通用自主机器人驾驶系统技术方案

公开了用于将车辆驾驶到目的地的机器人系统和有关方法。机器人系统被配置为设置在车辆内，并且该机器人系统利用成像系统来获取车辆内部的至少一部分的图像数据和车辆的外部周围环境的图像数据，并且利用控制系统来处理由该成像系统获取的图像数据。该控制系统被配置为在车辆的内部的至少一部分的图像数据中识别车俩状态指示器的图像数据，并且从其确定至少车辆状态数据。控制系统适于从外部周围环境的图像数据确定道路状态数据，并且分析至少车辆状态数据和道路状态数据以生成用于沿着道路驾驶车辆的控制指令。

Universal autonomous robot driving system

A robotic system and related methods for driving a vehicle to a destination are disclosed. The robot system is configured to set in the vehicle, the image data and the robot system using the imaging system to obtain the vehicle within at least a portion of the image data and the vehicle's external environment, and use the control system to obtain the imaging system by processing the image data. The control system is configured to identify the image data of the two state indicators in the image data of at least part of the vehicle, and determine at least the vehicle status data from it. The control system is suitable for determining the road state data from the image data of the surrounding environment, and analyzing at least vehicle status data and road state data to generate control instructions for driving along the road.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通用自主机器人驾驶系统
本专利技术总体属于机器人驾驶系统领域。
技术介绍
驾驶机动车辆是较乏味、重复、耗时且昂贵(鉴于人力)的任务(根据关于“Self-drivingcars:Thenextrevolution”的KPMG报告(2012年)对于平均通勤者为每年大约250个小时)。交通事故的大约93％由于人为错误而引起，这也致使驾驶机动车辆成为危险的任务。交通事故每年夺去数千伤亡人员的生命，并且导致与住院治疗、医学治疗和护理以及汽车损坏关联的极大费用(根据KPMG报告为每年数千亿美元)。为了对于各种不同任务和应用(诸如，测试车辆性能、军事行动等等)代替人类驾驶员而开发机器人驾驶系统。迄今为止提出的解决方案通常实施昂贵且非常难以许可/授权操作地面车辆。从如例如在美国专利4,742,720、5,172,589、5,270,628、5,363,027、5,394,743、5,816,106、5,821,718、7,628,239以及8,051,936中描述的专利文献已知一些自动化驾驶系统。然而，这些自动化驾驶系统为了沿着预定轨道/路径驾驶车辆需要人类操作员向系统提供控制和指令，并且不被设计为提供可以与任何地面/机动车辆一起使用的通用平台。
技术实现思路
本领域中需要在能够机械联接到任何类型/模型的地面/机动车辆且操作其致动器(方向盘、踏板和/或控制杆)的意义上对于朝向目的地驾驶车辆通用的自动化驾驶系统。本领域中还需要在不与车辆的控制和/或计算机化系统传递数据并在车辆操作任务中没有人类介入的情况下可以自主操作车辆并朝向期望目的地驾驶车辆的自动化驾驶系统。本专利技术提供了一种低重量且低成本、容易组装并容易安装的通用自主机器人系统，该通用自主机器人系统被配置且可操作为操作地面车辆并将其驾驶到期望的目的地。本专利技术的机器人系统被配置为且可操作为被紧固到任何地面车辆(例如，轿车、厢式货车、卡车、拖拉机等等)的驾驶员座椅，机械地联接到车辆的踏板、方向盘和/或控制杆(这里被总称为致动器)，连续获取并分析车辆内部及其外部周围环境的图像数据。机器人系统处理所获取的图像数据，从其确定车辆和道路状态数据，并且基于所确定的车辆和道路状态数据，确定控制运算符/指令。因此，系统然后为了朝向目的地沿着预定路线安全驾驶车辆而使用控制运算符/指令来改变车辆的一个或更多个致动器的状态。如这里所用的术语致动器总体是指用于操作车辆的不同系统(诸如但不限于，方向盘系统、齿轮系统、加速系统、制动系统、离合器系统、发动机点火系统、车辆车光系统、刮水器系统、手刹系统等等)的机械控制(例如，方向盘、控制杆、旋钮/开关等)。如这里所用的术语状态指示器总体是指指示车辆状态的工具(诸如设置在车辆的控制板中(例如，速度计、发动机温度指示器、发动机角速度指示器、燃油液面指示器、电池充电量指示器等等))。道路状态数据可以指示在车辆的外部周围环境的所获取图像中识别的外部障碍物(例如，附近的车辆/自行车、行人、交通岛等等)和/或交通规则标志/灯。道路状态数据可以包括由其他传感器获取和/或(例如，通过无线因特网通信)无线接收的另外数据(诸如但不限于，交通负荷、天气情况、速度限制、一天特定小时期间的特定路段上的适用的平均车速等等)。车辆状态数据可以指示如在车辆的控制板的所获取图像中识别的车速、马达状态(温度、角速度)、燃油和/或电池状态，诸如此类。可选地且在一些实施方式中优选地，车辆状态数据中的一些或全部通过将机器人系统连接到汽车的控制总线(如果这种总线存在)或由有线连接或无线地(例如，CAN总线，还被称为控制器区域网总线)直接从车辆接收。车辆状态数据可以包括由其他传感器获取和/或无线取得的另外数据(诸如但不限于，方向盘的当前状态(角位移)、车辆的踏板和/或控制杆的当前状态、电池充电历史等等)。可选地且在一些实施方式中优选地，机器人系统经由合适的输入装置从用户接收目的地，并且至少部分基于从系统的内部储存器获得和/或从可通过数据网络访问的远程数据储存器/服务无线获得的导航数据确定用于将车辆从其当前位置驾驶到所指示的目的地的路线。车辆的当前位置可以使用任何合适的定位技术(例如，三角测量)来确定或由用户(例如，经由智能装置)来提供。优选的，机器人系统包括用于连续监测车辆朝向期望目的地的运动的定位系统(例如，全球定位系统/GPS模块)和/或惯性测量单元(IMU)。在一些可能的实施方式中，可以使用视觉确定技术来监测车辆沿着路线的运动。例如，可以使用视觉测程处理来分析车辆外部周围环境的一系列图像，在图像中识别一个或更多个静止对象，确定所识别的静止对象与车辆的距离，并且基于所确定的距离，根据时间确定车辆运动。路线确定处理可以使用在行驶期间由机器人系统收集的另外信息(诸如但不限于，道路状态数据(例如，交通负荷)和/或车辆状态数据(例如，燃油和/或电池状态))。例如且不限制，如果车辆状态数据指示车辆的燃油/电池状态低，则机器人系统可以确定包括在更新车辆的能源的汽油装载和/或电池充电/交换站处的一个或更多个停止的、到目的地的新路线。类似地，如果道路状态数据指示沿着所确定路线的交通负荷，则机器人系统可以确定使用更少负荷的道路的、到目的地的新路线。这里公开的主题的一个专利技术概念涉及一种用于将车辆驾驶到目的地的机器人系统。该机器人系统被配置为设置在车辆内，并且使用成像系统和控制系统来将车辆驾驶到目的地。系统使用成像系统来获取车辆的内部的至少一部分的图像数据和车辆的外部周围环境的图像数据。控制系统处理并分析由成像系统获取的图像数据。控制系统在车辆内部的至少一部分的图像数据中识别车俩状态指示器的图像数据，并且从其确定至少车辆状态数据。控制系统还从外部周围环境的图像数据确定道路状态数据。控制系统还分析车辆状态数据和道路状态数据中的至少一个，并且基于分析生成用于沿着道路驾驶车辆的控制指令。优选地，使用联接到车辆的致动器的致动器操纵系统来根据由控制单元生成的控制指令可控地改变致动器的操作状态。可选地且在一些实施方式中优选地，控制系统接收指示车辆的当前位置的位置数据和道路数据，并且至少部分基于所接收的位置数据和道路数据确定用于将车辆驾驶到目的地的路线。在一些实施方式中，使用定位单元来确定车辆的当前位置。系统还可以包括无线通信单元，该无线通信单元用于与远程计算机系统(服务器)进行数据通信。一些实施方式中的控制系统适于经由无线通信单元接收至少道路数据。在一些实施方式中，使用用户接口单元来与用户传递数据。在可能的应用中，控制系统适于经由用户接口单元接收至少目的地数据。可选地且在一些实施方式中优选地，用户接口单元包括数据通信装置，该数据通信装置可用于与用户装置传递数据。这样，用户装置可以使用用户接口单元的数据通信装置来接收位置数据和道路数据中的至少一个。在变体中，音频输入装置用于经由用户接口单元从用户接收可听指令。例如且不限制，可听指令指示目的地和车辆操作指令中的至少一个。另外，音频输出装置可以用于经由用户接口单元向用户输出可听信息。可选地且在一些实施方式中优选地，机器人系统的不同部件(例如，成像系统、控制系统以及致动器操纵系统)安装在支撑构件(例如，一个或更多个支撑框架)上，该支撑构件被配置为且可操作为将系统固定到车辆的驾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将车辆驾驶到目的地的机器人系统，其中，所述机器人系统被配置为设置在所述车辆内并且包括：成像系统，该成像系统被配置且能够操作为获取所述车辆的内部的至少一部分的图像数据和所述车辆的外部周围环境的图像数据；和控制系统，该控制系统被配置且能够操作为处理并分析由所述成像系统获取的所述图像数据，并且在所述车辆的所述内部的至少一部分的所述图像数据中识别车俩状态指示器的图像数据并从其确定至少车辆状态数据，并且从外部周围环境的所述图像数据确定道路状态数据，并且分析所述至少车辆状态数据和所述道路状态数据以生成用于沿着所述道路驾驶所述车辆的控制指令。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.05.05 US 62/156,9111.一种用于将车辆驾驶到目的地的机器人系统，其中，所述机器人系统被配置为设置在所述车辆内并且包括：成像系统，该成像系统被配置且能够操作为获取所述车辆的内部的至少一部分的图像数据和所述车辆的外部周围环境的图像数据；和控制系统，该控制系统被配置且能够操作为处理并分析由所述成像系统获取的所述图像数据，并且在所述车辆的所述内部的至少一部分的所述图像数据中识别车俩状态指示器的图像数据并从其确定至少车辆状态数据，并且从外部周围环境的所述图像数据确定道路状态数据，并且分析所述至少车辆状态数据和所述道路状态数据以生成用于沿着所述道路驾驶所述车辆的控制指令。2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括致动器操纵系统，该致动器操纵系统被配置且能够操作为联接到所述车辆的致动器并且根据由所述控制单元生成的所述控制指令能够控制地改变所述致动器的操作状态。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述控制系统被配置并能够操作为接收指示所述车辆的当前位置的位置数据和道路数据，并且至少部分基于所述位置数据和所述道路数据确定用于将所述车辆驾驶到所述目的地的路线。4.根据权利要求3所述的系统，所述系统包括定位单元，该定位单元被配置且能够操作为确定所述车辆的所述当前位置。5.根据权利要求3或4所述的系统，所述系统包括无线通信单元，该无线通信单元被配置且能够操作为与远程计算机系统进行数据通信以经由所述无线通信单元接收至少所述道路数据。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，所述系统包括用于与用户传递数据以接收至少所述目的地数据的用户接口单元。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述用户接口单元包括数据通信装置，该数据通信装置被配置且能够操作为与用户装置传递数据以经由所述数据通信装置接收所述位置数据和所述道路数据中的至少一个。8.根据权利要求6或7所述的系统，所述系统包括音频输入装置，该音频输入装置用于经由所述用户接口单元从用户接收指示所述目的地和车辆操作指令中的至少一个的可听指令。9.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，所述系统包括音频输出装置，该音频输出装置用于经由所述用户接口单元向所述用户输出可听信息。10.根据权利要求2至9中任一项所述的系统，其中，所述机器人系统的部件安装在支撑构件上，该支撑构件被配置为且能够操作为将所述系统固定到所述车辆的驾驶员座椅。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述致动器操纵系统包括至少制动踏板操纵系统、油门踏板操纵系统以及方向盘操纵系统。12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述方向盘操纵系统弹性地联接到所述支撑构件，以在防止所述方向盘操纵系统的角运动的同时允许所述方向盘操纵系统沿着其平移轴线中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·古特曼，O·叶切利，
申请(专利权)人：BG内盖夫技术与应用有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL