СИСТЕМА ПОМОЩИ ВОДИТЕЛЮ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМ СОЧЛЕНЕННЫМ ТРАНСПОРТНЫМ СРЕДСТВОМ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ СОЧЛЕНЕННОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО
DRIVER ASSISTANCE SYSTEM FOR CONTROL OF AGRICULTURAL ARTICULATED VEHICLE, AND AGRICULTURAL ARTICULATED VEHICLE

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к системе помощи водителю для управления сельскохозяйственным сочлененным транспортным средством согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения и к сельскохозяйственному сочлененному транспортному средству с такой системой помощи водителю согласно пункту 12 формулы.
Уровень техники
Рассматриваемое сельскохозяйственное сочлененное транспортное средство содержит тягач, выполненный в виде трактора, и прицепной агрегат, присоединенный к тягачу. При этом один и тот же трактор можно комбинировать с разнообразными прицепными агрегатами. Под таким прицепным агрегатом понимают, например, косилки, пресс-подборщики, валкователи, ворошилки, почвообрабатывающие устройства, разбрасыватели удобрений или иные подобные агрегаты.
В уровне техники для оптимального управления сочлененным транспортным средством с учетом определенных критериев оптимизации тягачу назначают систему помощи водителю (DE 10 2012 109 210 А1). При эксплуатации известной системы помощи водителю обнаружилось, что для оптимального управления сочлененным транспортным средством необходимо знать определенные характеристики тягача и прицепного агрегата. Для этого в DE 10 2012 109 210 А1 предложено решение по идентификации прицепного агрегата, на основании которого осуществляется управление сочлененным транспортным средством в целом.
С внедрением известной системы помощи водителю был сделан первый шаг в направлении оптимального согласования управления тягачом и прицепным агрегатом. Разумеется, согласованное управление в известной системе помощи водителю предполагает использование фиксированных наборов параметров. Таким образом, гибкость системы помощи водителю в случае установки на трактор модифицированного или совершенно нового прицепного агрегата оказывается ограниченной с точки зрения управления.
Раскрытие сущности изобретения
Задачей изобретения является такое усовершенствование известной системы помощи водителю, которое позволит повысить гибкость в отношении составления сочленения из тягача и прицепного агрегата при оптимизации управления сочлененным транспортным средством.
Поставленная задача решена системой помощи водителю согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения с признаками, раскрытыми в отличительной части пункта 1 формулы.
Прежде всего, изобретение исходит из того, что система помощи водителю генерирует параметры управления для тягача и/или для прицепного агрегата, причем система помощи водителю имеет блок ввода/вывода для диалога с пользователем. Под «диалогом» обычно понимают пригодность блока ввода/вывода для ввода информации со стороны пользователя и для вывода информации пользователю.
Сгенерированные параметры управления, предпочтительно, направляют в систему управления тягача и/или прицепного агрегата (при наличии). При этом изменение параметров управления приводит к соответствующему изменению настроек тягача и/или прицепного агрегата. Параметры управления могут изменяться полностью автоматически или пользователем. В последнем случае пользователю может быть предложено, например, ввести соответствующие данные через блок ввода/вывода.
Согласно изобретению, в настоящее время считается, что исполнение системы помощи водителю в виде основанной на правилах системы управления открывает новые возможности в отношении вышеупомянутой гибкости. Такая система управления, основанная на правилах, по существу, известна в уровне техники. Она содержит интерпретатор правил соответствующего класса, настроенный на отработку набора правил. Предпочтительно, правила основаны на простых условиях «если-то». Для отработки правил в интерпретатор правил вводят входные данные, к которым интерпретатор правил применяет набор правил. Результатом становятся выходные параметры, составленные на основании входных данных, с одной стороны, и набора правил, с другой стороны. Правила имеют стандартизированный формат, что позволяет интерпретатору правил отрабатывать полностью неизвестные правила воспроизводимым образом.
Предложенная система помощи водителю содержит вышеупомянутый интерпретатор правил, генерирующий параметры управления для сочлененного транспортного средства, отрабатывая правила из некоторого набора правил. При этом под интерпретатором правил понимают модуль соответствующего класса, выполненный независимо от исполнения тягача и прицепного агрегата. Набор правил, напротив, представляет собой характеристики, индивидуальные для тягача и/или прицепного агрегата, которые будут рассмотрены ниже.
Согласно изобретению, исполнение системы помощи водителю в виде основанной на правилах системы управления системно повышает гибкость сочлененного транспортного средства с точки зрения управления. В частности, предложен вариант, в котором система помощи водителю содержит модуль связи, принимающий по меньшей мере два разных набора правил из разных источников данных, и формирует из принятых наборов правил согласно процедуре сопряжения набор правил, подлежащий отработке интерпретатором правил. Возможность этой операции обусловлена тем, что правила содержатся в системе управления, построенной на основе правил из набора правил, в стандартизированном формате, что позволяет сопрягать правила автоматически без дополнительных затрат, например, с использованием известных логических операторов. Кроме того, правилам из различных источников данных может присваиваться разный приоритет, что будет объяснено ниже.
Под «различными источниками данных» в данном общем случае имеется в виду, что источником данных может быть любое аппаратное средство обработки данных.
На практике предложенное решение может быть представлено таким образом, что тягачу будет назначен первый набор правил, содержащий все правила оптимального управления тягачом с применением различных критериев оптимизации, а прицепному агрегату будет назначен следующий набор правил, содержащий соответствующие правила для оптимального режима работы прицепного агрегата. Правила для прицепного агрегата могут относиться как к управлению собственно прицепным агрегатом, так и к управлению тягачом, в частности, в отношении частоты вращения или крутящего момента вала отбора мощности тягача. Тягач уже при поставке может содержать набор правил, в который входят правила для различных прицепных агрегатов. Такие правила, относящиеся к прицепным агрегатам, имеют скорее более общий характер.
Согласно изобретению, два набора правил сопрягают друг с другом в соответствии с процедурой сопряжения, в результате чего получают результирующий набор правил, подлежащий отработке интерпретатором правил. Сопряжение может быть выполнено, например, путем сведения обоих наборов правил в неизменной форме в один результирующий набор правил, если это не повлияет на функции тягача и прицепного агрегата, критические с точки зрения обеспечения их работоспособности. Это могло бы иметь место, например, в том случае, если отработка правила для прицепного агрегата привела бы к включению рабочего режима, физически невозможного для тягача. В таком случае говорят о конкурирующих правилах из двух наборов правил, которые могут быть учтены процедурой сопряжения иным способом, который будет раскрыт ниже.
Предложенное решение позволяет оптимизировать управление сочлененным транспортным средством, причем сочлененное транспортное средство может быть составлено из самых различных тягачей и различных прицепных агрегатов. С точки зрения управления предложенное решение совершенно не ограничивает вышеуказанную гибкость.
В предпочтительном варианте осуществления по пункту 2 формулы по меньшей мере два набора правил представляют собой один набор правил, индивидуальный для сочлененного транспортного средства, и второй набор правил, индивидуальный для прицепного агрегата, причем эти наборы правил соответствующим образом сопряжены друг с другом. По существу, также может быть предусмотрен вариант, в котором набор правил, индивидуальный для сочлененного транспортного средства, будет принят из источника данных, содержащего правила оптимизированного управления сочлененным транспортным средством в целом.
Предпочтительные варианты осуществления по пунктам 3-6 относятся к предпочтительным источникам данных, из которых берутся наборы правил, индивидуальные для тягача, прицепного агрегата и сочлененного транспортного средства. При этом, согласно пункту 3 формулы, может быть выгодным вариант, в котором наборы правил, индивидуальные для тягача и прицепного агрегата, можно сохранять локально, в частности в системе управления тягача или прицепного агрегата. Речь идет о простых в реализации вариантах, допускающих эксплуатацию в автономном режиме без обмена данными с внешними устройствами.
В альтернативном варианте, согласно пункту 4 формулы, может быть предусмотрен прием наборов правил, индивидуальных для тягача или прицепного агрегата, из источника данных, удаленного от сочлененного транспортного средства. Например, соответствующий набор правил может храниться в облачной системе обработки данных. Это позволяет обмениваться соответствующими наборами правил в глобальном масштабе и, например, постоянно оптимизировать наборы правил, руководствуясь приобретенным практическим опытом, без вмешательства пользователя.
В то время как вышеупомянутое локальное хранение наборов правил является предметом пункта 5 формулы, пункт 6 раскрывает особенно предпочтительную смешанную форму, в которой набор правил, индивидуальный для тягача, принимается из системы управления тягача, а набор правил, индивидуальный для прицепного агрегата, - из источника данных, удаленного от сочлененного транспортного средства. Это разумно, поскольку на практике чаще заменяют прицепной агрегат, чем тягач.
Как было указано выше, интерпретатор правил применяет правила подлежащего отработке набора правил к входным параметрам. Выбор таких входных параметров является предметом пунктов 7 и 8 формулы. Соответственно, входные параметры также могут происходить из различных источников данных, например, от датчиков тягача и/или прицепного агрегата, от блока ввода/вывода системы помощи водителю или из источника данных, удаленного от сочлененного транспортного средства.
В особенно предпочтительном варианте осуществления, раскрытом в пункте 8 формулы, входные параметры представляют собой заданные пользователем критерии оптимизации, которые пользователь вводит, предпочтительно, через блок ввода/вывода.
Кроме того, предложенное решение позволяет особенно гибко реализовать интерпретатор правил, модуль сопряжения и блок ввода/вывода. Согласно пункту 9 формулы, эти компоненты можно стационарно установить на тягаче или прицепном агрегате или расположить удаленно от сочлененного транспортного средства. Также возможен вариант, в котором по меньшей мере один из этих компонентов работает в облачной системе обработки данных. Такая гибкость обусловлена, в частности, тем, что стандартизированные правила набора позволяют легко структурно разделить интерпретатор правил, с одной стороны, и модуль сопряжения, с другой стороны.
Прочие предпочтительные варианты осуществления, раскрытые в пунктах 11 и 12 формулы, относятся к легко реализуемым вариантам процедуры сопряжения. Наиболее простым вариантом по пункту 11 является объединение правил принятых наборов правил в неизменном виде.
Согласно следующему аспекту, раскрытому в пункте 13 и имеющему самостоятельное значение, изобретение относится к сельскохозяйственному сочлененному транспортному средству, содержащему тягач и прицепной агрегат. В этом аспекте существенным является оснащение сочлененного транспортного средства системой помощи водителю по первому аспекту изобретения. В отношении описания делается отсылка ко всем вариантам осуществления первого аспекта изобретения, подходящим для раскрытия сельскохозяйственного сочлененного транспортного средства в целом.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет детально рассмотрено ниже на основании единственного варианта осуществления, изображенного на фигуре:
Фигура 1: предложенное сельскохозяйственное сочлененное транспортное средство с системой помощи водителю согласно изобретению, схематичное изображение.
Осуществление изобретения
Предложенная система 1 помощи водителю служит для управления сельскохозяйственным сочлененным транспортным средством 2 и заявлена в качестве отдельного аспекта изобретения.
В состав сочлененного транспортного средства 2 входит тягач 3, выполненный в виде трактора, и прицепной агрегат 4. Прицепной агрегат 4 может представлять собой любой навесной агрегат 4, который можно присоединить к тягачу 3. В представленном варианте осуществления прицепной агрегат 4 представляет собой пресс-подборщик, позволяющий прессовать в тюки сено, солому и иные подобные материалы.
Предложенная система 1 помощи водителю выполнена с возможностью генерации параметров 5а управления для тягача 3 и параметров 5b управления для прицепного агрегата 4.
Представленный тягач 3 содержит систему 6 управления тягача, позволяющую изменять настройки тягача, в частности, частоту вращения двигателя 7 тягача, частоту вращения или крутящий момент вала 8 отбора мощности тягача 3, высоту 9 подъема задней навески или иные подобные параметры. В систему 6 управления тягача передают параметры 5а управления, сгенерированные системой 1 помощи водителю. Такую передачу параметров 5а управления можно осуществлять полностью автоматически или с помощью пользователя, который, например, разрешает изменение параметров 5а управления через блок 11 ввода/вывода или вводит такие параметры через блок 11 ввода/вывода.
В данном случае и предпочтительно прицепной агрегат 4 содержит собственную систему управления, в частности систему управления 10 прицепного агрегата, в которую передают параметры 5b управления, сгенерированные системой 1 помощи водителю.
Предложенная система 1 помощи водителю построена на диалоговой основе. Это означает, что система 1 помощи водителю содержит блок 11 ввода/вывода, предназначенный для вышеописанного диалога с пользователем.
Предложенная система 1 помощи водителю выполнена в виде системы управления на основе правил и, соответственно, содержит интерпретатор 12 правил, генерирующий вышеупомянутые параметры 5а, 5b управления путем отработки правил 13а набора 13 правил.
Кроме того, предложенная система 1 помощи водителю содержит модуль 14 сопряжения, принимающий по меньшей мере два набора 15-17 правил из различных источников 18-20 данных, причем модуль 14 сопряжения формирует из принятых правил 15-17 и связанных правил 15а-17а в соответствии с процедурой 21 сопряжения набор 13 правил, подлежащий отработке интерпретатором 12 правил.
Основные преимущества предложенного решения раскрыты в общей части. Также следует отметить, что при использовании предложенного решения вычислительные мощности и объем памяти, необходимые на тягаче 3 и прицепном агрегате 4, будут сравнительно невелики. Это обусловлено тем, что реализация системы 1 помощи водителю на основании правил позволяет отрабатывать стандартизированные правила интерпретатором 12 правил, благодаря чему можно обойтись без специального программного обеспечения с высокими требованиями к вычислительным мощностям и объему памяти.
Также следует отметить, что вид и метод определения наборов правил, передаваемых в модуль 14 сопряжения, не важен для предложенного решения. Например, для распознавания прицепного агрегата 4 можно использовать систему считывания, известную на уровне техники, что позволит принимать соответствующий набор правил из подходящего источника данных таким образом, который будет раскрыт ниже.
В данном случае и предпочтительно модуль 14 сопряжения принимает набор 15 правил, индивидуальный для тягача, и набор 16 правил, индивидуальный для прицепного агрегата, из различных источников 18, 19 данных и формирует из принятых наборов 15, 16 правил набор 13 правил, подлежащий отработке.
В представленном варианте осуществления в системе 6 управления тягача можно сохранять набор 15 правил для тягача, причем модуль 14 сопряжения выполнен с возможностью приема набора 15 правил для тягача от системы 6 управления тягача и его сопряжения со следующим набором 16 правил. В качестве альтернативы или дополнения, как это имеет место в данном варианте, можно предусмотреть хранение в системе 10 управления прицепного агрегата набора 16 правил, индивидуальных для прицепного агрегата, причем модуль 14 сопряжения выполнен с возможностью приема набора 16 правил, индивидуальных для прицепного агрегата, и его сопряжения со следующим набором 15 правил. Такое локальное хранение наборов 15, 16 правил выгодно тем, что наборы 15, 16 правила известным образом связаны с компонентами, к которым относятся наборы 15, 16 правил.
В альтернативном варианте повышенная гибкость в отношении возможных изменений в соответствующих наборах 15, 16 правил может быть достигнута благодаря тому, что модуль 14 сопряжения выполнен с возможностью приема набора 15 правил, индивидуального для тягача, и/или набора 16 правил, индивидуального для прицепного агрегата и/или, как в данном варианте, набора 17 правил, индивидуального для данного сочлененного транспортного средства, из источника 20 данных, удаленного от сочлененного транспортного средства, в данном случае облачной системы обработки данных, и его сопряжения со следующим набором 15, 16 правил.
В представленном и, тем самым, предпочтительном варианте осуществления модуль 14 сопряжения принимает набор 15 правил, индивидуальный для тягача, от системы 6 управления тягача и набор 16 правил, индивидуальный для прицепного агрегата, от системы 10 управления прицепного агрегата. При этом система 6 управления тягача, предпочтительно, стационарно установлена на тягаче 3, в то время как система 10 управления прицепного агрегата, предпочтительно, стационарно установлена на прицепном агрегате 4.
Смешанный вариант предусматривает прием модулем 14 сопряжения набора 15 правил, индивидуального для тягача, от системы 6 управления тягача и набора 16 правил, индивидуального для прицепного агрегата, из источника данных, удаленного от сочлененного транспортного средства.
На фигуре 1 видно, что интерпретатор 12 правил принимает входные параметры 22-24 из источника 25-27 данных, в данном случае и предпочтительно различных источников 25-27 данных, причем интерпретатор 12 правил применяет правила 13а подлежащего отработке набора 13 правил к принятым входным 25-27 параметрам, чтобы сгенерировать вышеупомянутые параметры 5а, 5b управления.
В особенно предпочтительном варианте осуществления источник 25 данных, предоставляющий входные параметры 22, представляет собой систему 28 датчика, определяющую параметры окружающей среды вокруг сельскохозяйственного сочлененного транспортного средства 2. Система 28 датчика может представлять собой, например, датчик влажности соломы, датчик влажности воздуха, датчик температуры воздуха или иное подобное устройство. Кроме того, могут применяться оптические датчики, в частности датчики обработки изображений, например, лазерные датчики или видеодатчики.
В качестве альтернативы или дополнения источник 26 данных, предоставляющий входные параметры 23, представляет собой блок 11 ввода/вывода системы 1 помощи водителю. Например, возможен вариант, в котором пользователь будет вручную вводить параметры окружающей среды через блок 11 ввода/вывода.
Кроме того, в качестве альтернативы или дополнения источник 27 данных, предоставляющий входные параметры 24, может представлять собой источник 20 данных, удаленный от сочлененного транспортного средства, в данном случае и предпочтительно, источник данных об участке или погодных условиях. Информация об участке может относиться, например, к топологии участка, подлежащего обработке сочлененным транспортным средством 2, которая влияет на управление сочлененным транспортным средством 2.
В отношении входных параметров, которые можно вводить, например, через блок 11 ввода/вывода, следует отметить, что речь может идти о заданных пользователем критериях оптимизации, причем интерпретатор 12 правил применяет правила 13а подлежащего отработке набора 13 правил для соответствия критериям оптимизации. Таким образом, изменяя входные параметры для интерпретатора 12 правил можно в определенной степени изменять фокус оптимизации.
В предложенном решении интересен тот факт, что возможно не только происхождение наборов 15-17 правил и входных параметров из полностью различных источников 22-24 данных, но и, по существу, произвольная реализация интерпретатора 12 правил, модуля 14 сопряжения и блока 11 ввода/вывода. В первом варианте по меньшей мере один из этих компонентов может работать в управляющем оборудовании, стационарно установленном на тягаче или прицепном агрегате. В альтернативном варианте по меньшей мере один из этих компонентов может работать в управляющем оборудовании, установленном удаленно от сочлененного транспортного средства, в частности, удаленно от тягача и/или прицепного агрегата.
Под удаленным от сочлененного транспортного средства источником данных или управляющим оборудованием понимают, предпочтительно и по существу, аппаратные средства обработки данных, удаленные от сочлененного транспортного средства, более предпочтительно, как показано на фигуре 1, облачную систему обработки данных. По существу, источник данных, удаленный от сочлененного транспортного средства, может представлять собой сервер данных, удаленный от сочлененного транспортного средства 2, обменивающийся данными с сочлененным транспортным средством через интернет-соединение или иной подобный канал.
Таким образом, вышеупомянутые источники 18-20, 25-27 данных могут быть реализованы различными способами. Как уже было сказано, источники 18-20, 25-27 данных могут быть расположены на тягаче 3 или прицепном агрегате 4. Также возможен вариант, в котором источники 18-20, 25-27 данных будут связаны с другой сельскохозяйственной рабочей машиной или другим сельскохозяйственным сочлененным транспортным средством 2. Также возможен вариант, в котором источники 18-20, 25-27 данных будут предоставляться мобильным оконечным устройством, в частности интеллектуальным устройством, например, смартфоном. По существу, все вышесказанное справедливо для аппаратных средств обработки данных, связанных с интерпретатором 12 правил, модулем 14 сопряжения и блоком ввода/вывода.
Пунктирные соединения, изображенные на фигуре 1, представляют собой преимущественно соединения для передачи данных. Для этого можно использовать любые типы стандартизированных соединений, например, Isobus, Bluetooth, UMTS, 3G, 4G, 5G, USB, шину CAN, Wi-Fi, Интернет, Ethernet и т.п.
В связи с этим необходимо отметить, что соответствующее соединение, по существу, также может быть зашифровано с помощью процедур шифрования для предотвращения несанкционированного доступа.
Для определения процедуры 21 сопряжения существует множество выгодных вариантов. В простейшем случае в соответствии с процедурой 21 сопряжения правила, принятые модулем 14 сопряжения из наборов 15-17 правил, объединяются без изменений. В альтернативном варианте принятые наборы 15-17 правил могут быть преобразованы в новые правила.
Важный частный случай сопряжения принятых наборов 15-17 правил имеет место в том случае, когда в соответствии с процедурой 21 сопряжения конкурирующим друг с другом правилам 15а, 16а двух наборов 15, 16 правил присваивают различные приоритеты, причем после этого конкурирующие правила 15а, 16а отрабатываются интерпретатором 12 правил в зависимости от присвоенных приоритетов. Это позволяет гарантировать, что набор правил одного компонента сочлененного транспортного средства 2 не приведет к нарушению работы другого компонента сочлененного транспортного средства 2.
Согласно следующему аспекту, имеющему самостоятельное значение, сельскохозяйственное сочлененное транспортное средство 2 содержит тягач 3 и прицепной агрегат 4. При этом существенно, чтобы сочлененное транспортное средство 2 было оснащено предложенной системой 1 помощи водителю. Этот аспект ссылается на все соответствующие варианты осуществления.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 - система помощи водителю
2 - сочлененное транспортное средство
3 - тягач
4 - прицепной агрегат
5а - параметры управления тягача
5b - параметры управления прицепного агрегата
6 - система управления тягача
7 - двигатель тягача
8 - вал отбора мощности
9 - высота подъема
10 - система управления прицепного агрегата
11 - блок ввода/вывода
12 - интерпретатор правил
13 - подлежащий отработке набор правил
14 - модуль сопряжения
15-17 - наборы правил
18-20 - источники данных
21 - процедура сопряжения
22-24 - входные параметры
25-27 - источники данных
28 - система датчика.