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一种无人驾驶设备和方法

阅读:1025发布:2020-06-22

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1.一种无人驾驶设备和方法,其基本组成包括:有形的由地面二维码串联组成的链式路径地面图标,和无形的由全球卫星定位传感器设备模、多个测距传感器模块、电子方位传感器模块、扫码器读取模块、速度传感器和控制系统模块采集的电子带宽路径地图数据集合、无人驾驶地面车辆和导航用无人机飞行台;其中全球卫星定位传感器设备模块、多个测距传感器模块、电子方位角传感器模块、二维码喷涂和扫码器读取模块、速度传感器和控制系统模块可以配置在无人驾驶地面车辆或者导航用无人机飞行云台上;其特征在于:
分为有形的引导地图和无形的引导地图,其中有形的引导地图是对地面二维码路径无人驾驶车辆寻迹,除了寻迹功能外还有读取地面二维码路径上的速度限制信息、停车和启动信号灯传感器信息等,控制系统根据指令从已有的带宽路径地图信息库调取和自动拼接新的自定的带宽路径地图中各个分段的二维码路径,对地面二维码路径出现的问题用无人机辅助导航;
有形的引导地图是指由地面喷涂的二维码信息串联排列组合的链式路径地面图标形成有形的路径,其除了可以直接被用于寻迹的导航路径外,其地面二维码信息还包含:限速、减速停车缓冲距离、限制超车、减速、加速、运动方向、延迟距离停车位置和结合信号灯图像识别传感器的转弯限制以及STOP信号启动图像识别检查十字路口前方和左右路口车辆通行等内容信息,可以是即时动作信息也可以是延迟动作信息,可以是相对于地面运动指示方向垂直无偏角信息也可以是可以是相对于地面运动指示方向垂直有具体偏角数值的信息,可以由扫码器或者视觉传感器读取,可以被喷码设备喷涂在道路上;
无形的引导地图是指多个相互间呈相对位置角度固定关系的距离传感器和全球定位系统建立以及各个采样点位或者采样时间段速度和方位角的电子地图带宽路径数据库,由车辆或者飞行器上的传感器读取或者记录存储数据;因为有多组测距传感器的沿着运动方向规律的呈中间和偏左偏右对称分布,由此形成电子地图的带状有宽度的路径数据;因为是同一个时间点下的多组数据,因此每组数据单独和数据库的相应数据比对,一旦其中某组数据达到和数据库的匹配合格率则视为该点位所有数据都符合数据库的匹配合格率,同时对于在匹配合格条件下发现的运动偏差自动动态误差修正;
以上两种带宽路径地图数据可以单独使用也可以同时并用,在并用模式下的作用关系是原则上平行并列,在具体无人驾驶寻迹采样中按照地面有形的引导地图优先使用,无形的引导地图辅助配合使用的原则使用这两种地图导航信息;
全球卫星定位传感器设备模块、多个测距传感器模块、电子方位角传感器模块、二维码喷涂和扫码器读取模块、速度传感器和控制系统模块可以设置在地面无人驾驶车辆上也可以设置在飞行器上,其中的多个测距传感器的在工作状态条件下可以设定相对位置和角度与车辆或者飞行云台固定,电子带宽路径地图数据包也可以和地面的二维码数据信息关联。
2.根据上述权利要求所述的一种无人驾驶设备和方法,其特征在于:在一般条件下无人驾驶车辆执行对地面二维码路径的寻迹运动,但是在如下条件下可以自动启动与地面无人驾驶车辆配载的无人机开启导航模式,此时无人驾驶车辆接受无人机的导航执行相对于无人机的伴行运动;此情况为:
A,在地面二维码路径数据缺失条件下;
B,分段的地面二维码路径不连续,在衔接处的数据缺失条件下;
C,在超车前不能确定被超车辆前方有没有空车位,或者变换车道继续同方向行驶,或者避障行驶的条件下;
超车运动模式:在无人驾驶循迹运行模式中的电子带宽路径地图上可以有速度范围标签设置,导航飞行云台上配置有速度传感器和控制器,地面伴行车辆无人驾驶的过程中如果遇到正前方有同行的同方向路径阻挡车辆,则刚开始会减速沿着既定的电子带宽路径地图行驶,此状态运行达到控制系统设定的上限时间期限后,如果前方同向阻挡车辆依然存在,且此时控制系统分析此循迹模式的电子带宽路径地图的区段内没有不能超车情况的路径地图标签约束,则导航飞行云台开始执行超车运动模式,这时导航飞行云台作为上位机,无人驾驶车辆为下位机,如果原模式是普通车辆对地面二维码路径寻迹,这时就自动接收无人机导航信息放弃地面二维码路径导航;
此时导航飞行云台可以使用视觉传感器扫描超车路径区域内有无其他车辆和前方一定距离内有无会车,以及被超车辆前方安全距离的区域范围内还有没有能够切入的路径行驶车距空间,以决定是否执行超车模式;如果发现有其他车辆可能通过此超车路径区域或者可以计划被超车辆安全距离内的前方还有其他车辆则可以暂停执行超车运动模式;如果没有问题则控制器驱动打开地面车辆此方向转向灯,控制驱动地面无人驾驶车辆开始沿着被超车辆的左侧或者右侧(根据国别的交通法规)在保持和被超车辆设定安全车距的条件下加速超越后在被超车辆前方回归到原来的车道,然后启动车辆对地面二维码的识别装置的导航功能,完成此次超车模式;其间无人机可以替代地面无人驾驶车辆执行无形电子路径带宽地图导航或者有形地面二维码路径导航,也可以快速飞越被超车辆,在被超车辆前方一定车距的设定高度下启动视觉传感器,在寻迹电子路径带宽地图飞行的同时检测地面二维码的位置,导航作为下位机的地面无人驾驶车辆超车后跟进导航的无人机,且在无人机的导航下运行在地面二维码上,最终使用车载传感器读取地面二维码寻迹运动;
变换车道继续同方向行驶模式:此时飞行云台自动启动,接管原来地面无人驾驶车辆的对地面二维码路径的导航运动模式,改为飞行云台导航模式,此时导航飞行云台可以使用视觉传感器扫描地面车辆按照交通规则变车道方向一定距离范围内有无其他车辆,检查数据库该区域能否变道,以决定是否执行变换车道继续同方向行驶模式;如果发现有其他车辆阻碍则暂停变换车道继续同方向行驶模式,反之则控制器驱动打开地面车辆此方向转向灯,驱动控制地面无人驾驶车辆开始伴行被导航飞行器同向一定的距离执行变换车道继续同方向平行行驶;此时无人机可以在原车道的路径上替代地面无人驾驶车辆执行无形电子路径带宽地图导航或者有形地面二维码路径导航,在完成结束变换车道继续同方向行驶模式时地面无人驾驶车辆在控制系统驱动下,在飞行器导航下恢复并入原来车道,其上的地面二维码传感器扫面地面二维码路径信息接管无人机导航,结束该次变换车道继续同方向行驶模式;
避障运动模式:此时的避障绕行不同与超车,是针对路径上的障碍物,这时首先由车前方的距离传感器通过分析该障碍物的相对速度和运动方向判断其是运动的还是静止的物体,如果是静止的则可以停车等待到一定时间后再如超车模式那样转弯通过障碍物;如果是运动的障碍物则停车等障碍消失后继续原方向路径行驶;在启动绕行静止的障碍物以前自动启动信号视觉传感器,如感测到有STOP路牌则暂停避障绕行工作模式继续等待直至前方障碍物消失或者STOP路牌信号消失;
D, 在停车场地范围自动寻找停车位条件下或者启动无人驾驶车辆使其自动寻找主人的接人模式下;
E, 其他需要无人机作为辅助参考寻迹运行条件下。
3.根据上述任何一项权利要求所述的一种无人驾驶设备和方法,其特征在于:无人机导航可以有两种方式:
a,在有地图带宽路径数据条件下:自动下载存储电子地图信息以此设定即将运行使用的准备电子带宽路径地图数据,此数据和地面二维码路径信息存在关联性,此电子带宽路径地图数据带有全球定位数据作为标签的测距传感器飞行高度,以及此高度条件下的各个点位或者时段工作频率下顺序的测距传感器的方位角和数量和速度和运动方位角的数据信息,寻迹运动中根据此下载地图且设定的路径信息的数据库信息匹配比对实际测量的数据进行虚拟寻迹飞行,在数据比对过程中只有相同或者一定半径区域范围内的全球定位数据作为标签的下的数据才能进行比对,也就是说在此工作条件下无人驾驶系统主要实时下载车辆或者无人机的全球定位数据,以此作为关键词或者标签调取数据库中的已经设定需要的地图带宽路径的相应位置点或者路径相对时间段和速度方位角的具体数据;此测量距离传感器在无人驾驶车辆或者飞行云台上以某一个参考点为相对坐标原点,如果以车头方向为Y轴那就以此垂直的X轴方向分别设置多套带有相对固定位置关系的距离传感器,由此各套传感器在运动过程中就建立了一个相对于运动方向垂直的横向的带有参考点和其横向左右位置宽度电子路径的带宽地图;而沿着虚拟电子带宽路径地图的寻迹运动过程,就是一个用多套以车头方向为Y轴那就以此垂直的X轴方向,分别设置多套带有相对固定位置关系的距离传感器测量的动态数据相对于电子路径带宽地图数据,沿着中间线在循迹运动中动态缩小误差纠偏的的过程;
如果临时性缺失了即时的全球定位数据信息,则控制系统根据之前的比对成功的数据信息在地图带宽路径数据库中的相对位置,自动比对其链式路径数据中后面时钟频率标签下后一定距离范围内的数据点或者时间段的数据波形曲线以及运动方位角和速度和惯性数据;比对的数据可以是单位时间点的数据或者是单位时间段的数据波动曲线,此时地面无人驾驶车辆接受无人机导航与之同步伴行;
b.在没有下载地图带宽路径数据条件下:自动设定带有全球定位数据作为标签的测距传感器飞行高度,以及此高度条件下的各个测距传感器的方位角距离和数量以及运动速度和方位角,在人为遥控模式下执行运行且记录所有传感器数据建立和存储运行过程中的路径数据库,记录的数据可以是单位时间点的数据或者是单位时间段的数据波动曲线;对无形电子带宽路径地图的建模可以是人工驾驶带有车载传感器车辆的方式,或者人工驾驶地面车辆使得飞行云台和其上的传感器模块保持相对角度和距离固定关系的伴行方式,或者直接遥控带有传感器的飞行云台的运动建模方式,也可以是带有传感器的飞行云台以出发点为轴心向外做螺旋运动,一旦和数据库中已有的的路径地图信息匹配成功则说明临时创立的地图带宽路径完成了和已经存在的地图带宽路径的无缝相交,于是自动在控制系统下将此过去的临时地图带宽路径数据从交叉点加进缺失的电子带宽路径地图中。
4.根据上述任何一项权利要求所述的一种无人驾驶设备和方法,其特征在于:无人驾驶可以在车辆或者飞行器的四周设置距离传感器,这些传感器只有在运动达到一定速度时才自动启动;在车体左右的距离传感器在运动过程中如果有物体靠近达到一定的距离且其加速度条件时则可以将信号传递给控制系统,驱动车辆减速避让;在车头正前方设置带有一定广角的距离传感器,设置为运动中自动开启停车时自动关闭该距离传感器,此传感器可以是单个也可以是多个,既可以测量近距离也可以测量远距离的物体距离数据,对车前方扇面一定半径扇面面积内,在运动单位时间段中检测到的自动相对于车辆运动速度和角度的数据传递给控制器自动计算确定险级别程度,再驱动做出正常行驶或者减速或者紧急制动或者转弯避让的自动驾驶反应动作。
5.根据上述任何一项权利要求所述的一种无人驾驶设备和方法,其特征在于:无人驾驶在一定条件下可以使用投影光栅格的技术,具体就是由飞行器或者地面车辆在地面车辆行驶的速度条件下,飞行器或者地面车辆的信号发射器在地面无人驾驶车辆运动的正前方的扇形面积上投影反射标志物图案,此标志物图案可以是可见光或者不可见光的栅格图案或者其他标记图案,通过在飞行器或者地面车辆上的视觉传感器读取该标志图案,如果发觉有图案变形到达一定的百分比,则减速或者预警避让或者紧急停车。
6.根据上述任何一项权利要求所述的一种无人驾驶设备和方法,其特征在于:
对地面二维码路径可以人工机械直接喷涂也可以遥控无人机喷涂在路径的地面上,可以包含交叉路口的延迟停车位置和信号灯的类型以及方位角和距离数据;
交叉路口信号灯工作模式:对于通过交叉路口信号灯工作模式采用的是在地面二维码或者电子带宽路径地图上提前预设延迟停车距离、减速信息和不能超车信息标签,和信号灯的种类样式和相对于该地面二维码的方位角度,无人驾驶车辆到达距离信号灯路口一定距离时,已经自动调整车速,其信号灯视觉传感器已经自动开启且一直扫描监控此方位角的信号灯视觉信号信息,如果是红灯则自动在路径二维码提前预设延迟停车距离的位置处停车等待,如果是黄灯则限速通过,如果是绿灯则正常通过;
STOP路牌工作模式:电子带宽路径地图对于交叉路口STOP路牌的处理模式是,停车采用的是在地面二维码或者电子带宽路径地图上提前预设延迟停车距离信息,减速信息和不能超车信息标签信息,和STOP路牌的种类样式和相对于该地面二维码或者电子带宽路径地图上的方位角度信息,无人驾驶车辆到达距离STOP路牌路口前的一定距离时,其信号视觉传感器已经自动调整车速开启且一直扫描监控此方位角的STOP路牌视觉信号信息,到达后按照设定的时长停车等候,再结合视觉传感器监控相应方位角有无物体移动,如果相应方位角没有物体则停车后正常通过,如果有移动物体则根据其在视觉传感器上设定方位角位置的移送时间信息传递给控制系统,由此自动判断是否可以启动继续按照路径行驶。
7.根据上述任何一项权利要求所述的一种无人驾驶设备和方法,其特征在于:
在泊车的时候,用手机APP软件或者其他系统客户端在泊车功能模块下,遥控导航飞行云台到达泊车地点位置上方,此时导航飞行云台的视觉传感器和电子方位角传感器可以将泊车位地形画面显示在用户APP软件或者其他系统客户端上,让用户根据画面的图形功能设定精确泊车位置和泊车平方位角;然后导航飞行云台可以手动或者自动按照可以是相同的或者不同的电子带宽路径地图信息参数要求的飞行云台的激光测距传感器和毫米波雷达测距传感器的高度条件和角度条件,运用飞行云台上的全球卫星定位传感器设备或者激光测距传感器或者毫米波雷达测距传感器或者视觉传感器或者无人机飞行高度测量控制组件或者电子方位角传感器或者视觉传感器等的一个或者多个传感器的测距和控制,从泊车位置开始到当时临时停车位为止搜索测绘建立临时电子带宽路径地图和泊车路径规划路线图,导航飞行云台从临时停车位上方沿着临时电子带宽路径地图和泊车路径规划路线图寻迹飞行到目标泊车位上方,地面无人驾驶车辆即时自动根据车身周围的距离传感器的测距安全避障距离和目标位,避障跟随运行到目标泊车位置且车身和设定要求的电子方位角角度一致完成停车任务;
同理在取车的时候,用手机APP软件或者其他系统客户端在取车功能模块下,遥控导航飞行云台到达取车地点位置上方,此时导航飞行云台的视觉传感器和电子方位角传感器可以将取车位地形画面显示在用户APP软件或者其他系统客户端上,让用户根据画面的图形功能设定精确取车位置和泊车水平方位角;然后导航飞行云台可以手动或者自动按照可以是相同的或者不同的电子带宽路径地图信息参数要求的飞行云台的激光测距传感器和毫米波雷达测距传感器的高度条件和角度条件,运用飞行云台上的全球卫星定位传感器设备或者激光测距传感器或者毫米波雷达测距传感器或者视觉传感器或者无人机飞行高度测量控制组件或者电子方位角传感器或者视觉传感器等的一个或者多个传感器的测距和控制,从取车位置开始到泊车位为止搜索测绘建立临时电子带宽路径地图和取车路径规划路线图,导航飞行云台从泊车位上方沿着临时电子带宽路径地图和取车路径规划路线图寻迹飞行到目标取车位上方,地面无人驾驶车辆即时自动根据车身周围的距离传感器的测距安全避障距离和目标位,避障跟随运行到目标取车位置且车身和设定要求的电子方位角角度一致完成取车任务。
8.根据上述任何一项权利要求所述的一种无人驾驶设备和方法,其特征在于:距离传感器可以是激光测距传感器,也可以是毫米波雷达测距传感器,也可以是声波波雷达测距传感器,也可以是红外线测距传感器;在飞行云台上针对每一个方位角的测距传感器可以是对单个点的距离数值也可以是呈平行设置的集束多个点的一组曲面平均距离数值,可以是矩阵或者可以是环形阵列测距采样,在测距时取测距平均值或者可以取去除最大误差后的平均值作为测量实际数据;在采样频率上可以是一个时间点的多个距离数据集合,也可以是一个频率下的连续时间段的距离数据的波形曲线图数据,此数据集合或者波形曲线按照一定的预设比例参数由控制系统自动识别验证匹配结果是否成功,此数据可以被控制系统在不同速度条件下自动运算出相应的变量,比如电子带宽路径地图的采样速度是某个数据,但是在寻迹运动中因为路况条件需要减速或者超车或者变道要加速,则此时控制系统就会自动运算更新电子带宽路径地图中相应的其他参数数据,去智能化动态比对电子带宽路径地图数据库而不是静态的死板的比对;在导航飞行云台上的毫米波雷达测距传感器被约束了天线口径角度,起到和激光测距传感器相同的测距作用,在电子带宽路径地图建模时针对飞行云台上运动中的毫米波雷达测距传感器,其探测照射地面路况取景的“斑点”即面积越小越精确,而不是普通毫米波雷达的广角大面积大范围的测距采样;在采样上只把速度绝对值是和飞行速度相等速度数据下的距离数据采样视为静止物体的道路参照物来采样,对非该速度数据下的被测物不作为电子路径带宽地图采样测距。
9.根据上述任何一项权利要求所述的一种无人驾驶设备和方法,其特征在于:地面车辆相对于被伴行的导航飞行云台,用多种技术实现两者保持动态目标导航飞行云台的上下关系的运动中相对静止的动态相对固定位置关系,可以采用车顶图案和飞行云台上的视觉传感器识别位置矫正偏差的方法实现,或者是飞行云台发射的超声波信号源给地面伴行车辆上的超声波距离传感器实现目标跟踪最短距离的方法实现,可以是多项技术条件的协同作用完成;导航飞行云台无人机的分析高度的激光测距传感器或者毫米波测距传感器可以是测量地面而不是测量地面伴行车辆的车顶,可以是将多个倾角和方位的激光测距数据在去除最大采样误差后的分析数据或者毫米波测距数据作为无人机的高度值加以调节控制,不使用气压测量,不是海拔高度而是离地高度;
导航飞行云台的充电可以是有线充电或者可以是无线充电两种模式,在导航飞行云台电不足的情况下,控制系统可以自动报警停车等待充电满足后系统再继续运行。
10.根据上述任何一项权利要求所述的一种无人驾驶设备和方法,其特征在于:
地面车辆或者导航飞行云台可以在其四周有距离传感器,在一定速度条件下自动开始工作,可以是超声波或者可以是红外线或者可以是激光测距传感器或者是毫米波测距雷达等,根据控制系统预设的对不同方位的参数的不同距离要求,对测量到行驶中的距离危险可以选择减速或者停车模式;
导航飞行云台上的毫米波雷达测距传感器可以设置近距离监控测距传感器和远距离监控测距传感器,控制器对地面车身的传感器的近距离的低速或者静止障碍实施停车等待再绕行的模式,对飞行云台上的远距离的障碍如果其速度低于设定值则减速运行,如果其运动速度超过设定值则立刻停止位移,待其通过后再继续路径行驶;毫米波雷达测距传感器和激光雷达测距传感器,两种测距建模只在读取电子带宽路径地图数据的匹配率上进行优选;
飞行云台地面高度在1米以上20米以下都是本专利要求的高度范围;
可以在地面车辆的车头或者可以导航飞行云台的正前方设置视觉传感器,分析前方设定距离内有无道路阻挡物体;也适用于小型的走路盲人导航,老人助行车,工厂或者商场、医院等室内的自动无人驾驶车辆的路径规划和寻迹运行,可以用一定固定高度的固定云台替代飞行云台;固定高度的云台只不过是飞行云台的在去除自动超车、自动停车和取车等功能后的简化,但是涉及的电子带宽路径地图建模和寻迹运动工作原理完全相同。

说明书全文

一种无人驾驶设备和方法

技术领域

[0001] 本专利涉及一种无人驾驶设备和方法,解决无人驾驶模式和针对无人驾驶车辆信号控制问题。为了达到上述目的,本发明的技术方案提供出了独特的地面二维码和空中无人驾驶飞行台导航的模式,全新定义了无人驾驶的实现模式。把地面的无人驾驶看成为是地面寻迹运动或者空中寻迹运动下地面车辆伴行的这一全新概念,而寻迹的路径不同于普通路径,有很多特殊的信息供寻迹运动中提前读取提前控制准备,以此为前提下解决了一系列行驶问题和交通信号控制问题。
[0002] 相对于无形的电子路径带宽地图,无人驾驶对数据分析的主动性,是主动性的用动态测量的数据去比对静态的电子带宽路径地图的相关数据,而不是瞎子摸象式的盲目被动接收数据。同时对不需要的无效数据不做分析运算,无人驾驶需要的不是高精度地图这种大量无效数据,而是高精度带宽路径地图这种有效数据,因此大大降低了控制系统的负担。同时引用了无人机技术来作为地面车辆的导航,把二维行驶变成为三维投影下的二维行驶,革命性的解决了无人驾驶的很多无法解决的桎梏,创造出了全新的无人驾驶技术模式和电子带宽路径地图互联网新概念。

背景技术

[0003] 时下的无人驾驶汽车几乎都是使用地面车载传感器,根据全球卫星定位传感器和毫米波雷达以及激光测距传感器等的导航来实现无人驾驶功能。可是地面车载的传感器受高度限制在测量方面受到很多因素的干扰数据不准确,同时在超车方面更加局限。而全球卫星定位传感器数据是面的数据不是路径数据,单独使用全球卫星定位传感器数据有误差,本专利将全球卫星定位传感器数据和多路多度激光测距传感器以及毫米波雷达测距传感器等种类的测距传感器组合利用,由此建立了独创性的全球电子带宽路径地图互联网的新概念。其特点是定位更精确,数据量大为减少,把带宽路径地图实用性得到了提高。
[0004] 毫米波雷达不但用于避障和测速,更重要的是用来和激光测距传感器一样作为测距传感器建模建立电子带宽路径地图。

发明内容

[0005] 专利内容的具体实施方式:有形地面二维码路径和无形电子带宽路径地图,地面车辆飞行器等组件,二维码内容,电子带宽路径地图的组成的主权利,其基本组成包括:有形的由地面二维码串联组成的链式路径地面图标,和无形的由全球卫星定位传感器设备模、多个测距传感器模块、电子方位角传感器模块、扫码器读取模块、速度传感器和控制系统模块采集的电子带宽路径地图数据集合。有形二维码地图的信息,通过动态扫描在运动控制前预先获得驱动参数信息,保证了动作的准确性和稳定可靠性,降低减少了运动中需要的巨量信息量运算的负担,提高控制系统的反应驱动效率。
[0006] 其导航模式分为:无人驾驶地面车辆导航模式和导航用无人机飞行云台导航模式。
[0007] 其中全球卫星定位传感器设备模块、多个测距传感器模块、电子方位角传感器模块、二维码喷涂和扫码器读取模块、速度传感器和控制系统模块可以配置在无人驾驶地面车辆或者导航用无人机飞行云台上。
[0008] 分为有形的引导地图和无形的引导地图,其中有形的引导地图是对地面二维码路径无人驾驶车辆寻迹,除了寻迹功能外还有读取地面二维码路径上的速度限制信息、停车和启动信号灯传感器信息等,控制系统根据指令从已有的带宽路径地图信息库调取和自动拼接新的自定的带宽路径地图中各个分段的二维码路径,对地面二维码路径出现的问题用无人机辅助导航。
[0009] 有形的引导地图是指由地面喷涂的二维码信息串联排列组合的链式路径地面图标形成有形的路径,其除了可以直接被用于寻迹的导航路径外,其地面二维码信息还包含:限速、减速停车缓冲距离、限制超车、减速、加速、运动方向、停车位置和结合信号灯图像识别传感器的转弯限制以及STOP信号启动图像识别检查十字路口前方和左右路口车辆通行等内容,可以是即时动作信息也可以是延迟动作信息,可以是相对于地面运动指示方向垂直无偏角信息也可以是可以是相对于地面运动指示方向垂直有具体偏角数值的信息,可以由扫码器或者视觉传感器读取,可以被喷码设备喷涂在道路上。
[0010] 无形的引导地图是指多个相互间呈相对位置角度固定关系的距离传感器和全球定位系统建立以及各个采样点位或者采样时间段速度和方位角的电子地图带宽路径数据库,由车辆或者飞行器上的传感器读取或者记录存储数据;因为有多组测距传感器的沿着运动方向规律的呈中间和偏左偏右对称分布,由此形成电子地图的带状有宽度的路径数据;因为是同一个时间点下的多组数据,因此每组数据单独和数据库的相应数据比对,一旦其中某组数据达到和数据库的匹配合格率则视为该点位所有数据都符合数据库的匹配合格率,同时对于在匹配合格条件下发现的运动偏差自动动态误差修正。
[0011] 此两种带宽路径地图数据可以单独使用也可以同时并用,在并用模式下的作用关系是平行并列,在无人驾驶寻迹采样中按照地面有形的引导地图优先使用,无形的引导地图辅助配合使用的原则使用这两种地图导航信息。
[0012] 全球卫星定位传感器设备模块、多个测距传感器模块、电子方位角传感器模块、二维码喷涂和扫码器读取模块、速度传感器和控制系统模块可以设置在地面无人驾驶车辆上也可以设置在飞行器上,其中的多个测距传感器的在工作状态条件下可以设定相对位置和角度与车辆或者飞行云台固定,电子带宽路径地图数据包也可以和地面的二维码数据信息关联。
[0013] 无人机作为为配对的地面车辆导航的飞行云台,通过其上面承载的飞行高度测量控制组件和全球卫星定位传感器设备、激光测距传感器、毫米波雷达、视觉传感器、电子方位角传感器等设备中的单个或者多个可以制作新的电子路径带宽路径地图建模模式,或者根据已有的电子路径电子带宽路径地图进行循迹导航飞行模式,或者在丢失数据情况下自动搜索建立地面信息临时数据库匹配数据库的已有的路径电子带宽路径地图信息进入到循迹导航飞行模式。
[0014] 在建模也就是无人驾驶的电子路径电子带宽路径地图创建方面:全球卫星定位传感器标签问题:
全球卫星定位传感器标签下的slam模式下的数据比对,每一个测距数值都是有电子罗盘的方位角度标签,不同的方位角度标签下的数值不发生比对关系,同理在任何一个位置的同一个时间点(采样工作频率下)的测距数值集合共享该位置的全球卫星定位传感器范围位置标签,不同空间半径(10米以外的)范围的全球卫星定位传感器标签下的数据不发生比对。只在特定全球卫星定位传感器半径范围内对其中的方位角测距数据集合进行检索、比对。在一定全球卫星定位传感器区域范围内的电子带宽路径地图数据自动配对优选,不同区域的数据屏蔽配对识别,如此就大大降低了计算机的负担。电子带宽路径地图不但有带方位角度的距离参数,而且还可以包含有全球卫星定位传感器参数,即:方位角,采样高度,距离,全球卫星定位传感器坐标的数据组合。
[0015] 对于上述的同一全球卫星定位传感器区域内的不同闭合连续线性路径电子带宽路径地图,可以并存且建立关联(交叉共存关联和非交叉共存关键“跨径关联”),由此在形成的完整且可以不断完善丰富升级的数字带宽路径地图网的路径行程中便于系统通过路径交叉共存点,优化制作最优路径(线路长度最短)。
[0016] 在全球卫星定位传感器标签定义下的线性数字建模地图可以相交也可以不相交,系统可以按照设定的有效距离范围内识别在制定运动寻迹路径的时候直接在相交点自动跨路径使用不同的数字带宽路径地图,也可以在设定路线的时候针对一定距离范围内的电子带宽路径地图中的临近不相交路径区域自动报警提示,由使用者在此位置在全球卫星定位传感器的导引下人工或者可以自动向不相交的数字带宽路径地图做交叉运动,完成盲区的路径建模,衔接到电子路径带宽地图中以无人驾驶模式继续寻迹运动。此跨线新建的路径也将作为更新数据记录存储进无人驾驶车辆的电子带宽路径地图中,还可以上传自己的地图数据信息给服务器的总地图数据库更新补充。这样就可以在没有数字建模线性地图的条件下区域宏观的指导无人驾驶车辆的“跨界”盲走,由此将成功的范例自动路径地图建模,可以上传给互联网的全球广域网线性数字建模地图总数据库供用户调用升级,如此就可以尽量多的精确电子带宽路径地图数据替代误差很大的全球卫星定位传感器数据。数字的电子带宽路径地图世界就是由无数个相交或者不相交独立的路径共存的毛细血管般的线性路径建模电子带宽路径地图组成,这就是未来的物联网电子带宽路径地图互联网概念。在电子带宽路径地图上还可以人工设定限速和限制超车运动模式。
[0017] 在制作新的电子路径电子带宽路径地图建模模式下,此时地面车辆可以是人为驾驶,无人机导航器作为飞行云台,在设定的地面飞行高度参数下,按照和地面车辆竖直上下位的空间位置关系保持行驶过程中的动态的运动中相对静止关系。在建模的时候可以固定住飞行器飞行云台距离传感器的方位角度,按照工作频率记录各个测距传感器方位角和高度和全球卫星定位传感器数据下的多角度距离测量数据,此时飞行云台上的初始方位角可以和地面建模手动驾驶车辆的车头方向保持一致,此工作模式下的测距传感器,可以是全部方向角度的所有激光测距传感器和毫米波雷达测距传感器都工作记录数据,或者是仅仅与地面建模手动驾驶车辆的车头方向左右各偏角135度范围内的激光测距传感器和毫米波雷达测距传感器工作记录数据,以此减少不必要的测距分析数据的控制系统和数据库存储的工作负担。
[0018] 云台上的全球卫星定位传感器设备、激光测距传感器、毫米波雷达测距传感器、无人机飞行高度测量控制组件、电子方位角传感器、速度传感器和控制器等按照一定的工作频率记录和定义各个时点的数据,这个建模的数据组还带有全球卫星定位传感器信息和电子方位角以及速度信息,此工作频率下每个时间点的数据参数随着驾驶车辆的位移按照一定的顺序形成电子路径控制点串链,合成为一个电子路径电子带宽路径地图数据文件存储在无人机控制器的数据库或者下位机的地面车辆控制器的数据库里,也可以通过网络设备发送给互联网的电子路径电子带宽路径地图数据库,最终合成大的广域网的全球电子路径电子带宽路径地图数据库互联网的一个组成部分。这就是创新的物联网无人驾驶车辆使用的电子带宽路径地图互联网。
[0019] 其上的各个电子路径电子带宽路径地图数据,在相同的飞行云台的激光测距传感器和毫米波雷达传感器的高度条件和角度条件下的电子带宽路径地图可以交叉共存,可以在各交叉共存的路径电子带宽路径地图数据之间进行跨路径的新的路径优化,由此可以通过广域网的全球电子路径电子带宽路径地图数据库互联网的数据,不需要使用者每次都自己实地驾车建立电子路径电子带宽路径地图数据,就可以调取创建自己临时实际需要的从起始点到目的地的路径电子带宽路径地图数据。
[0020] 此临时创建和调取从起始点到目的地的电子带宽路径地图的活动可以通过电脑或者智能手机APP软件在线图形化操作,也可以通过地面车或者飞行云台的控制器的显示器的帮助下创建电子带宽路径地图。在线性数字带宽路径地图上还可以人工设定限速和限制超车的位置或者区段供飞行云台控制系统默认调取执行。建模时导航飞行云台对前方障碍物可以临时提高或者降低测量建模的导航飞行云台的飞行高度,如果不成功则自动传送信号给控制系统停车报警。
[0021] 对从出发点到目的地的电子带宽路径地图中的充电站或者加油的路径,可以作为附加路径在电子带宽路径地图上设定手动或者根据传感器对车辆电或者剩余油量的检测自动选择。
[0022] 全球卫星定位传感器标签包含美国GPS、欧洲伽利略GNSS和中国北斗定位标签都是本专利的权利要求内容。
[0023] 专利申请保护的毫米波雷达测距传感器24GHz~300GHz频域雷达频率,尤其重点包含79GHz—81GHz 、77GHz、60 GHz和24—24.25GHz频段。
[0024] 在导航飞行云台上的毫米波雷达测距传感器被约束了天线口径角度,用于和激光测距传感器相同的测距作用,不同与激光测距传感器的是毫米波雷达测距传感器在运动中测量的静止的地面距离都是运动中的距离数据,所以在建模时针对飞行云台上运动中的毫米波雷达测距传感器,地面路况的静止物体的“车速”一定是负值,其绝对值是和飞行速度相等的,以此导航飞行云台通过以速度来作为分析认定环境建模测距数据的标准。那些数据在导航飞行云台运动工作模式下其测量到的不同的绝对值的速度下的数据可以理解为临时运动的物体比如临时交错的车辆和路人等,所以本专利不仅用其避障测距还用其测距建模。
[0025] 毫米波雷达测距和无人机飞行高度测量控制以及速度检测和控制这三种功能都可以通过毫米波雷达传感器来实现。
[0026] 在循迹也就是无人驾驶的根据电子路径电子带宽路径地图导航实现无人驾驶运行创方面:在根据已有的电子路径电子带宽路径地图进行循迹导航飞行模式下,循迹飞行就是飞行导航云台根据已有的电子带宽路径地图信息,按照相同的电子带宽路径地图信息参数要求的飞行云台的激光测距传感器和毫米波雷达传感器的高度条件和角度条件执行循迹飞行指令,在飞行导航云台的飞行过程中,飞行导航云台控制器控制飞行高度,使得其上的激光测距传感器和毫米波雷达传感器的高度和已有的电子带宽路径地图信息的高度信息相一致,同时保持飞行云台上的各个激光测距传感器和毫米波雷达传感器中的每一个的电子方位角角度也和电子带宽路径地图信息的各个激光测距传感器方位角的信息相一致,在此前提下飞行导航云台的飞行过程中,针对使用中的电子带宽路径地图信息的路径数据串链顺序读取。
飞行导航云台只调取实际测量的全球卫星定位传感器和电子带宽路径地图目标数据全球卫星定位传感器有限半径范围内的全球卫星定位传感器关联的电子带宽路径地图信息,把飞行导航云台上的当时工作频率时点位置下的全球卫星定位传感器数据、飞行高度数据和各个电子方位角的激光测距和毫米波雷达传感器距离数据,与数据库中的全球卫星定位传感器范围内的电子带宽路径地图信息单元内的对应数值进行比对。
[0027] 一旦确定了一个实际飞行点和电子带宽路径地图信息中的数据控制点的吻合,就立刻按照电子带宽路径地图信息中该数据控制点串链数据的要求飞到下一个数据控制点,用极点控制或者可以是点到点的过点控制,相应的数据偏差修正由飞行控制器调整。
[0028] 而地面伴行飞行云台的无人驾驶车辆以飞行云台为目标,其作为下位机的控制系统通过各传感器,可以是车载声波测距传感器来接收来自飞行云台上超声波信号源发出的信息或者用毫米波雷达分析实现地面无人驾驶车辆对导航飞行云台的跟踪,保持车辆尽快到达飞行云台的预定相对静止的伴行位置关系为目的控制车辆的无人驾驶的位移活动。
[0029] 在失数条件下自动搜索匹配电子带宽路径地图信息方面:在飞行云台执行循迹模式开始寻找起始接入数据或者中途丢失数据的情况下:飞行云台自动开始按照相同的电子带宽路径地图信息参数要求的飞行云台的激光测距传感器和毫米波雷达传感器的高度条件和角度条件,运用飞行云台上的全球卫星定位传感器设备、激光测距传感器、毫米波雷达传感器、无人机飞行高度测量控制组件、电子方位角传感器等搜索测绘建立地面信息临时数据库,用以匹配数据库中已有的路径电子带宽路径地图信息,从而进入到循迹导航飞行模式下。
[0030] 此临时测绘数据和既存的目标数据库电子带宽路径地图中的每个数据单元的数据比对首先从全球卫星定位传感器数据开始,对于设定的误差范围以外的全球卫星定位传感器标签下的激光测距和毫米波雷达传感器测距数据不做比对。
[0031] 此飞行云台执行搜索测绘建立地面信息临时数据库的飞行模式是定高度的飞行平面扫描模式,可以是定宽度的折返推进式前后分段飞行路径扫描也可以是蚊香盘螺旋放大式的飞行路径扫描,直到找到和存储路径某个点的数据匹配成功后继续寻迹运动,或者可以在达到全球卫星定位一定的半径范围上限后如果仍旧没有找到可以匹配的路径数据则停机报警。
[0032] 此在失数条件下自动搜索匹配电子带宽路径地图信息多发生在起始点读取电子带宽路径地图时适用,或者对高于导航飞行云台高度的被超车辆超车时,或者对高于导航飞行云台高度的障碍物指示地面无人驾驶车辆绕行时适用。
[0033] 在一般条件下无人驾驶车辆执行对地面二维码路径的寻迹运动,但是在如下条件下可以自动启动与地面无人驾驶车辆配载的无人机开启导航模式,此时无人驾驶车辆接受无人机的导航执行相对于无人机的伴行运动;此情况为:A 在地面二维码路径数据缺失条件下;
B 分段的地面二维码路径不连续,在衔接处的数据缺失条件下;
C 在超车前不能确定被超车辆前方有没有空车位,或者变换车道继续同方向行驶,或者避障行驶的条件下:
超车运动模式:在无人驾驶循迹运行模式中的电子带宽路径地图上可以有速度范围标签设置,导航飞行云台上配置有速度传感器和控制器,地面伴行车辆无人驾驶的过程中如果遇到正前方有同行的同方向路径阻挡车辆,则刚开始会减速沿着既定的电子带宽路径地图行驶,此状态运行达到控制系统设定的上限时间期限后,如果前方同向阻挡车辆依然存在,且此时控制系统分析此循迹模式的电子带宽路径地图的区段内没有不能超车情况的路径地图标签约束,则导航飞行云台开始执行超车运动模式,这时导航飞行云台作为上位机,无人驾驶车辆为下位机,如果原模式是普通车辆对地面二维码路径寻迹,这时就自动接收无人机导航信息放弃地面二维码路径导航。
[0034] 此时导航飞行云台可以使用视觉传感器扫描超车路径区域内有无其他车辆和前方一定距离内有无会车,以及被超车辆前方安全距离的区域范围内还有没有能够切入的路径行驶车距空间,以决定是否执行超车模式;如果发现有其他车辆可能通过此超车路径区域或者可以计划被超车辆安全距离内的前方还有其他车辆则可以暂停执行超车运动模式;如果没有问题则控制器驱动打开地面车辆此方向转向灯,控制驱动地面无人驾驶车辆开始沿着被超车辆的左侧或者右侧(根据国别的交通法规)在保持和被超车辆设定安全车距的条件下加速超越后在被超车辆前方回归到原来的车道,然后启动车辆对地面二维码的识别装置的导航功能,完成此次超车模式;其间无人机可以替代地面无人驾驶车辆执行无形电子路径带宽地图导航或者有形地面二维码路径导航,也可以快速飞越被超车辆,在被超车辆前方一定车距的设定高度下启动视觉传感器,在寻迹电子路径带宽地图飞行的同时检测地面二维码的位置,导航作为下位机的地面无人驾驶车辆超车后跟进导航的无人机,且在无人机的导航下运行在地面二维码上,最终使用车载传感器读取地面二维码寻迹运动。
[0035] 变换车道继续同方向行驶模式:此时飞行云台自动启动,接管原来地面无人驾驶车辆的对地面二维码路径的导航运动模式,改为飞行云台导航模式,此时导航飞行云台可以使用视觉传感器扫描地面车辆按照交通规则变车道方向一定距离范围内有无其他车辆,检查数据库该区域能否变道,以决定是否执行变换车道继续同方向行驶模式;如果发现有其他车辆阻碍则暂停变换车道继续同方向行驶模式,反之则控制器驱动打开地面车辆此方向转向灯,驱动控制地面无人驾驶车辆开始伴行被导航飞行器同向一定的距离执行变换车道继续同方向平行行驶;此时无人机可以在原车道的路径上替代地面无人驾驶车辆执行无形电子路径带宽地图导航或者有形地面二维码路径导航,在完成结束变换车道继续同方向行驶模式时地面无人驾驶车辆在控制系统驱动下,在飞行器导航下恢复并入原来车道,其上的地面二维码传感器扫面地面二维码路径信息接管无人机导航,结束该次变换车道继续同方向行驶模式。
[0036] 避障运动模式:此时的避障绕行不同与超车,是针对路径上的障碍物,这时首先由车前方的距离传感器通过分析该障碍物的相对速度和运动方向判断其是运动的还是静止的物体,如果是静止的则可以停车等待到一定时间后再如超车模式那样转弯通过障碍物;如果是运动的障碍物则停车等障碍消失后继续原方向路径行驶;在启动绕行静止的障碍物以前自动启动信号视觉传感器,如感测到有STOP路牌则暂停避障绕行工作模式继续等待直至前方障碍物消失或者STOP路牌信号消失。
[0037]  D在停车场地范围自动寻找停车位条件下或者启动无人驾驶车辆使其自动寻找主人的接人模式下。
[0038]  E其他需要无人机作为辅助参考寻迹运行条件下。
[0039] 无人机导航可以有两种方式:A 在有地图带宽路径数据条件下:
各个电子路径电子带宽路径地图数据,在相同的飞行云台的测距传感器的高度条件和角度条件下的电子带宽路径地图因为交叉共存,控制系统由此可以在各交叉共存的路径电子带宽路径地图数据之间进行跨路径的新的路径优化,由此可以通过广域网的全球电子路径电子带宽路径地图数据库互联网的数据,不需要使用者每次都自己实地驾车建立电子路径电子带宽路径地图数据,就可以调取创建自己临时实际需要的从起始点到目的地的路径电子带宽路径地图数据。
[0040] 此临时创建和调取从起始点到目的地的电子带宽路径地图的活动可以通过电脑或者可以智能手机APP软件在线图形化操作,也可以通过地面车或者可以飞行云台的控制器的显示器的帮助下创建电子带宽路径地图;在线性数字带宽路径地图上还可以人工设定限速和限制超车的位置或者区段,可以供飞行云台控制系统默认调取执行。
[0041] 自动下载存储电子地图信息以此设定即将运行使用的准备电子带宽路径地图数据,此数据和地面二维码路径信息存在关联性,电子带宽路径地图建模由一连串的数据包呈链式按照一定的时间顺序组成,每一个数据包都有全球卫星定位数据标签,此全球卫星定位数据标签的作用就是避免在寻迹飞行的数据检测比对中排除采样比对一定距离范围以外的数据包,减少控制系统的运算比对次数,提高工作效率。此电子带宽路径地图数据带有全球定位数据作为标签的测距传感器飞行高度,以及此高度条件下的各个点位或者时段工作频率下顺序的测距传感器的方位角和数量和速度和运动方位角的数据信息,寻迹运动中根据此下载地图且设定的路径信息的数据库信息匹配比对实际测量的数据进行虚拟寻迹飞行,在数据比对过程中只有相同或者一定半径区域范围内的全球定位数据作为标签的下的数据才能进行比对,也就是说在此工作条件下无人驾驶系统主要实时下载车辆或者无人机的全球定位数据,以此作为关键词或者标签调取数据库中的已经设定需要的地图带宽路径的相应位置点或者路径相对时间段和速度方位角的具体数据。
[0042] 全球卫星定位传感器标签包含美国GPS、欧洲伽利略GNSS和中国北斗定位标签都是本专利的权利要求内容。
[0043] 此测量距离传感器在无人驾驶车辆或者飞行云台上以某一个参考点为相对坐标原点,如果以车头方向为Y轴那就以此垂直的X轴方向分别设置多套带有相对固定位置关系的距离传感器,由此各套传感器在运动过程中就建立了一个相对于运动方向垂直的横向的带有参考点和其横向左右位置宽度电子路径的带宽地图;而沿着虚拟电子带宽路径地图的寻迹运动过程,就是一个用多套以车头方向为Y轴那就以此垂直的X轴方向,分别设置多套带有相对固定位置关系的距离传感器测量的动态数据相对于电子路径带宽地图数据,沿着中间线在循迹运动中动态缩小误差纠偏的的过程。
[0044] 如果临时性缺失了即时的全球定位数据信息,则控制系统根据之前的比对成功的数据信息在地图带宽路径数据库中的相对位置,自动比对其链式路径数据中后面时钟频率标签下后一定距离范围内的数据点或者时间段的数据波形曲线以及运动方位角和速度和惯性数据;比对的数据可以是单位时间点的数据或者是单位时间段的数据波动曲线,此时地面无人驾驶车辆接受无人机导航与之同步伴行。
[0045] 对从出发点到目的地的电子带宽路径地图中的充电站或者加油的路径,可以作为附加路径在电子带宽路径地图上设定手动或者根据传感器对车辆电力或者剩余油量的检测自动选择。
[0046] 专利申请保护的毫米波雷达测距传感器24GHz~300GHz频域雷达频率,尤其重点包含79GHz—81GHz 、77GHz、60 GHz和24—24.25GHz频段。
[0047]B 在没有下载地图带宽路径数据条件下:自动设定带有全球定位数据作为标签的测距传感器飞行高度,以及此高度条件下的各个测距传感器的方位角距离和数量以及运动速度和方位角,在人为遥控模式下执行运行且记录所有传感器数据建立和存储运行过程中的路径数据库,记录的数据可以是单位时间点的数据或者是单位时间段的数据波动曲线;对无形电子带宽路径地图的建模可以是人工驾驶带有车载传感器车辆的方式,或者人工驾驶地面车辆使得飞行云台和其上的传感器模块保持相对角度和距离固定关系的伴行方式,或者直接遥控带有传感器的飞行云台的运动建模方式,也可以是带有传感器的飞行云台以出发点为轴心向外做螺旋运动,一旦和数据库中已有的的路径地图信息匹配成功则说明临时创立的地图带宽路径完成了和已经存在的地图带宽路径的无缝相交,于是自动在控制系统下将此过去的临时地图带宽路径数据从交叉点加进缺失的电子带宽路径地图中。
[0048] 车前避让模式:无人驾驶可以在车辆或者飞行器的四周设置距离传感器,这些传感器只有在运动达到一定速度时才自动启动;在车体左右的距离传感器在运动过程中如果有物体靠近达到一定的距离且其加速度条件时则可以将信号传递给控制系统,驱动车辆减速避让;在车头正前方设置带有一定广角的距离传感器,设置为运动中自动开启停车时自动关闭该距离传感器,此传感器可以是单个也可以是多个,既可以测量近距离也可以测量远距离的物体距离数据,对车前方扇面一定半径扇面面积内,在运动单位时间段中检测到的自动相对于车辆运动速度和角度的数据传递给控制器自动计算确定险级别程度,再驱动做出正常行驶或者减速或者紧急制动或者转弯避让的自动驾驶反应动作。
[0049] 投影光栅格的技术:无人驾驶在一定条件下可以使用投影光栅格的技术,具体就是由飞行器或者地面车辆在地面车辆行驶的速度条件下,飞行器或者地面车辆的信号发射器在地面无人驾驶车辆运动的正前方的扇形面积上投影反射标志物图案,此标志物图案可以是可见光或者不可见光的栅格图案或者其他标记图案,通过在飞行器或者地面车辆上的视觉传感器读取该标志图案,如果发觉有图案变形到达一定的百分比,则减速或者预警避让或者紧急停车。
[0050] 电子带宽路径地图对于交叉路口信号灯的控制模式:对地面二维码路径可以人工机械直接喷涂也可以遥控无人机喷涂在路径的地面上,可以包含交叉路口的延迟停车位置和信号灯的类型以及方位角和距离数据;交叉路口信号灯工作模式:对于通过交叉路口信号灯工作模式采用的是在地面二维码或者电子带宽路径地图上提前预设延迟停车距离、减速信息和不能超车信息标签,和信号灯的种类样式和相对于该地面二维码的方位角度,无人驾驶车辆到达距离信号灯路口一定距离时,已经自动调整车速,其信号灯视觉传感器已经自动开启且一直扫描监控此方位角的信号灯视觉信号信息,如果是红灯则自动在路径二维码提前预设延迟停车距离的位置处停车等待,如果是黄灯则限速通过,如果是绿灯则正常通过;
路牌工作模式:电子带宽路径地图对于交叉路口STOP路牌的处理模式是,停车采用的是在地面二维码或者电子带宽路径地图上提前预设延迟停车距离信息,减速信息和不能超车信息标签信息,和STOP路牌的种类样式和相对于该地面二维码或者电子带宽路径地图上的方位角度信息,无人驾驶车辆到达距离STOP路牌路口前的一定距离时,其信号视觉传感器已经自动调整车速开启且一直扫描监控此方位角的STOP路牌视觉信号信息,到达后按照设定的时长停车等候,再结合视觉传感器监控相应方位角有无物体移动,如果相应方位角没有物体则停车后正常通过,如果有移动物体则根据其在视觉传感器上设定方位角位置的移送时间信息传递给控制系统,由此自动判断是否可以启动继续按照路径行驶;
在泊车工作模式:用手机APP软件或者其他系统客户端在泊车功能模块下,遥控导航飞行云台到达泊车地点位置上方,此时导航飞行云台的视觉传感器和电子方位角传感器可以将泊车位地形画面显示在用户APP软件或者其他系统客户端上,让用户根据画面的图形功能设定精确泊车位置和泊车平方位角;然后导航飞行云台可以手动或者自动按照可以是相同的或者不同的电子带宽路径地图信息参数要求的飞行云台的激光测距传感器和毫米波雷达测距传感器的高度条件和角度条件,运用飞行云台上的全球卫星定位传感器设备或者激光测距传感器或者毫米波雷达测距传感器或者视觉传感器或者无人机飞行高度测量控制组件或者电子方位角传感器或者视觉传感器等的一个或者多个传感器的测距和控制,从泊车位置开始到当时临时停车位为止搜索测绘建立临时电子带宽路径地图和泊车路径规划路线图,导航飞行云台从临时停车位上方沿着临时电子带宽路径地图和泊车路径规划路线图寻迹飞行到目标泊车位上方,地面无人驾驶车辆即时自动根据车身周围的距离传感器的测距安全避障距离和目标位,避障跟随运行到目标泊车位置且车身和设定要求的电子方位角角度一致完成停车任务;
取车工作模式:用手机APP软件或者其他系统客户端在取车功能模块下,遥控导航飞行云台到达取车地点位置上方,此时导航飞行云台的视觉传感器和电子方位角传感器可以将取车位地形画面显示在用户APP软件或者其他系统客户端上,让用户根据画面的图形功能设定精确取车位置和泊车水平方位角;然后导航飞行云台可以手动或者自动按照可以是相同的或者不同的电子带宽路径地图信息参数要求的飞行云台的激光测距传感器和毫米波雷达测距传感器的高度条件和角度条件,运用飞行云台上的全球卫星定位传感器设备或者激光测距传感器或者毫米波雷达测距传感器或者视觉传感器或者无人机飞行高度测量控制组件或者电子方位角传感器或者视觉传感器等的一个或者多个传感器的测距和控制,从取车位置开始到泊车位为止搜索测绘建立临时电子带宽路径地图和取车路径规划路线图,导航飞行云台从泊车位上方沿着临时电子带宽路径地图和取车路径规划路线图寻迹飞行到目标取车位上方,地面无人驾驶车辆即时自动根据车身周围的距离传感器的测距安全避障距离和目标位,避障跟随运行到目标取车位置且车身和设定要求的电子方位角角度一致完成取车任务。
[0051] 导航无人驾驶飞行云台如附图2所示上面配置有全球卫星定位传感器设备、各种测距传感器、无人机飞行高度测量控制组件、视觉传感器、电子方位角传感器、速度传感器和控制器、无人机作为上位机的控制系统和与之配套的地面车辆如附图1所示的作为下位机的主控制系统以及数据库和车体以及网络设备组件。
[0052] 飞行器飞行云台上针对每一个方位角的测距传感器:距离传感器可以是激光测距传感器,也可以是毫米波雷达测距传感器,也可以是超声波波雷达测距传感器,也可以是红外线测距传感器。
[0053] 在飞行云台上针对每一个方位角的测距传感器可以是对单个点的距离数值也可以是呈平行设置的集束多个点的一组曲面平均距离数值,可以是矩阵或者可以是环形阵列测距采样,在测距时取测距平均值或者可以取去除最大误差后的平均值作为测量实际数据。
[0054] 在采样频率上可以是一个时间点的多个距离数据集合,也可以是一个频率下的连续时间段的距离数据的波形曲线图数据,此数据集合或者波形曲线按照一定的预设比例参数由控制系统自动识别验证匹配结果是否成功,此数据可以被控制系统在不同速度条件下自动运算出相应的变量,比如电子带宽路径地图的采样速度是某个数据,但是在寻迹运动中因为路况条件需要减速或者超车或者变道要加速,则此时控制系统就会自动运算更新电子带宽路径地图中相应的其他参数数据,去智能化动态比对电子带宽路径地图数据库而不是静态的死板的比对。
[0055] 在导航飞行云台上的毫米波雷达测距传感器被约束了天线口径角度,起到和激光测距传感器相同的测距作用,在电子带宽路径地图建模时针对飞行云台上运动中的毫米波雷达测距传感器,其探测照射地面路况取景的“斑点”即面积越小越精确,而不是普通毫米波雷达的广角大面积大范围的测距采样。
[0056] 在采样上只把速度绝对值是和飞行速度相等速度数据下的距离数据采样视为静止物体的道路参照物来采样,对非该速度数据下的被测物不作为电子路径带宽地图采样测距。
[0057] 地面车辆相对于被伴行的导航飞行云台相对静止的位置关系:地面车辆相对于被伴行的导航飞行云台,用多种技术实现两者保持动态目标导航飞行云台的上下关系的运动中相对静止的动态相对固定位置关系,可以采用车顶图案和飞行云台上的视觉传感器识别位置矫正偏差的方法实现,或者是飞行云台发射的超声波信号源给地面伴行车辆上的超声波距离传感器实现目标跟踪最短距离的方法实现,可以是多项技术条件的协同作用完成。
[0058] 导航飞行云台无人机的分析高度的激光测距传感器或者毫米波测距传感器可以是测量地面而不是测量地面伴行车辆的车顶,可以是将多个倾角和方位的激光测距数据在去除最大采样误差后的分析数据或者毫米波测距数据作为无人机的高度值加以调节控制,不使用气压测量,不是海拔高度而是离地高度。
[0059] 导航飞行云台的充电可以是有线充电或者可以是无线充电两种模式,在导航飞行云台电力不足的情况下,控制系统可以自动报警停车等待充电满足后系统再继续运行。
[0060] 地面车辆或者可以导航飞行云台在四周有距离传感器:地面车辆或者导航飞行云台可以在其四周有距离传感器,在一定速度条件下自动开始工作,可以是超声波或者可以是红外线或者可以是激光测距传感器或者是毫米波测距雷达等,根据控制系统预设的对不同方位的参数的不同距离要求,对测量到行驶中的距离危险可以选择减速或者停车模式。
[0061] 导航飞行云台上的毫米波雷达测距传感器可以设置近距离监控测距传感器和远距离监控测距传感器,控制器对地面车身的传感器的近距离的低速或者静止障碍实施停车等待再绕行的模式,对飞行云台上的远距离的障碍如果其速度低于设定值则减速运行,如果其运动速度超过设定值则立刻停止位移,待其通过后再继续路径行驶;毫米波雷达测距传感器和激光雷达测距传感器,两种测距建模只在读取电子带宽路径地图数据的匹配率上进行优选。
[0062] 飞行云台地面高度在1米以上20米以下都是本专利要求的高度范围,其中1米以上5米高度以下为本发明重点保护范围。
[0063] 可以在地面车辆的车头或者可以导航飞行云台的正前方设置视觉传感器,分析前方设定距离内有无道路阻挡物体。
[0064] 本专利也适用于小型的走路盲人导航,老人助行车,工厂或者商场、医院等室内的自动无人驾驶车辆的路径规划和寻迹运行。
[0065] 可以用一定固定高度的固定云台替代飞行云台,固定高度的云台只不过是飞行云台的在去除自动超车、自动停车和取车等功能后的简化,但是涉及的电子带宽路径地图建模和寻迹运动工作原理完全相同。
[0066] 地面车辆相对于被伴行的导航飞行云台,用多种技术实现两者保持动态目标导航飞行云台的上下竖直关系的运动中相对静止的位置关系,可以采用车顶图案和飞行云台上的视觉传感器识别位置矫正偏差的方法实现,或者是飞行云台发射的超声波信号源给地面伴行车辆上的超声波距离传感器实现目标跟踪最短距离的方法实现,可以是多项技术条件的协同作用完成。
[0067] 导航飞行云台无人机的分析高度的激光测距传感器或者毫米波雷达测距传感器可以是测量地面而不是测量地面车辆的车顶,可以是将多个倾角和方位的测距数据在去除最大采样误差后的分析数据数据作为无人机的高度值加以调节控制,不使用气压测量,不是海拔高度而是离地高度。
[0068] 导航飞行云台的充电可以是有线充电或者是无线充电两种模式,在飞行云台电力不足的情况下,控制系统可以自动报警停车等待充电满足后系统再继续运行。夜间行驶对电子带宽路径地图下的实际路况障碍物的检查和飞行云台的高度专利要求权限:
地面车辆或者导航飞行云台在四周有距离传感器,在行驶中开始工作,可以是超声波或者是红外线或者雷达是激光等,根据控制系统预设的对不同方位的参数的不同距离要求,对测量到行驶中的距离危险选择减速或者停车模式。
[0069] 作为下位机的地面车辆的控制系统动态维持车辆对上位机的飞行云台的动态跟踪运动模式。
[0070] 飞行云台地面高度在1米以上20米以下都是本专利要求的高度范围。
[0071] 可以在地面车辆的车头或者可以导航飞行云台的正前方设置视觉传感器,分析前方设定距离内有无道路阻挡物体,对于光线不足比如夜晚,为方便视觉传感器的识别,可以在地面车辆的车头或者导航飞行云台上设置能发射网格投影图像的设备,再用视觉传感器监督行驶过程中网格的变形,通过对在有效区域地面上的网格图像的分析,当变形达到一定比例时采取避障或者可以停车动作。
[0072] 导航飞行云台上的毫米波雷达测距传感器可以设置近距离测距传感器监控和远距离测距传感器监控,控制器对地面车身的传感器的近距离的低速或者静止障碍实施停车等待再绕行的模式,对飞行云台上的远距离的障碍如果其速度低于设定值则减速运行,如果其运动速度超过设定值则立刻停止位移,待其通过后再继续路径行驶。
[0073] 毫米波雷达测距传感器和激光雷达测距传感器,两种测距建模只在读取电子带宽路径地图数据的匹配率上进行优选。
[0074] 激光测距传感器可以用机械旋转或者混合固态或者全固态激光扫描仪或者非扫描快闪激光雷达的多线性来取代多个单独的激光测距传感器,以减少激光测距雷达的数量提高工作效率。
[0075] 小型的走路盲人导航,老人助行车,工厂或者商场、医院等的自动无人驾驶车辆的路径规划和寻迹运行,因为不需要超车路径和停车取车功能,所以可以用一定固定高度的云台替代飞行云台。固定高度的云台只不过是飞行云台的在去除自动超车、自动停车和取车等功能后的简化,但是涉及的电子带宽路径地图建模和寻迹运动工作原理完全相同。
[0076] 速度传感器和控制器可以使用毫米波雷达测距传感器来实现。
[0077] 部件功能明细:1地面和导航飞行云台配对的伴行车辆
2导航飞行云台
3导航飞行云台的螺旋桨
4路径上的地面被超车辆
5路径上的地面障碍物
7路面实际停车线
8对地面网格的投影装置
9在地面上的网格投影
10视觉传感器功能模块
11超声波距离传感器功能模块
12全球定位系统传感器功能模块
13激光测距传感器功能模块
14毫米波雷达传感器功能模块
15电子方位角传感器功能模块
16上位机导航飞行云台控制系统功能模块
17导航飞行云台速度高度控制功能模块
18A/18B导航飞行云台一对正中的距离传感器
19A/19B导航飞行云台一对偏左的距离传感器
20A/20B导航飞行云台一对偏右的距离传感器
附图说明:
图1 为标准循迹模式下的无人驾驶工作原理图
图2 为循迹模式下超车准备的无人驾驶工作原理图
图3 为循迹模式下超车完成的无人驾驶工作原理图
图4为无人驾驶信号控制的工作原理图
图5为循迹模式下避障准备的无人驾驶工作原理图
图6为循迹模式下避障完成的无人驾驶工作原理图
图7为循迹模式下网格投影视觉传感器辅助地形识别的无人驾驶工作原理图图8为导航飞行云台各个模块的功能和工作原理图
图9为导航飞行云台上多套以车头方向为Y轴那就以此垂直的X轴方向分别设置多套带有相对固定位置关系的距离传感器。
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