地下工地车辆定位控制

技术领域

本发明涉及对车辆的定位，并且特别是涉及在包括地下坑道部分和地面部分的工地处操作的车辆。

背景技术

采矿或施工挖掘工地，诸如硬岩或软岩矿场，可以包括用于移动车辆(本文中称为车辆)的自动操作的区域。车辆可以是无人驾驶的，例如从控制室远程控制，或可以是有人驾驶的车辆，即由移动车辆的驾驶室中的操作员操作。车辆可以是自主操作的，即自动或半自动车辆，其在其正常操作模式下独立地操作而无需外部控制，但在某些操作区域或条件下，诸如在紧急状态下，可以使车辆处于外部控制下。

车辆可以包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于扫描车辆的环境，以检测例如障碍物和/或坑道壁表面。这样的传感器，诸如二维激光扫描仪，可以被称为环境扫描传感器。特别的是，可以基于来自所述传感器的扫描数据和预先限定的环境模型在地下矿场中布置位置跟踪。WO2015106799公开了一种用于扫描车辆的周围环境以产生数据以确定车辆的位置和定向的系统。车辆被提供有矿场的参考点云数据。控制单元被配置用以将由车辆的扫描装置产生的第二点云数据与参考点云数据相匹配，以便确定车辆的位置数据。

US2016185346公开了基于航位推算的行驶距离使自卸卡车停止。通过GPS对卡车进行定位，通过GPS位置来校正航位推算位置，并且响应于GPS准确度下降，改变最高速度限制。

发明内容

本发明由独立权利要求的特征限定。在从属权利要求中限定了一些特定实施例。

根据本发明的第一方面，提供了一种设备，该设备被配置用以至少执行以下操作或该设备包括被配置用以至少执行以下操作的装置：限定在工地处的车辆的累积起来的基于航位推算的定位误差，所述工地包括地下坑道系统；检测基于卫星的第一定位源的用于信号采集的触发；响应于所检测到的用于信号采集的触发，生成卫星定位待决估计值，所述卫星定位待决估计值指示用于由所述第一定位源获得基于卫星的定位信息的剩余时间段；基于所述累积起来的基于航位推算的定位误差和所述卫星定位待决估计值，限定所述车辆的速度。所述设备可以是车辆或可以是车辆中的/用于车辆的控制器，车辆诸如为装载车辆和/或运输车辆或钻机。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于控制车辆的自主操作的方法，所述方法包括：限定在工地处的车辆的累积起来的基于航位推算的定位误差，所述工地包括地下坑道系统；检测基于卫星的第一定位源的用于信号采集的触发；响应于所检测到的用于信号采集的触发，生成卫星定位待决估计值，所述卫星定位待决估计值指示用于由所述第一定位源获得基于卫星的定位信息的剩余时间段；基于所述累积起来的基于航位推算的定位误差和所述卫星定位待决估计值，限定所述车辆的速度。

根据第三方面，提供了一种设备，该设备包括至少一个处理器、至少一个包括计算机程序代码的存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序代码被配置用以与所述至少一个处理器一起为所述设备提供所述装置并且/或者使得所述设备至少执行所述方法或所述方法的实施例。

根据第四方面，提供了一种包括计算机程序代码的计算机程序、计算机程序产品或(非有形)计算机可读介质，当所述计算机程序代码在数据处理设备中被执行时，所述计算机程序代码用于使所述设备执行所述方法或所述方法的实施例。

附图说明

图1示出了在包括地下坑道系统的工地处的车辆的示例；

图2示出了根据至少一些实施例的方法；

图3示出了根据一些实施例的用于控制定位的控制架构；

图4示出了根据一实施例的方法；

图5示出了车辆和工地部分的俯视图示例；以及

图6示出了能够支持至少一些实施例的示例设备。

具体实施方式

图1示出了工地1的简化示例，工地1在本示例中包括地面部分2和地下(坑道)部分3。工地可以包括矿石矿场或建筑工地，诸如铁路或公路隧道工地。

车辆10可以在工地1处操作，并且在地面部分2与地下部分3之间行驶。在本示例中，车辆是装载机或装载和运输(LHD)车辆，其包括连接到吊臂12的铲斗11。车辆10可以是包括由接头13连接的两个分段的铰接车辆。然而，应理解，目前所公开的特征的应用不限于可以用于挖掘工地处的任何特定类型的车辆。这样的车辆的一些其它示例包括卡车、自卸车、厢式货车、移动式凿岩机或粉碎机或移动式加固机。

车辆10通常包括泵系统14，该泵系统14用于产生液压以便操作机器的各个部分，诸如提升吊臂12，转动铲斗11等。车辆10可以包括一个或多个其它能量源，诸如蓄电池、氢容器、燃料箱等。车辆10包括马达15，诸如燃烧发动机或电动马达。来自马达15的动力可以由曲轴直接提供给前轮和/或后轮或经由传动箱提供给前轮和/或后轮。

车辆10包括至少一个控制单元20，所述至少一个控制单元20被配置用以控制车辆的至少一些功能和/或执行器。控制单元20可以包括一个或多个计算单元/处理器，所述一个或多个计算单元/处理器执行存储器中所存储的计算机程序代码。在一些实施例中，控制单元可以通过控制器局域网(CAN)总线连接到车辆的控制系统的一个或多个其它控制单元。控制单元可以包括或连接到：用户接口，其具有显示装置；以及操作员输入接口，其用于将操作员指令和信息接收到控制单元。

控制单元20可以被配置用以至少控制定位控制相关的操作，但也可以被配置用以执行其它控制操作，诸如自主操作控制。在车辆中可以存在一个或多个其它控制单元，以用于控制其它操作。应理解，控制单元20可以被配置用以执行下面所述的特征中的至少一些特征，或者可以应用多个控制单元或控制器以执行这些特征。可以存在由控制单元执行的进一步的操作模块或功能，例如定位单元/模块/功能、传动系统控制功能和/或导航功能。应理解，至少其中的一些控制功能甚至可以在车辆外部、例如在工地控制系统处实施。

车辆10可以包括无线通信装置，通过该无线通信装置，控制单元20和/或车辆10的控制系统的另一个单元可以利用由基站或接入节点4提供的无线连接来与车辆外部的另一个(第二)控制系统建立数据传输连接。通信装置因此可以连接到工地的通信系统，诸如包括无线局域网(WLAN)和/或蜂窝通信网络(例如4G、5G或另一代蜂窝网络)的无线接入系统。可以经由卫星(例如通过基于非地面网络(NTN)的第三代合作伙伴计划(3GPP)5G)来配置通过非地面收发器的非地面通信。

外部控制系统可以包括或连接到进一步的网络和/或数据处理系统，诸如工地管理系统、云服务、数据分析装置/系统、中间通信网络，诸如互联网等。该系统可以包括或连接到进一步的装置或控制单元，诸如手持用户单元、车辆单元、工地管理装置/系统、远程控制和/或监测装置/系统、数据分析装置/系统、传感器系统/装置等。

车辆10可以是无人操纵的。因此，用户接口可以远离车辆，并且车辆可以由坑道中的、或者在矿场区域处的控制室中的、或者甚至远离矿场长距离的操作员经由(一个或多个)通信网络远程地控制。车辆10外部的控制单元，例如工地管理系统中的控制单元可以被配置用以执行下面所述的特征中的一些特征。车辆10可以是自动车辆，其在自主操作或驾驶模式下可以独立地操作/驾驶，而不需要连续的用户控制，但是例如在紧急状态期间，可以使车辆10处于外部控制下。当车辆处于手动驾驶模式时，操作员通过远程控制或在车辆上通过操作员控制器而本地地手动驾驶车辆。操作员可以将车辆设置为(默认)自动驾驶模式，在该自动驾驶模式中，车辆自动驾驶经过指定路线，例如在装载点与卸载井之间的指定路线。当车辆10在自动驾驶模式下操作时，可以执行以下公开的定位相关特征。

车辆10包括用于基于卫星定位的定位装置或单元30，该定位装置或单元30也可以称为卫星定位单元，或如在下面的本发明示例实施例中的那样，称为全球导航卫星系统(GNSS)装置。GNSS通常指正在运行或计划中的卫星定位系统，诸如GPS、格洛纳斯(俄罗斯)、伽利略(欧盟)、北斗(中国)、印度区域导航卫星系统(IRNSS)、QZSS(日本)。当车辆10定位在地面部分2中时，GNSS装置可以具有到卫星50的视线(a line of sight)，接收GNSS信号并且基于GNSS信号限定用于车辆的位置。GNSS装置和无线通信装置可以在单个装置中实施。

在一实施例中，定位单元30包括GPS接收器和用于GPS的天线。当检测到天线的位置时，检测到车辆10的位置。天线接收来自GPS卫星的无线电波。天线将基于所接收到的无线电波的电信号输出到GPS接收器，该GPS接收器基于该信号计算出天线的位置。应注意，可以使用多个天线的构造，这可以使得能够计算出车辆的更准确的位置信息以及还有定向信息。

车辆10包括一个或多个扫描单元或扫描仪40，所述一个或多个扫描单元或扫描仪40被配置用以执行对车辆周围的环境的扫描。例如，车辆10可以包括前扫描仪，该前扫描仪被配置用以朝着正常向前驾驶方向A(并且自然而然地是朝向扫描仪的可到达的范围内的两侧)扫描环境。车辆还可以包括后扫描仪，该后扫描仪被配置用以朝着与A相反的方向(即，车辆的后方)扫描环境。

在一些实施例中，扫描结果被应用以检测车辆及其一个或多个其它的元件(诸如扫描仪40或铲斗11)的位置和定向。控制单元20或替代性地是车辆中的另一个控制/计算单元可以将操作扫描到的坑道轮廓数据与存储在环境模型中的参考轮廓数据进行比较，并且基于在环境模型内找到匹配来对车辆进行定位，以定位车辆并且因此作为扫描位置源操作。例如，环境模型可以基于通过(教授)驾驶车辆或其它类型的调查进行的扫描而获得。

在一实施例中，例如，扫描仪40可以是被配置用以在期望高度监测坑道壁的2D扫描仪。在另一实施例中，扫描仪40是3D扫描仪，在这种情况下，产生并且应用3D扫描数据或点云数据来对车辆进行定位。基于扫描生成的点云数据可以被应用于生成和更新环境模型，诸如地下坑道模型，其可以被应用于对工地处的车辆进行定位。车辆10可以包括同时定位与测绘(SLAM)单元，该同时定位与测绘单元被配置用以在车辆驾驶时基于(2D或3D)扫描信息既对车辆进行定位又(增强)测绘环境。

控制单元(例如控制单元20)可以执行点云匹配功能，以便将操作的(扫描到的)点云数据(由扫描仪40扫描到的)与环境模型点云数据(即参考点云数据)进行匹配。扫描装置和/或车辆的另一个关注点(诸如铲斗11(其前缘))的位置和方向可以基于操作的点云数据与参考云数据之间的检测到的匹配而在工地坐标系中确定。(2D或3D)扫描仪可以是激光扫描仪，但是应理解，作为激光传感器的替代或除了激光传感器之外，可以应用适合用于在地下工地条件下的车辆的其它扫描仪配置和传感器类型。

驾驶计划或路线计划可以限定车辆10将要驾驶的路线，并且可以被用作车辆的自动驾驶控制的输入。该计划可以例如通过教授驾驶以离线方式并且在非现场生成，例如在办公室中或在车辆上生成。该计划可以为自动驾驶限定起点、终点和一组路线点。这样的计划可以经由有线或无线连接被发送到车辆的存储器或以其它方式被加载到车辆，以供控制单元20或车辆的控制车辆沿路线的导航的另一单元访问。在另一实施例中，路线点不是预先限定的，而是在朝着目的地点的自动驾驶期间，矿场车辆限定路径和转向控制，以避开障碍物。

在一些实施例中，通过基于航位推算的定位来执行对车辆10的定位。控制单元20(或车辆的另一控制单元)可以执行航位推算算法，该航位推算算法被配置用以基于指示车辆车轮的旋转和相对航向的输入信号来累积车辆的行驶过的距离和航向。航位推算(DR)通常是指这样的方法，在该方法中，基于车辆的定向(例如根据由陀螺仪测量得到的角速度的积分计算出来的车辆的定向)以及移动距离(例如根据轮胎脉冲传感器的脉冲数和轮胎直径计算出来的车辆速度的积分)来估计车辆10的位置。应理解，该系统可以包括对基于DR的位置跟踪进行补充的进一步的操作模块，诸如轮胎滑移和/或磨损补偿模块。

由于DR累积了误差，因此可以通过另一定位源来校正基于DR的位置或定位。当在地面分段2中时，卫星50可见性使得能够基于通过GNSS装置30获得的位置来校正对车辆10的定位。当在地下分段3中时，可以使用基于环境的扫描来校正基于DR的定位，诸如基于扫描仪40的定位以及来自2D或3D扫描仪的扫描到的坑道轮廓数据和环境模型的映射。

在许多包括地下分段和地面分段的工地处，车辆的车队需要在具有挑战性的条件下在这些分段之间驾驶，例如将矿石运输到地面卸载位置，诸如破碎机或围场区域中的料堆。地下分段与地面分段之间的过渡(或入口)区域通常处于相当陡峭的斜坡上，并且应避免停止，尤其是应避免已装载的车辆的停止。然而，在地下定位与露天定位之间过渡是具有挑战性的。一个问题是，向基于GNSS的定位系统的过渡是缓慢的，在最坏的情况下甚至超过60秒。当车辆在地下分段中时，卫星数据可能会过时，并且在再次过渡到地面分段2时，重新获取卫星数据可能是非常缓慢的。即使卫星数据可能是最新的，但卫星信号重新采集也是相当缓慢的，并且可能需要长达15秒。在(地下-地面)过渡区域的所有点都有可靠的位置信息以避免车辆的碰撞和停止，这一点非常重要。

现在提供了与盲区处的定位和车辆控制相关的进一步改进，如下面进一步所述。

图2示出了根据一些实施例的用于控制定位的方法。该方法可以由车辆(诸如车辆10)及其控制设备以及由其控制单元20执行。

该方法可以包括限定210工地处的车辆的累积起来的基于DR的定位误差，所述工地包括地下坑道系统。框220包括：检测基于卫星的第一定位源的用于信号采集的触发。响应于所检测到的用于信号采集的触发，生成230卫星定位待决估计值。所述待决估计值指示用于由第一定位源获得基于卫星的定位信息的估计出来的剩余时间段。基于所述累积起来的基于DR的定位误差和所述卫星定位待决估计值，限定240车辆的速度。

可以在框240中执行速度调整算法。可以在框240中调整速度，以降低车辆的速度，以避免在获得卫星定位信息之前停止车辆。例如，控制单元20可以将车辆的速度降低到在2千米/小时至15千米/小时的范围内选择的值。控制单元20可以设置车辆的速度限制。框240可以包括基于进一步的准则和/或阈值的进一步的输入和控制操作。在一实施例中，连续监测所述累积起来的基于DR的定位误差并将其作为输入应用，并且调整速度，以避免在用于获得卫星定位信息的剩余时间段期间所述累积起来的基于DR的定位误差超过停止(或最大允许误差)阈值。因此，所述速度限定可以基于所述累积起来的基于DR的定位误差的量(所述限定的速度可以依赖于该定位误差的量)。然而，应理解，可以在框230和240中应用各种其它动态改变的以及还有预先配置的输入参数，下面示出了一些示例。

在框240之后，可以存在进一步的框，其根据所限定的速度控制车辆10的传动系统部件。速度可以逐渐地(例如线性地)降低到所限定的(目标)速度。

获得框230的卫星定位信息可以指通过基于卫星的定位源获得足够可靠的位置估计值(例如，超过最小质量参考水平，或小于阈值的位置估计误差(估计值))。卫星定位待决估计值可以明确地或隐含地指示剩余时间。例如，该估计值不必直接指定剩余时间段，而是可以例如通过指定剩余距离(针对给定的车辆速度)来指定依赖于时间段的值。此外，该估计值可以例如通过指示用于获得GNSS信号的估计出来的时间而间接地指示用于获得卫星定位信息的时间。因此，由于在用于获得GNSS信号的估计出来的时间段与用于获得位置信息的最终时间段(不同于用于处理信号的相当恒定的时间段)之间存在直接依赖性，因此可以很好地应用该估计值(用于限定速度)来指示用于获得信号的时间。检测用于信号采集的触发通常可以指检测到尝试获得基于卫星的定位和连通性的需要。应注意，基于卫星的定位的可用性(也)可以被连续地监测，并且信号采集可以指信号重新采集。

因此，车辆10可以以最佳驾驶速度被自动控制穿过地下至地面过渡区域，同时能够基于适当准确的位置对车辆进行连续导航。因此，可以最小化或避免自主操作车辆的中断和停止，提高生产效率并且影响到同一路线上的其它车辆。因此，也可以减少手动操作员干预。此外，可以避免或最少化额外的基础设施，诸如过渡区域处的GNSS信号中继器。

控制单元20可以执行进一步的框，其检查累积起来的基于DR的定位误差是否已达到停止阈值。如果是，则使车辆10停止。在一些实施例中，基于累积起来的误差和停止阈值来限定剩余的(基于DR的行驶)距离，该剩余的距离指示在没有位置校正可用的情况下车辆在不停止的情况下能够行驶多远。可以在框240中基于所估计出来的距离来限定速度。

在控制速度之后，可以返回框230(或进入进一步的框)，以更新卫星信息待决估计值，并且进一步累积基于DR的定位误差。然后，可以基于所述进一步累积起来的基于DR的定位误差和所述更新的待决估计值来重新限定车辆的速度。控制单元20可以执行进一步的框，其利用当前速度和用于获得基于卫星的定位估计值的当前剩余时间来检查累积起来的基于DR的定位误差是否将达到停止阈值。如果是，则控制单元可以执行对速度的重新限定和进一步降低，以避免停止。

因此，可以基于所更新的待决估计值以及进一步累积起来的位置误差值来执行一组速度限制事件。在用于获得卫星定位信息的剩余时间段期间，可以将车辆的速度逐渐降低到目标速度，以避免在获得卫星定位信息之前停止车辆。

可以通过基于来自第二定位源的位置信息更新车辆10在地下坑道系统中的位置，来校正基于DR的定位，该第二定位源被配置用以在从第一定位源获得可靠的位置估计值之前基于坑道扫描来对车辆进行定位。这可以是在框210之后和/或之前的附加步骤，并且这可以响应于满足位置校正阈值而被进入，诸如自上次校正以来行驶了预先配置的距离或经过了预先配置的时间，或累积起来的DR定位误差达到用于位置校正的触发值。检查框220的触发可以是这样的过程中的进一步的步骤。在一些实施例中，在基于第二定位源的先前位置校正之后，在框210中限定累积起来的基于DR的定位误差。响应于基于来自第二定位源的位置信息更新车辆的位置并且再次进入框210，可以重新启动或重置对累积起来的基于DR的定位误差的限定。

在框220中检测所述触发可以包括检测到基于卫星的定位选项的不可用或丢失，或者检测到基于环境扫描的定位的不可用或丢失。在进一步的示例选项中，框220包括检测(初始或第一)卫星信号，响应于该卫星信号，可以根据所应用的GNSS技术和接收器启动卫星定位估计采集过程。例如，检测所述触发包括以下项中的至少一项：

-检测到车辆10被定位在地下-地面过渡区域处，所述地下-地面过渡区域可以例如在环境模型和/或路线信息中预先限定，

-检测到基于卫星的定位的信号丢失或降级到卫星信号采集触发阈值，或

-检测到基于环境扫描的定位的丢失或基于环境扫描定位的可靠性降级到相关联的触发阈值。

然而，替代性地是或附加地是，可以应用其它触发。根据所述检测到的触发，应用相关的过程和输入来生成230卫星定位待决估计值。

在框240之后采集卫星信号之后，从第一定位源接收位置估计值。响应于接收到(可靠的)基于卫星的位置估计值，可以更新车辆的基于DR的位置，并且可以控制正常或默认驾驶模式速度。这样的正常或默认驾驶模式速度可以是例如在进入(卫星定位待决)模式之前所应用的速度，在该模式中，基于所述待决估计值、为车辆的自主驾驶模式限定的速度或在应用于车辆的路线或驾驶计划或区域中为车辆的当前位置限定的速度，在框240中或在框240之后限制车辆的速度。

图3示出了车辆(诸如车辆10)的布置和元件，所述布置和所述元件用于基于图2的方法及所述方法的至少一些实施例控制处于自主驾驶模式下的车辆。

在该示例中，车辆的传动系统300包括由逆变器单元(INU)302驱动的电动马达304。INU 302包括逆变器，至少在某些情况下，该逆变器也可称为变频器、交流(AC)驱动器、变速驱动器(VSD)或变频驱动器(VFD)，从而控制供应给AC马达的电力的电压和频率。以控制马达304的扭矩和转速。

车轮312(诸如车辆10的前轮和后轮)通过传动机构308旋转。传动机构308通过传动箱(或减速)组件306旋转。传动箱由电动马达304驱动。INU 302由来自车辆的电源(未示出)的电能供电。

控制系统或单元310，诸如控制单元20，可以被配置用以执行图2的方法，并且基于所限定的速度进一步控制传动系统300。控制单元310可以包括一个或多个计算单元/处理器，所述一个或多个计算单元/处理器执行存储器中所存储的计算机程序代码。在一些实施例中，控制单元可以通过控制器局域网(CAN)总线连接到车辆的控制系统的一个或多个其它控制单元。控制单元310可以从总线系统获得传动系统信息(例如由INU 302提供给总线)。

控制单元310可以连接到GNSS源320(诸如提供GPS位置估计值的GPS接收器装置)和扫描(基于扫描的)定位源SCS 322，诸如基于处理来自扫描仪的操作扫描到的坑道轮廓数据和存储在环境模型中的参考轮廓数据来生成位置估计值的模块或单元。控制单元310可以从GNSS源320和SCS 322接收位置估计值和相关联的质量或可靠性信息。此外，控制单元310可以被配置用以基于从GNSS源320和/或SCS 322或车辆中的另一实体接收到的信息来检测220所述触发。

在框230中，控制单元310可以使用来自GNSS源320的信息作为输入，以生成所述待决估计值，下面示出了一些示例，但不限于图3的示例。这可能涉及使用动态改变和/或预先配置的参数信息作为输入。在一示例实施例中，在框230(和/或220)中应用卫星信号可用或质量信息。

可以在框230中应用在控制单元中预先配置的信息或由控制单元预先配置的信息，例如GNSS装置信息和/或影响从GNSS获得可靠的基于卫星的定位估计值的时间段的其它卫星定位特定参数信息。例如，控制单元310可以应用预先配置的时间段(以获得可靠的基于卫星的位置估计值，例如15秒)作为限定240在从GNSS320接收到相关联的初始信号时的速度的基础。位置特定和/或时间历史数据可以由控制单元310存储，其指示影响和适用于框230和/或240的输入的参数。例如，当前卫星位置的信息和/或在过渡区域处的先前定位之后的卫星移动的信息可以被应用作为输入。在进一步的示例实施例中，在框230和/或240中存储和应用位置或过渡区域特定信息。

所述待决估计值可以基于定位时间信息(例如，第一次定位时间(TTFF)值)生成或由所述定位时间信息限定，所述定位时间信息可以专门基于位置来限定。例如，环境或路线图或模型被划分为具有适当大小的(位置)网格，并且定位时间信息是网格特定限定的。在框230中，可以检索出并应用与车辆定位于其中的当前网格相关联的定位时间信息。卫星历书的有效性可以影响待决估计值生成，并且是框230中的输入。也就是说，如果历书不可用或已经过期，则GNSS 320需要进行最广泛的搜索以获取卫星信号。因此，可能需要约100秒。如果历书仍然有效，则接收器可以大大减小卫星信号搜索的搜索范围，并且例如在25秒内执行搜索。

在GPS实施例中，GNSS定位源320包括GPS(接收器)装置，该GPS(接收器)装置通过检测GPS装置的天线的位置(GPS位置)来检测车辆10的位置(GPS位置)。例如，在检测天线位置的过程中，GPS装置可以基于天线已经从其接收到信息的定位卫星的数量来检测指示所检测到的GPS位置的准确度的固定解、浮点解或单点解。当不能测量出GPS位置时，GPS接收器可以输出指示无解的信号。

在一实施例中，从GPS装置接收到的和/或所存储的与先前GPS定位事件相关的GPS质量/状态信息被处理和应用在框230中，用以生成待决估计值，并且/或者应用在框240中，用于限定速度。例如，所接收到的GPS质量信息被处理以估计剩余时间，以实现固定状态/固定解。然后，可以基于估计出来的时间来调整速度，以避免基于DR的累积误差超过最大允许误差阈值并且因此使车辆停止。位置特定统计信息可以由控制单元310存储，该位置特定统计信息可以指示GPS状态过渡时间。例如，可以维持过渡到固定状态(例如，在相关联的网格处)需要花费多长时间的信息。状态过渡可能涉及一个或多个状态过渡(无解->单点解->浮点解->固定解)。如果工作地点包括具有不同阴影区域的区域，则这可能是特别有利的。可以通过为框230保持时间特定的历史信息来考虑卫星轨道周期。例如，一天被划分为例如半小时框，并且可以为每个框存储(固定)状态过渡信息。当现场处的卫星的可见性上存在显著的时间变化时，这是特别有利的。

来自GPS装置的质量信息可以包括实时运动学校正信息和/或误差方差信息(其可能处在误差椭圆中)。误差椭圆通过水平位置误差(HPE)累积分布函数与定位置信水平或积分相关。

控制单元310可以连接到为控制单元310提供输入的传感器或传感器系统340和350。这样的传感器的示例包括液压传感器、陀螺仪和车轮旋转传感器。

INU 302由控制单元310基于该控制单元限定的参数进行控制，以控制车辆的马达304。控制单元310可以被配置用以至少根据所限定的速度向INU 302发送控制信号，以控制传动系统的转动速度和/或扭矩。

在一些实施例中，控制单元310还可以直接或间接连接到传动系统的进一步的元件，诸如马达304或该马达的进一步的控制器，或传动系统中的传感器。例如，前轮的RPM(每分钟转数)能够由RPM传感器测量。控制单元310可以从传动系统获得RPM信息，并且通过算法对其进行处理，以检测车辆的滑移或侧滑(在存在差速锁的情况下)。

控制单元310可以被配置用以基于从传感器340、350接收到的信息来限定基于DR的位置估计值。控制单元310可以包括DR算法，该DR算法被配置用以基于指示车辆车轮旋转和相对航向的输入信号来累积车辆的行驶过的距离和航向。控制单元310可以被配置用以限定和/或累积210DR定位误差。替代性地是，DR位置源提供DR定位估计值，并且还可以累积误差并且向控制单元310指示所述误差。控制单元310可以被配置用以基于从GNSS 320和/或SCS 322接收到的位置信息(在一些实施例中，基于达到校正阈值的DR定位误差、预先配置的时间间隔或自达到先前校正以来所行驶过的距离阈值)来控制DR位置校正。

控制单元310或车辆10中的另一模块可以被配置用以托管定位服务或提供者。定位服务可以向一个或多个位置消费者(未示出)提供车辆10的当前位置。车辆的导航/行驶控制器或自动驾驶控制器可以是位置信息消费者，并且应用位置信息来生成用于将车辆引导到路线计划的后续路线点的转向指令。车辆还可以包括或连接到可以利用所述位置信息的其它模块，诸如特定碰撞避免控制模块、任务管理器(其可以被配置用以为车辆的车队分配工作任务以及更新和/或监测任务绩效和状态)、可视化模块(用以供操作员(本地和/或远程)生成至少一些显示视图)、远程监测和控制模块等。

用户接口(UI)330可以连接到控制单元310，其包括例如操纵杆、触摸屏或其它输入装置，通过所述装置，可以将来自用户的输入信号提供给所述控制单元，以便影响例如车辆的自主驾驶，而且可以配置当前所公开的控制特征中的至少一些特征。控制单元310可以连接到车辆中的进一步的单元，诸如可以与吊臂致动器和铲斗致动器相连接的致动器控制单元或(子)系统。

图1的车辆10和图3的系统在本文中仅作为可以实施本文中公开的实施例的示例而公开。这些实施例适用于各种其它类型和配置的车辆和控制单元。

图5示出了车辆10沿着由一组路线点500a、500b、500c限定的路线驾驶的俯视图示例。虚线示出了示例路径和由DR定位误差导致的与路线点的偏差。

在一些实施例中，当车辆10正在移动时，在先前位置校正处的重置之后，控制单元20、310在框210中累积纬度(DR)误差(在方向y上)和纵向(DR)误差(沿驾驶方向所在的方向x)。

在一实施例中，基于通过第一和/或第二定位源对基于DR的定位的最近历史误差校正(例如，在预定时间或距离内记录到的这样的历史误差校正数据)来估计纵向误差和/或纬度误差。因此，可以基于一个或多个较早校正事件所需的校正量(即，较早的基于航位推算的位置与通过第一或第二定位源的相关联的位置之间的差)来调整误差估计值和/或阈值设置。

例如，可以基于用于给定纵向距离所需的纵向误差校正的先前检测到的需求，来估计纵向误差。例如，可以基于先前要求的航向校正来估计纬度误差，所述先前要求的航向校正基于预定距离或时间内的基于扫描的定位。可以基于校正后的航向的变化和从车辆10的陀螺仪获得的航向来校正纬度误差。可以对这样的估计值进行过滤以便获得趋势，以避免瞬时偏差影响过大。

将累积起来的纬度误差和/或纵向误差与最大允许误差阈值进行比较，所述最大允许误差阈值也可以称为车辆的安全裕度或与车辆的安全裕度相关联。响应于超过最大允许误差阈值，车辆10可以停止或速度进一步降低。当位置(通过基于扫描或基于卫星的位置)被校正时，这些误差计数器被重置。对纬度误差的监测在地下坑道中尤为重要。例如，当累积起来的纬度误差超过安全裕度D时，车辆停止。在一实施例中，基于累积起来的纬度误差和纵向误差来确定误差椭圆。响应于检测到误差椭圆以达到已知的坑道宽度(其可以是基于环境模型的估计值)，可以使车辆停止。

在一些实施例中，为累积起来的基于航位推算的定位估计值维持滑动窗口。在框240中，可以应用滑动窗口，以用于限定车辆10的速度。当基于DR的位置被校正时，可以重置滑动窗口。

所应用的误差阈值可以是可配置的。在一些实施例中，基于车辆所经过的环境和/或车辆的性能来自动配置误差阈值。误差阈值可以基于环境模型、路线模型和/或车辆经过的路径来配置。在一示例中，基于环境模型估计坑道的宽度W，并且误差阈值ET可以限定距坑壁的最大允许估计车辆距离并且可以被限定为：

ET＝W-(D+VW(车辆宽度))

在一些实施例中，监测车辆自先前位置校正以来所经过的时间和/或所行驶过的距离。响应于检测到达到最大时间或最大距离时(并且如果无法校正位置)，则控制车辆以使它停止。在一实施例中，所允许的驾驶距离和/或时间受环境模型、路线模型和/或车辆所经过的路径的影响。例如，如果路线上有弯道，则所允许的驾驶距离和/或时间将减小/较小。因此，可以考虑路径或路线轮廓对DR准确度的影响。

在一些实施例中，可以基于可用定位源的质量及该可用定位源的位置信息选择性地应用位置校正方法和位置校正源。参考图4的示例，控制单元20、310可以进一步被配置用以执行以下项中的至少一项：

–限定410车辆的通过基于卫星的第一定位源的位置信息的第一置信水平，

–限定420基于环境扫描的位置信息的第二置信水平，

–基于所述第一置信水平和所述第二置信水平，为车辆选择430定位校正源，以及

–应用440所选择的定位信息源，来校正车辆的基于航位推算的定位。

可以基于处理来自相应的定位源的位置估计信息和/或质量信息来限定这样的置信水平(信息)。在一些示例实施例中，可以通过基于目标定位精度参数处理误差估计值来限定GPS的置信水平，并且可以基于扫描到的坑道轮廓数据与参考轮廓数据之间的相关性水平来限定第二置信水平。第一置信水平和/或第二置信水平可以应用于框220至框240中的一者或多者。例如，响应于第一和/或第二置信水平满足相应的触发阈值来检测触发。

在一些实施例中，响应于第二定位源指示弱或减弱的置信度，例如，第二置信度值满足预先配置的减速阈值，控制车辆10速度降低。可以使车辆的速度逐渐降低到相关联的值或范围。

应理解，各种进一步的特征可以补充或不同于至少其中的一些上述实施例。例如，可能存在进一步的用户交互和/或自动化功能，从而进一步有助于操作员监测车辆，选择适当的动作以克服关于缺乏准确位置信息的问题，以及控制车辆。

在一实施例中，可以根据外部位置参考单元(如果可用的话)更新车辆10在过渡区域中的位置。例如，位置参考单元可以是坑道壁处的无线信号发射单元或另一台车辆的位置跟踪单元。RF标签、接入点、视觉可读码或其位置准确已知的另一个固定单元可以用作位置参考。还参考了US7899599，它公开的是，这样的标识符可以被应用于更新基于DR的位置。

包含电子电路的电子装置可以是用于实现上述至少一些实施例的设备，诸如结合图2所示的方法和针对控制单元20所图示的特征。该设备可以被包括在连接到或集成到车辆的控制系统中的至少一个计算装置中。这样的控制系统可以是控制车辆的各种子系统(诸如液压系统、马达等)的操作的智能车载控制系统。这样的控制系统通常是分布式的，并且包括例如通过由控制器局域网(CAN)节点构成的总线系统连接的许多独立模块。

图6示出了能够支持本发明的至少一些实施例的简化示例设备。示出了装置60，其可以被配置用以基于生成卫星定位待决估计值来执行与速度控制相关的至少其中的一些上述实施例。在一些实施例中，装置60包括或实施控制单元20或其它模块、功能和/或单元，以便执行至少其中的一些上述实施例。

在装置60中包括处理器61，该处理器61可以包括例如单核或多核处理器。处理器61可以包括多于一个的处理器。处理器可以包括至少一个专用集成电路ASIC。处理器可以包括至少一个现场可编程门阵列FPGA。处理器可以至少部分地由计算机指令配置用以执行动作。

装置60可以包括存储器62。该存储器可以包括随机存取存储器和/或永久存储器。该存储器可以至少部分地由处理器61访问。存储器可以至少部分地被包括在处理器61中。该存储器可以至少部分地在装置60的外部，但可由所述装置访问。存储器62可以是用于存储信息(诸如影响装置的操作的参数64)的装置。参数信息尤其可以包括影响速度控制相关特征(诸如阈值)的参数信息。

存储器62可以是包括计算机程序代码63的非暂时性计算机可读介质，该计算机程序代码63包括以下计算机指令：处理器61被配置用以执行所述计算机指令。当被配置用以使处理器执行某些动作的计算机指令被存储在存储器中，并且所述装置总体上被配置用以使用来自存储器的计算机指令在处理器的指示下运行时，处理器和/或其至少一个处理核心可以被认为被配置用以执行所述特定动作。处理器可以与存储器和计算机程序代码一起形成用于在装置中执行至少其中的一些上述方法步骤的装置。

装置60可以包括通信单元65，该通信单元65包括发送器和/或接收器。发送器和接收器可以被配置用以分别在车辆内部或外部发送和接收数据指令和控制指令。例如，发送器和/或接收器可以被配置用以根据全球移动通信系统GSM、宽带码分多址WCDMA、长期演进LTE、3GPP新无线接入技术(N-RAT)、无线局域网WLAN、非地面通信标准和/或以太网标准来操作。装置60可以包括近场通信NFC收发器。NFC收发器可以支持至少一种NFC技术，诸如NFC、蓝牙或类似技术。

装置60可以包括或被连接到UI。UI可以包括以下至少一者：显示器66，扬声器，输入装置67，诸如键盘、操纵杆、触摸屏和/或麦克风。UI可以被配置用以基于上述实施例显示视图。用户可以操作所述装置并且控制至少其中的一些上述特征。在一些实施例中，用户可以通过UI控制车辆10，例如手动驾驶车辆、操作吊臂、改变驾驶模式、改变显示视图、修改参数64等。

装置60可以进一步包括和/或连接到进一步的单元、装置和系统，诸如一个或多个传感器装置68，诸如扫描仪40或感测装置60的环境或车辆的性能(诸如车轮旋转或定向变化)的其它传感器装置。

处理器61、存储器62、通信单元65和UI可以通过装置60内部的电引线以多种不同方式互连。例如，每一个上述装置都可以单独地连接到装置内部的主总线，以允许这些装置交换信息。然而，如本领域技术人员将理解的是，这只是一个示例，并且取决于实施例，可在不脱离本发明的范围的情况下选择互连至少两个上述装置的各种方式。

应理解，所公开的本发明的实施例不限于本文公开的特定结构、过程步骤或材料，而是扩展到其等同物，正如相关领域普通技术人员将认识到的那样。还应理解，本文所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意图是限制性的。

贯穿说明书中对一个实施例或一实施例的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的各个地方的短语“在一个实施例中”或“在一实施例中“的出现不一定都指同一实施例。

如本文所使用，为了方便起见，可以在共同列表中列出多个条目、元素和/或材料。然而，这些列表应被解释为列表中的每个成员都被单独地标识为单独且独一无二的成员。此外，在一个或多个实施例中，所描述的特征、条目、元件或特性可以以任何合适的方式组合。

虽然上述示例说明了本发明在一个或多个特定应用中的原理，但是对于本领域普通技术人员来说，显而易见的是，能够在不行使创造能力并且不偏离本发明的原理和构思的情况下对实施的形式、使用和细节进行许多修改。因此，意图是本发明不受限制，除了由所附的权利要求书限定之外。

本文档中使用动词“包括”和“包含”作为开放限制，即，既不排除也不要求存在还未列举的特征。除非另有明确说明，否则从属权利要求中所述的特征可相互自由组合。此外，应理解，贯穿本文档使用“一”或“一个”，即单数形式，并不排除复数形式。