[發明專利]視覺輔助系統和引導車輛的方法

有效

• 申請號: 200580045958.1
• 申請日: 2005-12-16
• 公開（公告）號: CN101292244A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: S·韓;J·F·賴德;F·羅維拉－馬斯
• 申請（專利權）人: 迪爾公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王岳;王小衡

技術領域

本發明涉及一種視覺輔助系統和引導車輛的方法。

背景技術

全球定位系統(GPS)接收機已經被用于為車輛引導應用提供位置數據。然而，盡管具有差分校正的某些GPS接收機可以在大多數操作時間內具有大約10厘米(4英寸)的總體定位誤差，但是，對于它們百分之五的操作時間來說，大于50厘米(20英寸)的絕對定位誤差是典型的。并且，GPS信號會被建筑物、樹木或其他障礙物阻擋，這使得只有GPS的導航系統在某些位置或環境中是不可靠的。因此，需要用一個或更多的附加傳感器來補充或增強基于GPS的導航系統，以便提高精確度和健壯性。

發明內容

一種引導車輛的方法和系統包括為車輛收集位置數據的位置模塊(例如，位置確定接收機)。視覺模塊為車輛收集視覺數據。位置質量估計器為在評價時間窗期間所收集的相應位置數據估計位置質量數據。視覺模塊為在評價時間窗期間所收集的相應視覺數據估計視覺質量數據。監控器模塊基于針對評價時間窗或拖尾評價時間窗的應用間隔的質量數據，選擇用于視覺數據和位置數據(或者與其相關聯的誤差信號)的混合比。

附圖說明

圖1是根據本發明基于位置數據和視覺數據來引導車輛的系統的框圖。

圖2是根據本發明基于位置數據和視覺數據來引導車輛的方法的流程圖。

圖3是根據本發明為車輛引導確定位置數據和視覺數據的相對貢獻(例如，權重)的方法的流程圖。

圖4是根據本發明為車輛引導確定位置數據和視覺數據的相對貢獻(例如，權重)的另一方法的流程圖。

圖5是根據本發明基于位置數據和視覺數據來生成控制信號(例如，誤差信號)的方法的流程圖。

圖6是根據本發明生成控制信號(例如，誤差信號)和曲率的方法的流程圖。

圖7是本發明系統和方法的模糊邏輯方面的流程圖。

圖8A和圖8B是將視覺數據質量和位置數據質量作為輸入，將混合比作為輸出，以便為車輛引導確定位置數據貢獻(例如，位置數據權重)和視覺數據貢獻(例如，視覺數據權重)的圖。

圖9是視覺質量數據和位置質量數據的模糊成員函數的曲線圖。

圖10是由位置確定接收機確定的曲率的模糊成員函數的曲線圖。

圖11是與解模糊過程相關聯的每個混合比的明確值(crispvalue)的曲線圖。

圖12是解釋了諸如差分全球定位系統(GPS)信號的位置數據的靜態定位誤差的圖。

圖13是解釋了諸如差分全球定位系統(GPS)信號的位置數據在被諸如根據本發明視覺模塊的另一個傳感器“調節(tuning)”之后的定位誤差的圖。

圖14是解釋了為引導系統選擇引導模式的流程圖，該引導系統包括視覺模塊和位置確定模塊。

優選實施方式的描述

圖1是用于引導車輛的引導系統11的框圖。引導系統11可被安放在車輛或移動式遙控裝置(mobile?robot)上或配備有車輛或移動式遙控裝置。引導系統11包括視覺模塊22以及與監控器模塊10通信的位置模塊26。

視覺模塊22可以與視覺質量估計器20相關聯。位置模塊26可以與位置質量估計器24相關聯。監控器模塊10可以與數據存儲設備16、車輛控制器25通信，或者與它們一起通信。依次地，車輛控制器25與操縱系統27相耦合。

位置模塊26包括位置確定接收機28和曲率計算器30。位置確定接收機28可以包括具有差分校正的全球定位系統(GPS)接收機。位置確定接收機提供車輛的位置數據(例如，坐標)。曲率計算器30估計彎曲的車輛路徑或計劃的車輛路徑的曲率或“銳度”。曲率就是到路徑上任意兩個參考點(例如，相鄰的點)之間的車輛路徑的正切角的變化率。位置模塊26可以向至少監控器模塊10或位置質量估計器24指示一個或多個如下的情況或狀態(例如，借助狀態信號)：(1)位置模塊26失效的位置，(2)對于一個或更多相應的評價間隔，位置數據不能得到或者被破壞的位置，以及(3)對于一個或更多評價間隔，位置數據的估計精度或可靠性下降到最小閾值以下的位置。位置模塊26或位置確定接收機28為非常適用于全球導航或全球路徑規劃的車輛提供位置數據。