使用基于视觉的调整引导车辆的方法和系统技术方案

一种用于引导车辆的方法和系统包括收集用于车辆的初步地点数据的地点模块（２６）（例如，地点确定接收器）。视觉模块（２２）在评价时间窗口期间收集用于车辆的视觉导出地点数据。地点质量估计器（２４）在评价时间窗口期间估计相应的收集初步地点数据的地点质量数据。视觉模块（２２）在该评价时间窗口期间估计相应的收集视觉导出地点数据的视觉质量数据。如果该视觉质量数据超过最小阈值水平，则调整器（１１０）基于该视觉导出地点数据将初步地点数据调整为修正的地点数据，使得所述修正的地点数据被寄存或一般地与所述视觉导出地点数据共同延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用视觉调整引导车辆的方法和系统。
技术介绍
全球定位系统(GPS)接收器已经用于为车辆引导应用提供位置 (position )数据。然而，尽管具有差分校正(differential correction)的特定GPS接收器在其大部分工作时间内具有约为10 厘米(4英寸)的一般定位误差，大于50厘米(20英寸)的绝对定位 误差在其5%的工作时间内是典型的。此外，GPS信号会被建筑物、树 或其他障碍物阻挡，这使得仅GPS的导航系统在特定地点(location) 或环境中变得不可靠。因此需要使用一个或多个附加传感器补充或增 强GPS基导航系统，从而提高精确度和鲁棒性。
技术实现思路
一种用于引导车辆的方法和系统包括用于为车辆收集初步地点数 据的地点模块(例如，地点确定接收器)。视觉模块在评价时间窗口期 间收集车辆的视觉导出地点数据。视觉模块在评价时间窗口期间为相 应的收集视觉导出地点数据估计视觉质量数据。如果视觉质量数据超 过最小阈值水平，则调节器基于视觉导出地点数据将初步地点数据调 整为修正的地点数据，使得修正的地点数据与视觉导出地点数据配准 或大致在时间上有相同范围(coextensive).附图说明图1为依据本专利技术基于初步地点数据和视觉导出地点数据来引导 车辆的系统的方框图。图2为依据本专利技术基于初步地点数据和视觉导出地点数据来引导 车辆的方法的流程图。图3为依据本专利技术基于初步地点数据和视觉导出地点数据来引导 车辆的另一种方法的流程图。图4的图表示出了地点数据的静态定位误差，例如从差分全球定 位系统(GPS)导出的引导信号。图5的图表示出了地点数据的定位误差，例如在诸如依据本专利技术 的视觉模块的另一种传感器"调谐"之后，从差分全球定位系统(GPS) 信号导出的引导信号。具体实施例方式图1为用于引导车辆的引导系统11的方框图。引导系统11可以 安装在车辆或移动机器人上或者与后者并置。引导系统ll包括视觉模 块22以及与调整器IIO通信的地点确定接收器28。视觉模块22可以与视觉质量估计器20相关联。地点确定接收器 28可以与地点质量估计器24相关联。调整器110可以与车辆控制器 25通信。而车辆控制器25又耦合到转向系统27。地点确定接收器28可以包括具有差分校正的全球定位系统 (GPS)接收器(例如，GPS接收器以及用于接收由卫星或地面源发射 的差分校正信号的接收器)。地点确定接收器28提供车辆的地点数据 (例如，坐标)。地点确定接收器28可以向至少调整器110或地点质 量估计器24 (例如，通过状态信号)指示一个或多个下述条件或状态 (1)地点确定接收器28禁用，(2)在一个或多个相应评价间隔，地 点数据不可用或毁坏，以及(3)在一个或多个评价间隔，地点数据的 估计精确度或可靠度低于最小阈值.该地点确定接收器28为车辆提供 非常适用于全球导航或全球路径规划的地点数据.在一个说明性实施例中，地点确定接收器28输出下述格式的地点 数据「F ， 其中￡。#，为由地点确定接收器28 (例如，地点确<formula>formula see original document page 5</formula>定接收器28)估计的偏离轨道误差(off-track error), &<^为由 地点确定接收器28估计的航向(heading)误差。视觉模块22可包括图像收集系统和图像处理系统。该图像收集系 统包括下述的一个或多个(1) 一个或多个单目成像系统，用于收集 一组图像(例如，具有不同聚焦设置或透镜调整的相同场景的多个图像，或者不同视场(FOV)的多个图像)；(2)立体视觉系统(例如， 分开已知距离和方向的两个数字成像单元)，用于确定场景内对象上的 点相关的深度信息或三维坐标；(3)测距仪(例如激光测距仪)，用于 确定场景内对象上的点的距离测量或三维坐标；(4)光雷达系统或激 光雷达系统，用于检测场景内对象的速度、高度、方向或范围；(5) 扫描激光系统(例如， 一种激光测量系统，其发射光脉冲，并基于该 脉冲发射和其反射的接收之间的传播时间而估计该激光测量系统与对 象之间的距离)，用于确定与场景内对象的距离；以及(6)成像系统， 通过光学微机电系统(MEMS )、自由空间光学MEMS、或者集成光学MEMS 收集图像。自由空间光学MEMS使用化合物半导体和具有一折射率范围 的材料操纵可见光、红外线、或者紫外光，而集成光学MEMS使用多晶 硅元件反射、衍射、调制或操纵可见光、红外线、或紫外光。MEMS可 以构造成可以依据各种半导体制造技术制造的开关矩阵、透镜、反射 镜、以及衍射光栅。图像处理系统收集的图像可以是例如彩色、单色、 黑白、或者灰阶图像。视觉模块22或视觉导出地点数据可以支持与图像内对象特征的 地点相对应的位置数据(二维或三维坐标)的收集。视觉模块22非常 适用于使用(a)车辆周围环境的特征或局部特征、(b)与这种特征相 关联的位置数据或坐标、或者这二者，来促进车辆导航。局部特征可 包括下述的一个或多个庄稼行地点、栅栏地点、建筑物地点、田地 边缘地点、边界地点、巨石地点、岩石地点(例如，大于最小阈值尺 寸或体积)、田埂和地沟、树地点、作物边缘地点、其他植被(例如草 皮)上的切割边缘、以及参考标记。局部特征的视觉导出地点数据或 者位置数据可以用于规则地(例如，周期性地)调谐来自地点确定接 收器28的初步地点数据。在一个示例中，参考标记可以与高精度地点坐标相关联。此外， 其他局部特征可以与参考标记位置相关。当前车辆位置可以与参考标 记地点或局部特征的固定地点或车辆的地点相关。在一个实施例中， 视觉模块22可以使用坐标或、类似于或基本等效于坐标的数据格式、 或者地点确定接收器28的数据格式，表达关于车辆地点的视觉导出地 点数据。视觉模块22可以通过状态或数据消息向至少调整器110或视觉质量估计器20指示下述中的一个或多个(1 )视觉模块22是否被禁用， (2)在一个或多个评价间隔，视觉导出地点数据是否不可用，(3)视 觉导出地点数据是否不稳定或毁坏，以及(4)图像数据是否经历不满 足阈值性能/可靠性水平的可靠性水平、性能水平或精确度水平。在一个示例中，视觉模块22能够识别庄稼行地点，对于大豆，误 差小到1厘米，对于玉米，误差小到2.4厘米。在一个说明性实施例中，视觉模块22输出下述格式的视觉导出地 点数据「F \其中￡。#_为由视觉模块22估计的偏离轨道误差，五一>。 为由视觉模块22估计的航向误差。地点质量估计器24可包括下述装置中一个或多个信号强度指示器，其与地点确定接收器28相关联；位出错率(bit error rate)指示器，其与地点确定接收器28相关联；另一个装置，用于测量信号质量、出错率、信号强度，或者信号、信道或被传输用于地点确定的代码的性能。此外，对于基于卫星的地点确定，地点质量估计器24可包括一装置，用于确定地点确定接收器28是否接收到具有足够信号质量的最小数目的卫星信号(例如，来自GPS的Ll带上四个或更多个卫星的信号)，以在评价间隔期间为车辆提供可靠的地点数据。地点质量估计器24估计由地点确定接收器28输出的初步地点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于引导车辆的方法，该方法包括：在评价时间窗口期间基于与所述车辆相关联的地点确定接收器收集所述车辆的初步地点数据；在所述评价时间窗口期间基于与所述车辆相关联的视觉模块收集所述车辆的视觉导出地点数据；在所述评价时间 窗口期间估计所述视觉导出地点数据的视觉质量数据；以及如果所述视觉质量数据超过最小阈值水平，则基于所述视觉导出地点数据将所述初步地点数据调整为修正的地点数据，使得所述修正的地点数据与所述视觉导出地点数据配准或大致在时间上具有相同范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S韩，JF赖德，TD皮克特，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]