[發明專利]自主載體的對象感知和規避系統有效

申請號：	201680089095.6	申請日：	2016-07-06
公開（公告）號：	CN109791406B	公開（公告）日：	2022-06-07
發明（設計）人：	雷金納德·N·比爾;大衛·錢伯斯;大衛·W·帕格里爾羅尼	申請（專利權）人：	勞倫斯利弗莫爾國家安全有限責任公司
主分類號：	G05D1/02	分類號：	G05D1/02;B64C39/02;G01S13/48;G01S13/93;G01S13/933;G05D1/10;G08G5/00;G08G5/04
代理公司：	北京潤平知識產權代理有限公司 11283	代理人：	肖冰濱;王曉曉
地址：	美國加利***	國省代碼：	暫無信息
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摘要：
搜索關鍵詞：	自主載體對象感知規避系統
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【說明書】：

本發明提供了一種用于確定自主載體(AV)在不使用成像系統的情況下避開對象(例如障礙物)行駛到目標的行駛路徑的系統。對象感知和規避(OSA)系統檢測與AV相鄰的對象范圍中的對象，并且當AV行駛時動態地生成到對象的行駛路徑以避開所述對象。OSA系統不斷地使用傳感器來收集對象范圍內任何對象的傳感器數據。然后對象檢測系統檢測所述對象并基于不同傳感器所表示的對象的三角測量范圍確定它們的位置。再然后路徑規劃器系統規劃AV的下一個行駛方向，在尋求最小化行駛距離的同時也規避檢測到的對象。接著OSA系統指示AV沿行駛方向行駛。

關于聯邦政府資助研究的聲明

根據美國能源部和勞倫斯利弗莫爾國家安全有限責任公司之間用于勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的運作的合同號DE AC52-07NA27344，美國政府擁有本發明的權利。

背景技術

無人駕駛飛行器(UAVs)，也稱為無人駕駛飛行器系統(UAS)或無人駕駛飛機，用于各種各樣的應用，例如軍事，科學，商業，人道主義和娛樂應用。可以以多種方式控制UAV，范圍從導航系統的自動控制到操作員的遠程控制。提供自動控制的導航(或引導)系統可以內置在UAV上或從UAV接收數據并將指令發送到UAV的地面站上。導航系統可以簡單地沿著由全球定位系統(GPS)坐標定義的指定路線(例如，直線)將UAV導航到目的地。更復雜的導航系統可以與內置成像系統接口連接，該系統收集UAV附近的環境圖像。導航系統可以處理圖像以識別UAV路徑中的障礙物(例如，建筑物，山脈和樹木)并且將UAV引導到得以避開障礙物的路線上。當UAV處于操作員的遠程控制下時，UAV可具有內置攝像系統，其將環境圖像流式傳輸給操作員。如果無人機沒有內置攝像系統，則操作員需要UAV的視線。操作員可以使用多種駕駛艙類型的控制來引導UAV。

處理圖像以識別障礙物的導航系統可能非常昂貴并且可能給UAV增加顯著的重量。這些導航系統包括攝像系統，圖像處理系統，障礙物檢測系統，路線規劃系統等。費用的很大一部分由處理圖像所需要的計算和存儲資源所決定。每個圖像可能需要幾十兆字節才能存儲。為了實時處理圖像，導航系統可能需要高端處理系統，并且可能需要定制設計的處理器。除了高端軍事應用之外，這種導航系統的費用和重量使得它們對于UAV的使用是不現實的。因此，商業和娛樂用途的UAV的遠程控制會基于其所具有的視線。

附圖說明

圖1示出一些實施例中的對象感知和規避(OSA)系統的部件的框圖。

圖2A示出了從三個傳感器導出的范圍。

圖2B示出了對象的定位。

圖3A示出了具有一個發射器的傳感器陣列的多種幾何形狀。

圖3B示出了傳感器收發器陣列的多種幾何形狀。

圖4示出一些實施例中由OSA系統使用的多種數據結構的框圖。

圖5示出一些實施例中的OSA系統的部件的框圖。

圖6示出一些實施例中的OSA系統的路徑控制器系統的整體處理的流程圖。

圖7示出一些實施例中OSA系統的檢測對象部件的處理流程圖。

圖8示出一些實施例中OSA系統的計算位置部件的處理流程圖。

圖9示出一些實施例中的填充對象數據結構部件的處理流程圖。