug 1 weist ein Chassis 2 auf, und daran angeordnet zwei Antriebsräder 6, jeweils mit einem eigenen Antrieb 7. Die Antriebsräder 6 weisen eine gemeinsame Mittelachse 5 als Drehachse auf. Vorne und hinten am Chassis 2 sind jeweils eine vordere Lenkrolle 11 mittels einer vorderen Aufhängung 12 und eine hintere Lenkrolle 13 mittels einer hinteren Aufhängung 14 befestigt. Indem die beiden Antriebe 7 separat ansteuerbar sind, kann das autonome Fahrzeug 1 durch diese sowohl angetrieben als auch gelenkt werden. Die vordere Lenkrolle 11 und die hintere Lenkrolle 13 sind nicht angetrieben und laufen mit. Figure 1 shows schematically a side view and a bottom view of an autonomous vehicle 1. The autonomous vehicle 1 has a chassis 2, and arranged thereon two drive wheels 6, each with its own drive 7. The drive wheels 6 have a common central axis 5 as the axis of rotation on. At the front and rear of the chassis 2, a front castor 11 is fastened by means of a front suspension 12 and a rear castor 13 is fastened by means of a rear suspension 14. Since the two drives 7 can be controlled separately, the autonomous vehicle 1 can both be driven and steered by them. The front castor 11 and the rear castor 13 are not driven and run with them.

[0041] Die Aufhängungen der Lenkrollen sind federnd respektive elastisch. Sie können beispielsweise durch Metallfedern und/oder durch Elastomerfedern realisiert sein. Aufgrund dieser elastischen Aufhängungen kann das autonome Fahrzeug 1 um die Mittelachse 5 nach vorne oder nach hinten kippen, wobei die Aufhängungen einfedern. The suspensions of the castors are resilient or elastic. They can be implemented, for example, by metal springs and / or by elastomer springs. As a result of these elastic suspensions, the autonomous vehicle 1 can tilt forwards or backwards about the central axis 5, the suspensions deflecting.

[0042] Das autonome Fahrzeug 1 wird durch eine Steuereinheit 9 gesteuert. Diese verarbeitet, in einer autonomen Betriebsart, Sensordaten von beispielsweise einem Neigungssensor 15, einem optischen Sensor 16 und/oder einem Distanzsensor 17, und steuert die Antriebe 7 über eine jeweilige Antriebssteuerung 8. Der Neigungssensor 15 misst eine Neigung des Chassis 2 bei Drehung um die Mittelachse 5, also ein Mass dafür, wie weit das Chassis 2 um die Mittelachse 5 nach vorne oder hinten gekippt ist. Der optische Sensor 16 kann laserbasiert sein, beispielsweise basierend auf einem Lidar-Verfahren, oder auf einem Triangulationsverfahren. Der Distanzsensor 17 kann auf Ultraschall basieren, oder als Teil des optischen Sensors 16 realisiert sein. Grundsätzlich lässt sich mit diesen Sensoren einzeln oder in Kombination ein dreidimensionales Modell der Umgebung vor dem autonomen Fahrzeug 1 erfassen. Diese kann beispielsweise einer Punktwolke entsprechen, welche Entfernungen zu Objekten in Erfassungsbereich der Sensoren wiedergibt. Daraus lassen sich mit an sich bekannten Mitteln Merkmale der Umgebung extrahieren. Insbesondere ist dies ein Verlauf einer Fahrbahn 21 vor dem autonomen Fahrzeug 1, und das Vorhandensein von Hindernissen, insbesondere Schwellen, vor dem Fahrzeug. Zudem lässt sich eine Distanz zu diesen Hindernissen sowie deren Höhe bestimmen. The autonomous vehicle 1 is controlled by a control unit 9. This processes, in an autonomous operating mode, sensor data from, for example, an inclination sensor 15, an optical sensor 16 and / or a distance sensor 17, and controls the drives 7 via a respective drive control 8 Central axis 5, that is, a measure of how far the chassis 2 is tilted forward or backward about the central axis 5. The optical sensor 16 can be laser-based, for example based on a lidar method, or on a triangulation method. The distance sensor 17 can be based on ultrasound, or it can be implemented as part of the optical sensor 16. In principle, a three-dimensional model of the environment in front of the autonomous vehicle 1 can be recorded with these sensors individually or in combination. This can, for example, correspond to a point cloud, which shows distances to objects in the detection area of the sensors. Features of the environment can be extracted therefrom using means known per se. In particular, this is a course of a roadway 21 in front of the autonomous vehicle 1, and the presence of obstacles, in particular thresholds, in front of the vehicle. In addition, a distance to these obstacles and their height can be determined.

[0043] Eine Bedieneinheit 10 ist zum manuellen Steuern des autonomen Fahrzeugs 1 durch einen Benutzer eingerichtet. Dazu kann sie Eingabeelemente zum Einstellen der Fahrgeschwindigkeit und zur Lenkung aufweisen, welche in der manuellen Betriebsart von der Steuereinheit 9 eingelesen und in Befehle an die Antriebssteuerungen 8 umgesetzt werden. An operating unit 10 is set up for the manual control of the autonomous vehicle 1 by a user. For this purpose, it can have input elements for setting the driving speed and for steering, which are read in by the control unit 9 in the manual operating mode and converted into commands to the drive controls 8.

[0044] In einer Transporteinheit 3 kann eine Nutzlast 4 angeordnet sein, beispielsweise Behälter für Post, Pakete oder andere zu verteilende Güter. A payload 4 can be arranged in a transport unit 3, for example containers for mail, parcels or other goods to be distributed.

[0045] Figur 2zeigt einen Bewegungsablauf beim Überfahren einer Schwelle gemäss einer ersten Ausführungsform, mit Phasen a) bis f). Die einzelnen Phasen sind: a) Das autonome Fahrzeug 1 fährt auf einer Fahrbahn 21 auf eine Bordsteinkante 22 zu. Die Sensoren erfassen das Vorhandensein der Bordsteinkante 22. Dies kann beispielsweise ca. drei bis fünf Meter vor der Bordsteinkante 22 sein. Darauf wird die Geschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs 1 entsprechend der Distanz zur Bordsteinkante 22 angepasst, beispielsweise indem das autonome Fahrzeug 1 auf eine vorgegebene Initialgeschwindigkeit in einem bestimmten Initialabstand vor der Bordsteinkante 22 gebracht wird. Die Initialgeschwindigkeit und der Initialabstand können von einer Masse der Nutzlast 4 abhängig bestimmt werden. Dies gilt auch für die weiteren Parameter des im Folgenden beschriebenen Beschleunigungsprofils. Äquivalent zur Masse der Nutzlast 4 kann auch die Masse des Chassis 2 oder dessen Trägheitsmoment bezüglich der Mittelachse 5 oder ein anderer Parameter, im Folgenden Lastparameter genannt, bei der Bestimmung der Parameter des Beschleunigungsprofils verwendet werden. b) Das autonome Fahrzeug 1 bremst ab, d.h. die Antriebe 7 bewirken eine negative Beschleunigung der Antriebsräder 6 und des autonomen Fahrzeugs 1. Das Chassis 2 kippt nach vorne, wobei die vordere Aufhängung 12 einfedert. c) Die vordere Aufhängung 12 federt aufgrund ihrer Elastizität zurück. Gleichzeitig kann entsprechend dem Beschleunigungsprofil eine positive Beschleunigung bewirkt werden, wodurch die durch das Zurückfedern begonnene Kippbewegung nach hinten verstärkt werden kann. Damit kann die Kippbewegung so weit gehen, dass die vordere Lenkrolle 11 den Bodenkontakt verliert und bis über die Höhe der Bordsteinkante 22 angehoben wird. d) Die vordere Lenkrolle 11 überfährt die Bordsteinkante 22 und wird auf die dahinterliegende Fahrbahn 21 abgesetzt. Das Absetzen kann durch eine kontrollierte Reduktion der Beschleunigung der Antriebe 7 kontrolliert werden. Die Geschwindigkeit des autonomen Fahrzeugs 1 wird soweit reduziert, dass die Antriebsräder 6 ohne Ruck gegen die Bordsteinkante 22 stossen. e) Die Antriebsräder 6 fahren vergleichsweise langsam über die Bordsteinkante 22, die Neigung des Chassis 2 ergibt sich gemäss den Federkonstanten der vorderen und der hinteren Aufhängung. f) Die hintere Lenkrolle 13 hat die Bordsteinkante 22 überfahren.FIG. 2 shows a sequence of movements when crossing a threshold according to a first embodiment, with phases a) to f). The individual phases are: a) The autonomous vehicle 1 drives on a roadway 21 towards a curb 22. The sensors detect the presence of the curb 22. This can be approximately three to five meters in front of the curb 22, for example. The speed of the autonomous vehicle 1 is then adapted according to the distance from the curb 22, for example by the autonomous vehicle 1 being brought to a predetermined initial speed at a certain initial distance in front of the curb 22. The initial speed and the initial distance can be determined as a function of a mass of the payload 4. This also applies to the other parameters of the acceleration profile described below. Equivalent to the mass of the payload 4, the mass of the chassis 2 or its moment of inertia with respect to the central axis 5 or another parameter, called load parameter in the following, can also be used when determining the parameters of the acceleration profile. b) The autonomous vehicle 1 brakes, i.e. the drives 7 cause a negative acceleration of the drive wheels 6 and of the autonomous vehicle 1. The chassis 2 tilts forward, with the front suspension 12 compressing. c) The front suspension 12 springs back due to its elasticity. At the same time, a positive acceleration can be brought about in accordance with the acceleration profile, as a result of which the tilting movement towards the rear that was started by the springing back can be intensified. The tilting movement can thus go so far that the front castor 11 loses contact with the ground and is raised above the level of the curb 22. d) The front swivel castor 11 drives over the curb 22 and is placed on the roadway 21 behind it. The settling can be controlled by a controlled reduction in the acceleration of the drives 7. The speed of the autonomous vehicle 1 is reduced to such an extent that the drive wheels 6 hit the curb 22 without jerking. e) The drive wheels 6 drive comparatively slowly over the curb 22, the inclination of the chassis 2 results from the spring constants of the front and rear suspensions. f) The rear swivel castor 13 has passed the curb 22.

[0046] Das Beschleunigungsprofil - oder, äquivalent, ein Geschwindigkeitsprofil - ist ein Sollwertverlauf über die Zeit, dem die Bewegung des autonomen Fahrzeugs folgen soll. Es kann in mehreren räumlichen Dimensionen definiert sein, oder auf einen eindimensionalen Verlauf entlang einer im wesentlichen geraden Linie, normal zur Richtung der Bordsteinkante, reduziert sein. Wie bereits erwähnt gilt für alle Parameter des Beschleunigungsprofils respektive allgemein eines Sollwertverlaufs, dass sie von Eingangsparametern, beispielsweise vom Lastparameter, abhängig sein können. Jeder Phase des Bewegungsablaufs entspricht ein Abschnitt des Sollwertverlaufs, und jeder Abschnitt kann durch Profilparameter beschrieben werden. Profilparameter können einzelne Werte sein, beispielsweise eine Dauer und ein Mass einer Beschleunigung respektive einer Geschwindigkeit, oder ein zeitlicher Verlauf einer Beschleunigung respektive Geschwindigkeit in einem Abschnitt. Die Abhängigkeit dieser Profilparameter vom den Eingangsparametern kann durch Parametrisierung eines Referenz-Sollwertverlaufs mit den Eingangsparametern realisiert sein. Das heisst, dass die zur Steuerung verwendeten Profilparameter durch gespeicherte Funktionen oder Tabellen mit den Eingangsparametern als Eingangswert ermittelt werden. Zur Ermittlung dieser Funktionen oder Tabellen können Sollwertverläufe offline, durch Simulation und Optimierung der Bewegung des autonomen Fahrzeugs für verschiedene Kombinationen von Eingangsparametern, ermittelt werden. Als Eingangsparameter kann zusätzlich zum Lastparameter auch die Abhängigkeit von weiteren Parametern, beispielsweise der Höhe der Schwelle respektive Bordsteinkante, ermittelt und gespeichert werden. The acceleration profile - or, equivalently, a speed profile - is a setpoint profile over time that the movement of the autonomous vehicle should follow. It can be defined in several spatial dimensions, or it can be reduced to a one-dimensional course along an essentially straight line, normal to the direction of the curb. As already mentioned, it applies to all parameters of the acceleration profile or, in general, of a setpoint profile that they can be dependent on input parameters, for example on the load parameter. Each phase of the movement sequence corresponds to a section of the nominal value curve, and each section can be described by profile parameters. Profile parameters can be individual values, for example a duration and a measure of an acceleration or a speed, or a temporal progression of an acceleration or speed in a section. The dependency of these profile parameters on the input parameters can be implemented by parameterizing a reference setpoint curve with the input parameters. This means that the profile parameters used for control are determined by stored functions or tables with the input parameters as input values. To determine these functions or tables, setpoint curves can be determined offline by simulating and optimizing the movement of the autonomous vehicle for various combinations of input parameters. In addition to the load parameter, the dependency on further parameters, for example the height of the threshold or curb edge, can also be determined and stored as input parameters.

[0047] Anstelle eines zeitlichen Verlaufs des Sollwertes kann allgemein auch ein örtlicher Verlauf des Sollwertes vorliegen, also beispielsweise ein Verlauf der Geschwindigkeit über den zu fahrenden Weg. Instead of a temporal course of the setpoint value, there can generally also be a local course of the setpoint value, that is to say, for example, a course of the speed over the path to be traveled.

[0048] Allgemein gilt beim Abfahren des Sollwertverlaufs, insbesondere Geschwindigkeits- oder Beschleunigungsprofils, dass Umschaltzeitpunkte zwischen einzelnen Abschnitten des Profils vorbestimmt werden können, beispielsweise in Abhängigkeit des Lastparameters. In general, when following the setpoint profile, in particular the speed or acceleration profile, switching times between individual sections of the profile can be predetermined, for example as a function of the load parameter.

[0049] Insbesondere gilt dabei, dass mit zunehmender Masse der Last eine Zeitdauer, in welcher abgebremst oder beschleunigt werden muss, um eine bestimmte Änderung der Neigung zu erreichen, verkürzt werden kann. Entsprechend können bei höherer Last Umschaltzeitpunkte früher platziert werden. Somit kann eine Gesamtlänge eines Bewegungsablaufs verkürzt werden. In particular, it applies here that as the mass of the load increases, a period of time in which it must be braked or accelerated in order to achieve a certain change in the inclination can be shortened. Accordingly, switching times can be placed earlier when the load is higher. Thus, a total length of a movement sequence can be shortened.

[0050] Alternativ kann das Umschalten in einen nächsten Abschnitt des Profils in Abhängigkeit von Messungen geschehen, beispielsweise - je nach Abschnitt - in Abhängigkeit von der Distanz zur Bordsteinkante 22, in Abhängigkeit von der Neigung (nach vorne oder nach hinten), oder in Abhängigkeit der Höhe der vorderen Lenkrolle 11 über der Fahrbahn 21 nach der Bordsteinkante 22, etc. Damit kann das Beschleunigungsprofil während des Abfahrens an das tatsächliche Verhalten des Fahrzeuges angepasst werden. Alternatively, switching to a next section of the profile can be done depending on measurements, for example - depending on the section - depending on the distance from the curb 22, depending on the inclination (forwards or backwards), or depending the height of the front castor 11 above the roadway 21 after the curb 22, etc. This allows the acceleration profile to be adapted to the actual behavior of the vehicle while driving.

[0051] Beispielsweise kann dies geschehen, indem mit dem Neigungssensor erkannt wird, wenn beim Abbremsen eine Neigung nach vorne nicht mehr weiter zunimmt. Damit ist der Übergang zwischen Phase b) und c) bestimmbar. Oder es kann der Übergang zwischen Phase e) und f) detektiert werden, weil danach das Chassis wieder im Wesentlichen horizontal oder parallel zur Fahrbahn liegt. For example, this can be done in that the inclination sensor is used to detect when a forward inclination no longer increases during braking. The transition between phase b) and c) can thus be determined. Or the transition between phase e) and f) can be detected because afterwards the chassis is again essentially horizontal or parallel to the roadway.

[0052] Die Bewegungen des autonomen Fahrzeugs 1, also insbesondere die Beschleunigung, können durch eine Regelung dem Beschleunigungsprofil nachgeführt werden. The movements of the autonomous vehicle 1, that is to say in particular the acceleration, can be tracked to the acceleration profile by a regulation.

[0053] Zusätzlich oder stattdessen kann die Regelung der Beschleunigung durch eine modellprädiktive Regelung vorgenommen oder angepasst werden. Dabei wird wiederholt anhand eines Modelles von Antrieb und Mechanik des autonomen Fahrzeugs 1 das zukünftige Verhalten simuliert und der Verlauf der Eingangsgrösse, also der Beschleunigung respektive der Antriebsmomente der Antriebe 7, variiert bis ein optimales Verhalten erreicht wird. Das optimale Verhalten kann durch ein ganzes Beschleunigungsprofil, das abzufahren ist, definiert sein, oder nur durch einen Endzustand, beispielsweise einen Zustand, in welchem die vordere Lenkrolle 11 auf die die Fahrbahn 21 nach der Bordsteinkante 22 aufsetzt. In addition or instead, the acceleration can be regulated or adjusted by means of a model predictive regulation. The future behavior is repeatedly simulated using a model of the drive and mechanics of the autonomous vehicle 1 and the course of the input variable, i.e. the acceleration or the drive torque of the drives 7, varies until an optimal behavior is achieved. The optimal behavior can be defined by an entire acceleration profile that is to be traveled, or only by an end state, for example a state in which the front castor wheel 11 touches the roadway 21 after the curb 22.

[0054] Figur 3zeigt qualitativ einen zeitlichen Verlauf eines Drehmomentprofils M, (durchgehende Linie) und der Neigung des Chassis 2 phi (strichlierte Linie) bei einem Bewegungsablauf gemäss Figur 2. Die Zeitpunkte, bei denen die Situationen gemäss a) bis d) eintreten, sind approximativ markiert. Das Drehmoment entspricht generell der Beschleunigung, jedoch bleibt beim Fahren in der Ebene mit konstanter Geschwindigkeit ein kleines Drehmoment entsprechend dem Fahrwiderstand, und beim Überfahren der Bordsteinkante 22 mit den Antriebsrädern und anschliessend mit der hintere Lenkrolle 13 ist kurzzeitig ein grösseres Moment erforderlich. Figure 3 shows qualitatively a time course of a torque profile M 1 (solid line) and the inclination of the chassis 2 phi (dashed line) in a movement sequence according to Figure 2. The times at which the situations according to a) to d) occur, are approximately marked. The torque generally corresponds to the acceleration, however, when driving on the plane at constant speed, a small torque remains corresponding to the driving resistance, and when driving over the curb 22 with the drive wheels and then with the rear castor 13, a larger moment is required for a short time.

[0055] Figur 4zeigt einen Ablauf eines Verfahrens zur Realisierung eines Bewegungsablaufs gemäss Figur 2. • In einem ersten Schritt 31 startet das Verfahren, und das autonome Fahrzeug 1 navigiert autonom oder folgt einem Benutzer; • In einem zweiten Test-Schritt 32 wird geprüft, ob eine Bordsteinkante detektiert wurde; • Wenn nicht, wird in einem dritten Schritt 33 mit dem Navigieren respektive Verfolgen weitergefahren. • Wenn eine Bordsteinkante 22 detektiert wurde, wird in einem vierten Schritt 34 ein Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsprofil bestimmt. Dabei kann wie oben beschrieben vorgegangen werden, insbesondere unter Berücksichtigung eines Lastparameters. • In einem fünften Schritt 35 wird diesem Profil nachgefahren, vorzugsweise geregelt. • In einem sechsten Test-Schritt 36 wird geprüft, ob die Endlage nach der Bordsteinkante 22 erreicht ist • Wenn nicht, wird in einem siebten Schritt 37 mit dem Nachfahren des Profils weitergefahren. • Wenn die Endlage erreicht wurde, werden in einem achten Schritt 38 optional erfasste Bewegungsdaten oder allgemein Sensordaten gespeichert und/oder an eine Auswertung übermittelt, und wird mit dem Navigieren respektive Verfolgen weitergefahren.FIG. 4 shows a sequence of a method for realizing a movement sequence according to FIG. 2. In a first step 31, the method starts and the autonomous vehicle 1 navigates autonomously or follows a user; In a second test step 32 it is checked whether a curb was detected; If not, navigation or tracking is continued in a third step 33. If a curb 22 was detected, a speed and / or acceleration profile is determined in a fourth step 34. The procedure described above can be used, in particular taking into account a load parameter. In a fifth step 35, this profile is followed, preferably regulated. In a sixth test step 36, it is checked whether the end position after the curb edge 22 has been reached. If not, in a seventh step 37 the profile continues to follow. When the end position has been reached, optionally recorded movement data or sensor data in general are stored in an eighth step 38 and / or transmitted to an evaluation, and navigation or tracking is continued.

[0056] Figur 4zeigt einen Bewegungsablauf beim Überfahren einer Schwelle gemäss einer zweiten und einer dritten Ausführungsform. Die einzelnen Bewegungen in den Phasen a), c) - f) sind im Wesentlichen gleich wie bei den gleich bezeichneten Phasen der Figur 2. • Gemäss der zweiten Ausführungsform wird das Kippen nach hinten alleine durch Beschleunigung des autonomen Fahrzeugs 1 in der Phase c) bewirkt, ohne ein vorangehendes Abbremsen. • Gemäss der dritten Ausführungsform wird das Kippen nach hinten, zusätzlich oder alternativ zu einer Beschleunigung, durch Verschieben der Transporteinheit 3 nach hinten bewirkt. Dies ist in den Phasen c) bis e) schematisch dargestellt. Anschliessend, nach oder während des Überfahrens der Bordsteinkante 22 wird die Transporteinheit 3 wieder nach vorne in die Ausgangslage verschoben. In dieser Ausgangslage ist der Schwerpunkt derFIG. 4 shows a sequence of movements when driving over a threshold according to a second and a third embodiment. The individual movements in phases a), c) - f) are essentially the same as in the phases of FIG. 2 with the same designation. causes without prior braking. According to the third embodiment, the tilting backwards, in addition or as an alternative to acceleration, is brought about by moving the transport unit 3 backwards. This is shown schematically in phases c) to e). Subsequently, after or during driving over the curb edge 22, the transport unit 3 is shifted forward again into the starting position. In this starting position, the focus is on

[0057] Transporteinheit 3 zumindest annähernd mittig über der Mittelachse 5 angeordnet. Das Verschieben der Transporteinheit 3 kann mittels eines nicht gezeichneten Antriebs bezüglich des Chassis 2 geschehen. The transport unit 3 is arranged at least approximately centrally over the central axis 5. The transport unit 3 can be displaced with respect to the chassis 2 by means of a drive (not shown).

[0058] Das Verfolgen eines Benutzers kann mittels der beschriebenen Sensoren wie einem optischen Sensor 16 und/oder einem Distanzsensor 17 realisiert werden. Beispielsweise kann ein Verfolgungsmodus aktiviert werden, wenn der Benutzer vor dem autonomen Fahrzeug 1 steht. Das nächste Objekt vor dem autonomen Fahrzeug 1, das von den Sensoren erfasst wird, wird als der Benutzer betrachtet. Bei einer Bewegung dieses Objektes vom Fahrzeug weg wird diese Bewegung erfasst, worauf die Steuereinheit 9 die Geschwindigkeit und die Richtung des autonomen Fahrzeugs 1 regelt, um den Abstand zum Benutzer konstant zu halten. Bei einer Bewegung des Benutzers auf das autonome Fahrzeug 1 zu bleibt es stehen. A user can be tracked by means of the sensors described, such as an optical sensor 16 and / or a distance sensor 17. For example, a tracking mode can be activated when the user is standing in front of the autonomous vehicle 1. The next object in front of the autonomous vehicle 1 that is detected by the sensors is regarded as the user. When this object moves away from the vehicle, this movement is detected, whereupon the control unit 9 regulates the speed and the direction of the autonomous vehicle 1 in order to keep the distance from the user constant. When the user moves towards the autonomous vehicle 1, it stops.

[0059] Alternativ oder zusätzlich kann auch ein funkbasiertes System verwendet werden. Dabei kann der Benutzer einen RFID-Tag tragen, dessen Position durch ein am autonomen Fahrzeug 1 angeordneten Ortungssystem erfasst wird. Auch hier kann dann aufgrund einer Änderung der Relativposition des RFID-Tag respektive des Benutzers die Verfolgung gesteuert werden. Alternatively or additionally, a radio-based system can also be used. The user can wear an RFID tag, the position of which is recorded by a positioning system arranged on the autonomous vehicle 1. Here, too, tracking can then be controlled based on a change in the relative position of the RFID tag or of the user.

[0060] Verfahren zum Verfolgen eines Benutzers sind beispielsweise beschrieben in • Takashi Yoshimi et al. „Development of a Person Following Robot with Vision Based Target Detection“, IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2006. • Junji Satake and Jun Miura, „Robust Stereo-Based Person Detection and Tracking for a Person Following Robot“, Proceedings of the IEEE ICRA 2009 Workshop on People Detection and Tracking, Kobe, Japan, May 2009. • H. Sidenbladh et al. „A person following behaviour for a mobile robot“, Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1999.Methods for tracking a user are described, for example, in Takashi Yoshimi et al. "Development of a Person Following Robot with Vision Based Target Detection", IEEE / RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2006. • Junji Satake and Jun Miura, "Robust Stereo-Based Person Detection and Tracking for a Person Following Robot", Proceedings of the IEEE ICRA 2009 Workshop on People Detection and Tracking, Kobe, Japan, May 2009. • H. Sidenbladh et al. "A person following behavior for a mobile robot", Proceedings of the 1999 IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1999.

Claims (13)

1. Verfahren zum Steuern eines autonomen Fahrzeugs (1), wobei das autonome Fahrzeug (1) aufweist • zwei um eine horizontale Mittelachse (5) drehbare Antriebsräder (6); • mindestens eine vordere Lenkrolle (11); • ein Chassis (2), an welchem die Antriebsräder (6) und die mindestens eine vordere Lenkrolle (11) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zum Überwinden einer Schwelle, insbesondere einer ansteigenden Bordsteinkante (22), ausgelöst durch eine Detektion der Schwelle mittels mindestens eines Sensors, einBewegungsablaufmit den folgenden Schritten ausgeführt wird • Kippen des Chassis (2) um die Mittelachse (5) nach hinten und dadurch Anheben der mindestens einen vorderen Lenkrolle (11); • Überfahren der Schwelle mit der mindestens einen vorderen Lenkrolle (11); • Überfahren der Schwelle mit den Antriebsrädern (6).1. A method for controlling an autonomous vehicle (1), wherein the autonomous vehicle (1) comprises • two drive wheels (6) rotatable about a horizontal central axis (5); • at least one front swivel castor (11); • a chassis (2) to which the drive wheels (6) and the at least one front swivel castor (11) are attached, characterized in that, in order to overcome a threshold, in particular a rising curb (22), triggered by a detection of the threshold by means of at least one sensor, a movement sequence with the following steps is carried out • Tilting the chassis (2) backwards about the central axis (5) and thereby lifting the at least one front swivel castor (11); • Driving over the threshold with the at least one front castor (11); • Driving over the threshold with the drive wheels (6). 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, wobei • die mindestens eine vordere Lenkrolle (11) über eine federnde vordere Aufhängung (12) am Chassis (2) befestigt ist, und wobei der Schritt des Kippens des Chassis (2) um die Mittelachse (5) nach hinten die folgenden Schritte aufweist: • Abbremsen des autonomen Fahrzeugs (1) und dadurch verursachtes Kippen des autonomen Fahrzeugs (1) nach vorne, wobei die vordere Aufhängung (12) einfedert; • Zurückfedern der vorderen Aufhängung (12) und dadurch Kippen des autonomen Fahrzeugs (1) nach hinten, wodurch die mindestens eine vordere Lenkrolle (11) angehoben wird.2. The method according to claim 1, wherein • the at least one front swivel castor (11) is attached to the chassis (2) via a resilient front suspension (12), and wherein the step of tilting the chassis (2) rearward about the central axis (5) comprises the following steps: • Braking the autonomous vehicle (1) and thereby causing the autonomous vehicle (1) to tilt forward, the front suspension (12) being compressed; • The front suspension (12) springs back and thereby tilts the autonomous vehicle (1) backwards, as a result of which the at least one front swivel castor (11) is raised. 3. Verfahren gemäss Anspruch 2, wobei beim Schritt des Zurückfederns der vorderen Aufhängung (12) das autonome Fahrzeug (1) in Fahrtrichtung beschleunigt wird.3. The method according to claim 2, wherein in the step of springing back the front suspension (12), the autonomous vehicle (1) is accelerated in the direction of travel. 4. Verfahren gemäss Anspruch 1, wobei der Schritt des Kippens des Chassis (2) um die Mittelachse (5) nach hinten die folgenden Schritte aufweist: •Verschieben einerim autonomen Fahrzeug (1) vorliegendenMasse, insbesondere einer Nutzlast (4) nach hinten, und dadurch Verlagerung des Schwerpunktes des autonomen Fahrzeugs (1) hinter die Mittelachse (5).4. The method according to claim 1, wherein the step of tilting the chassis (2) backwards about the central axis (5) comprises the following steps: • Shifting a mass present in the autonomous vehicle (1), in particular a payload (4), to the rear, and thereby shifting the center of gravity of the autonomous vehicle (1) behind the central axis (5). 5. Verfahren gemäss Anspruch 1, wobei der Schritt des Kippens des Chassis (2) um die Mittelachse (5) nach hinten den folgenden Schritt aufweist: • Beschleunigen des autonomen Fahrzeugs (1) durch Antreiben der Antriebsräder (6).5. The method according to claim 1, wherein the step of tilting the chassis (2) about the central axis (5) backwards comprises the following step: • Accelerating the autonomous vehicle (1) by driving the drive wheels (6). 6. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das autonome Fahrzeug (1) eine hintere Lenkrolle (13) aufweist, welche über eine federnde hintere Aufhängung (14) am Chassis (2) befestigt ist, und wobei • beim Kippen des autonomen Fahrzeugs (1) nach hinten die hintere Aufhängung (14) einfedert.6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the autonomous vehicle (1) has a rear swivel castor (13) which is attached to the chassis (2) via a resilient rear suspension (14), and wherein • when the autonomous vehicle (1) is tilted backwards, the rear suspension (14) compresses. 7. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das autonome Fahrzeug (1) einen Neigungssensor (15) zur Messung einer Neigung des Chassis (2) aufweist, und im Verfahren das Kippen des Chassis (2) jeweils nach Massgabe der Messung der Neigung geschieht.7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the autonomous vehicle (1) has an inclination sensor (15) for measuring an inclination of the chassis (2), and in the process the tilting of the chassis (2) takes place in accordance with the measurement of the inclination . 8. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei bei einer Steuerung oder Regelung eines Abbremsens und/oder einer Beschleunigung jeweils ein Trägheitsmoment des autonomen Fahrzeugs (1) bezüglich der Mittelachse (5) berücksichtigt wird.8. The method according to any one of the preceding claims, wherein a moment of inertia of the autonomous vehicle (1) with respect to the central axis (5) is taken into account when controlling or regulating braking and / or acceleration. 9. Verfahren gemäss Anspruch 8, aufweisend, zum Messen des Trägheitsmomentes oder eines äquivalenten Parameters, die folgenden Schritte • Beschleunigen des autonomen Fahrzeugs (1); • Messen einer durch das Beschleunigen verursachten Neigung des autonomen Fahrzeugs (1); • Bestimmen des Trägheitsmomentes oder des äquivalenten Parameters anhand des zeitlichen Verlaufes der Beschleunigung oder eines zur Beschleunigung äquivalenten Wertes und mindestens eines Messwertes der Neigung, insbesondere eines zeitlichen Verlaufs der Neigung.9. The method according to claim 8, comprising, for measuring the moment of inertia or an equivalent parameter, the following steps • Accelerating the autonomous vehicle (1); • measuring an inclination of the autonomous vehicle (1) caused by the acceleration; • Determination of the moment of inertia or the equivalent parameter based on the temporal course of the acceleration or a value equivalent to the acceleration and at least one measured value of the inclination, in particular a temporal course of the inclination. 10. Verfahren gemäss einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das autonome Fahrzeug (1) einen Sensor zur Messung einer Höhe der Schwelle aufweist, und im Verfahren das Kippen des Chassis (2) jeweils nach Massgabe der Höhe der Schwelle geschieht.10. The method according to any one of the preceding claims, wherein the autonomous vehicle (1) has a sensor for measuring a height of the threshold, and in the method the tilting of the chassis (2) takes place in each case according to the height of the threshold. 11. Autonomes Fahrzeug (1), aufweisend • zwei um eine horizontale Mittelachse (5) drehbare Antriebsräder (6) • mindestens eine vordere Lenkrolle (11) • ein Chassis (2), an welchem die Antriebsräder (6) und die mindestens eine vordere Lenkrolle (11) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das autonome Fahrzeug (1) eine Steuereinheit (9) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, das Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.11. Having autonomous vehicle (1) • two drive wheels (6) rotatable around a horizontal central axis (5) • at least one front swivel castor (11) • a chassis (2) to which the drive wheels (6) and the at least one front swivel castor (11) are attached, characterized in that the autonomous vehicle (1) has a control unit (9) which is designed to carry out the method according to one of claims 1 to 10. 12. Autonomes Fahrzeug (1) gemäss Anspruch 11, aufweisend • eine Navigationsvorrichtung zum autonomen Navigieren und Fahren; • eine Bedieneinheit (10) zum manuellen Steuern des autonomen Fahrzeugs (1); • eine Vorrichtung zum automatischen Verfolgen einer Person.12. Autonomous vehicle (1) according to claim 11, having • a navigation device for autonomous navigation and driving; • an operating unit (10) for manually controlling the autonomous vehicle (1); • a device for automatically tracking a person. 13. Verfahren zum Betrieb eines autonomen Fahrzeugs (1) gemäss Anspruch 12, bei welchem das autonome Fahrzeug (1) • in einer ersten, autonomen Betriebsart autonom von einer Beladestation zu einer Rendez-Vous-Position mit einem Benutzer fährt; • in einer zweiten, manuellen Betriebsart nach Massgabe von mittels der Bedieneinheit (10) eingegebenen Steuerbefehlen eines Benutzers fährt; • in einer dritten, automatischen Betriebsart einem gehenden Benutzer folgt.13. The method for operating an autonomous vehicle (1) according to claim 12, in which the autonomous vehicle (1) • in a first, autonomous operating mode drives autonomously from a loading station to a rendez-vous position with a user; • drives in a second, manual operating mode in accordance with the control commands of a user entered by means of the operating unit (10); • follows a walking user in a third, automatic operating mode.