专利汇可以提供一种无人驾驶设备和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种无人驾驶设备和方法,是通过地面二维码导航和飞行 云 台辅助的导航模式实现无人驾驶车辆有形寻迹或者无形 电子 路径地图导航的无人驾驶设备和其方法。,下面是一种无人驾驶设备和方法专利的具体信息内容。
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块、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、无人驾驶地面车辆和导航用无人机飞行云台;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风险级别程度,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,也可以是超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。
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。
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