[发明专利]用于在机器铰接期间的碰撞缓解的系统和方法

说明书

公开一种用于铰接式作业车辆的碰撞缓解系统和方法。该系统包括控制器，该控制器配置成基于与围绕铰接式作业车辆的所感测对象相对应的信号来确定围绕铰接式作业车辆的安全区域。控制器进一步配置成基于来自操作地联接于铰接式作业车辆的一组传感器系统的信号来确定铰接式作业车辆上一个或多个外围点的位置和速度。控制器进一步配置成接收驾驶员控制输入。控制器进一步配置成当预期铰接式作业车辆上的外围点落在距安全区域的最近边缘的预定距离内时向驾驶员控制输入施加限制。

技术领域

本发明涉及一种作业车辆，且更具体地说涉及用于作业车辆的碰撞缓解系统和方法。

背景技术

诸如建筑、农业、采矿的工业通常采用铰接式机器。铰接式机器通常包括前和后框架，该前和后框架由挂接接头铰接在一起用于相对枢转运动。当其中一个框架相对于另一个运动时，铰接式机器转弯以改变行进方向。不同于仅仅通过旋转车轮才能改变方向的汽车和卡车，铰接式机器需要至少是机器长度一半的间隙距离，以完成转弯。当机器紧邻于包括但不限于其它作业机器、建筑和岩石的周围外部对象时，机器的间隙距离的此种大型重新构造在受限的区域中有时可能是危险的。这会导致困难或者与周围对象的意外相互作用，并且当在此种机器中执行转弯或其它操作时引起碰撞。

U.S.7,721,842 B2(之后称为’842专利)涉及一种具有受控转向缓冲的铰接式作业车辆转向系统以及相关联方法。设有转向系统来用于作业车辆，该作业车辆包括铰接式第一和第二车辆部段。转向系统包括控制器，该控制器适合于基于速度请求信号来确定第一车辆部段相对于第二车辆部段绕铰接轴线朝向第一车辆部段的位置范围的端部区域的末端所请求的请求转向速度是否至少等于预定转向速度。转向系统进一步包括基于位置信号来确定第一车辆部段是否定位在位置范围的端部区域中；并且所请求的转向速度是否至少是预定转向速度且第一车辆部段定位在端部区域中，并且基于该信号确定第一车辆部段的实际转向速度低于所请求的转向速度。

’842专利的转向系统提供对铰接式作业车辆的转向速度的操作；然而，此种转向系统并不提供任何装置来检测和/或防止或缓解此类机器与外部对象的碰撞。

发明内容

在本发明的一个方面中，描述一种铰接式作业车辆。该铰接式作业车辆包括具有第一对车轮的前框架和具有第二对车轮的后框架。铰接式作业车辆还包括联接装置，该联接装置将前框架枢转地联接于后框架。铰接式作业车辆包括动力系，该动力系配置成驱动第一和第二对车轮。该铰接式作业车辆进一步包括转向系统，该转向系统配置成基于驾驶员控制输入来提供前框架相对于后框架绕联接装置的受控铰接。铰接式作业车辆包括第一传感器系统、第二传感器系统以及第三传感器系统，该第一传感器系统配置成感测围绕铰接式作业车辆的对象，该第二传感器系统配置成感测前框架相对于后框架的实时铰接角度，且该第三传感器系统配置成感测第一和第二对车轮的实时旋转。铰接式作业车辆还包括实时处理电路，该实时处理电路电气地联接于转向系统、第一传感器系统、第二传感器系统以及第三传感器系统。处理电路配置成基于来自第一传感器系统的与围绕铰接式作业车辆的所感测对象相对应的信号来确定围绕铰接式作业车辆的安全区域。处理电路进一步配置成基于来自第二传感器系统和第三传感器系统的信号来确定铰接式作业车辆上的一个或多个外围点的位置和速度。处理电路配置成接收驾驶员控制输入。处理电路进一步配置成当预期铰接式作业车辆上的外围点落在距安全区域的最近边缘的预定距离内时向驾驶员控制输入施加限制。

在本发明的另一方面中，描述一种用于铰接式作业车辆的碰撞缓解系统。碰撞缓解系统包括存储器，该存储器配置成存储程序指令和传感器信号。碰撞缓解系统还包括与存储器通信的控制器。控制器配置成基于来自第一传感器系统的与围绕铰接式作业车辆的所感测对象相对应的信号来确定围绕铰接式作业车辆的安全区域。控制器还配置成基于来自与铰接式作业车辆操作地联接的一组传感器系统的信号来确定铰接式作业车辆上一个或多个外围点的位置和速度。控制器还配置成接收驾驶员控制输入。控制器进一步配置成当预期铰接式作业车辆上的外围点落在距安全区域的最近边缘的预定距离内时向驾驶员控制输入施加限制。