用于防止车辆的倾翻的系统和方法技术方案

本申请涉及用于防止车辆的倾翻的系统和方法。公开了一种用于防止车辆的倾翻的系统。该系统可以包括：至少一个摄像机，其附接到车辆的一部分，使得由摄像机捕获的图像包括车辆的一部分和周围区域的一部分；通信模块；以及控制器，其被配置为：经由通信模块从摄像机接收至少一个图像；接收与车辆的参数相关的数据；基于接收到的至少一个图像计算在车辆和地面之间的相对位置；基于接收到的至少一个图像和与车辆的参数相关的数据来计算车辆的重心的定位；以及基于所计算的重心和相对位置来确定车辆倾翻的概率。

System and method for preventing vehicle from tipping

【技术实现步骤摘要】
用于防止车辆的倾翻的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年11月29日提交的且标题为“SYSTEMANDMETHODFORPREVENTINGROLLING-OVEROFVEHICLES”的美国临时申请第62/772,683号的利益，该临时申请通过引用被全部并入本文。专利
本专利技术通常涉及一种用于防止车辆的倾翻(rollingover)的系统。更特别地，本专利技术涉及用于使用图像分析来防止车辆的倾翻的系统和方法。专利技术背景车辆的倾翻(在本领域中也称为滚翻(rollover)或翻倒(tippingover))是在地形和地面是不平坦、泥泞和崎岖不平的工作场所中的大量事故的原因。车辆(例如卡车)和重型机械(例如推土机、挖掘机、反铲挖土机、反铲装载机和诸如此类)或参与挖掘或其他运土相关任务的任何其他车辆易受倾翻。具有车辆的移动单元部分(mobilityunitpart)和用于支承负载的任务预制单元(taskpreformingunit)的车辆对倾翻是更敏感的，因为支承负载的任务预制单元的定位动态地改变车辆的重心(CoG)。例如，当反铲挖土机/挖掘机使用位于两部分铰接臂的端部处的挖掘铲斗铲/挖土壤时，反铲挖土机的CoG在挖掘铲斗从挖掘定位移动到落下定位时改变，常常当反铲挖土机/挖掘机的车辆的移动单元在运动中时(例如，支承两部分铰接臂的车辆的移动单元(拖拉机、半履带车和诸如此类等))。类似的问题可能在推土机和其他重型机械的操作中出现。当前的解决方案旨在检测可能的倾翻情况，并警告操作者和/或主动干预设备操作以防止倾翻。当前的保护系统是完全被动的(其旨在在倾翻的情况下保护操作者)，而不是防止它，例如气囊。可选地，这种系统可以包括或需要针对特定车辆选择的一系列专用传感器，以便估计车辆的姿态，这又使得难以扩展到不同的车辆并在同一平台上增加额外的安全设施。因此，存在对可以在各种不同的车辆中组装、能够预测倾翻的概率而不需要将传感器集成到车辆中或使用车辆的传感器的独立系统的需要。专利技术概述本专利技术的各方面可以针对一种防止车辆的倾翻的系统和方法。该系统可以包括：至少一个摄像机，其附接到车辆的一部分，使得由摄像机捕获的图像包括车辆的一部分和周围区域的一部分；通信单元；以及控制器，其被配置为执行下面的方法：经由通信单元从摄像机接收至少一个图像；接收与车辆的参数相关的数据；基于接收到的至少一个图像计算在车辆和地面之间的相对位置；基于接收到的至少一个图像和与车辆的参数相关的数据来计算车辆的重心的定位和/或速度；以及基于所计算的重心和相对位置来确定车辆倾翻的概率。在一些实施例中，接收到的至少一个图像还可以包括由车辆支承的负载的一部分，并且接收到的参数包括与负载相关的参数。在一些实施例中，车辆的参数可以包括下列项中的至少一个：车辆的尺寸、由车辆支承的负载的尺寸、车辆的惯性矩、每个部分的质量、电机参数、表示在车辆的动态元件的输入和输出之间的动力学的数学模型和诸如此类。在一些实施例中，控制器可以进一步被配置为：当车辆的至少一部分在运动中时从至少一个摄像机接收图像流；识别在下列项中的至少一个中的时间变化：相对位置和车辆的重心的定位、车辆的相对姿态以及由车辆支承的负载的位置和姿态；基于时间变化来确定车辆的倾翻的概率；以及如果概率高于阈值，则防止车辆倾翻。在一些实施例中，控制器可以进一步被配置为：通过下列操作来从所分析的图像计算重心的定位：估计车辆的姿态；接收与车辆的参数相关的数据；以及估计车辆的有效负载质量。在一些实施例中，控制器可以进一步被配置为：通过下列操作来从所分析的图像计算在车辆和地面之间的相对位置：确定车辆相对于地面的倾斜角；以及可选地计算在车辆的履带(crawler)和外壳之间的旋角(swingangle)。在一些实施例中，控制器可以进一步被配置为：基于从一个或更多个传感器接收的数据来确定车辆倾翻的概率。在一些实施例中，传感器可以是陀螺仪，并且控制器可以进一步被配置为基于从陀螺仪接收的读数来计算在车辆和地面之间的相对位置。在一些实施例中，至少一个摄像机可以位于车辆的移动单元上。在一些实施例中，至少一个摄像机可以位于车辆上的已知定位处。在一些实施例中，控制器可以进一步被配置为：估计车辆离障碍物的距离。在一些实施例中，控制器可以进一步被配置为：检测操作车辆的用户的活动。在一些实施例中，控制器可以进一步被配置为：检测靠近车辆的物体。附图说明被视为本专利技术的主题在说明书的结束部分中被特别指出并被清楚地主张。然而，本专利技术关于操作的组织和方法以及其目的、特征和优点可以通过参考下面的详细描述在与附图一起被阅读时被最好地理解，其中：图1显示了根据本专利技术的一些实施例的用于防止车辆的倾翻的系统的框图；图2是根据本专利技术的一些实施例的防止车辆的倾翻的方法的流程图；图3A-3B是根据本专利技术的一些实施例的在地形上的车辆和作用在这种车辆上的力的图示；以及图4是根据本专利技术的一些实施例的在地形上的车辆的图示。将认识到，为了说明的简单和清楚，在附图中示出的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大。此外，在被考虑为适当的场合，参考数字可在多个图当中重复以指示对应的或类似的元件。本专利技术的实施例的详细描述在下面的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践本专利技术。在其它实例中，公知的方法、过程以及部件、模块、单元和/或电路没有被详细描述，以免使本专利技术含糊。关于一个实施例描述的一些特征或元件可以与关于其他实施例描述的特征或元件组合。为了清楚起见，可以不重复相同或相似的特征或元件的讨论。虽然本专利技术的实施例在这方面不受限制，但利用例如“处理”、“运算”、“计算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等的术语的讨论可以指计算机、计算平台、计算系统或其它电子计算设备的操作和/或过程，该计算机、计算平台、计算系统或其它电子计算设备将被表示为在计算机的寄存器和/或存储器内的物理(例如，电子、GPU和诸如此类)量的数据操纵和/或变换为类似地被表示为在计算机的寄存器和/或存储器或者可存储执行操作和/或过程的指令的其它信息非暂时性存储介质内的物理量的其它数据。虽然本专利技术的实施例在这方面不受限制，但如本文所使用的术语“多数(plurality)”和“多个(aplurality)”可以包括例如“许多(multiple)”或“两个或更多个”。在整个说明书中可以使用术语“多数”或“多个”来描述两个或更多个部件、设备、元件、单元、参数或诸如此类。术语集当在本文被使用时可以包括一个或更多个项。除非明确规定，否则本文描述的方法实施例不限于特定的次序或顺序。另外，所描述的方法实施例或其元件中的一些可以同步地、在同一时间点或同时出现或被执行。本专利技术的一些方面可以针对可以附接/组装到任何车辆以便防止车辆的倾翻的独立设备或系统。根据本专利技术的实施例的独立设备或系统可以被配置成确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于防止车辆的倾翻的系统，包括：/n至少一个摄像机，其附接到所述车辆的一部分，使得由所述摄像机捕获的图像包括所述车辆的一部分和周围区域的一部分；/n通信模块；以及/n控制器，其被配置为：/n经由所述通信模块从所述至少一个摄像机接收至少一个图像；/n接收与所述车辆的参数相关的数据；/n基于接收到的至少一个图像计算在所述车辆和地面之间的相对位置；/n基于所述接收到的至少一个图像和与所述车辆的所述参数相关的所述数据来计算所述车辆的重心的定位；以及/n基于所计算的重心定位和所述相对位置来确定所述车辆倾翻的概率。/n

【技术特征摘要】
20181129 US 62/772,6831.一种用于防止车辆的倾翻的系统，包括：
至少一个摄像机，其附接到所述车辆的一部分，使得由所述摄像机捕获的图像包括所述车辆的一部分和周围区域的一部分；
通信模块；以及
控制器，其被配置为：
经由所述通信模块从所述至少一个摄像机接收至少一个图像；
接收与所述车辆的参数相关的数据；
基于接收到的至少一个图像计算在所述车辆和地面之间的相对位置；
基于所述接收到的至少一个图像和与所述车辆的所述参数相关的所述数据来计算所述车辆的重心的定位；以及
基于所计算的重心定位和所述相对位置来确定所述车辆倾翻的概率。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收到的至少一个图像还包括由所述车辆支承的负载的一部分，并且接收到的参数包括与所述负载相关的参数。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置为：
基于所述接收到的至少一个图像和与所述车辆的所述参数相关的所述数据来计算所述车辆的重心的速度；以及
还基于所计算的重心速度来确定所述车辆倾翻的所述概率。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器进一步被配置为：
当所述车辆在运动中时从所述至少一个摄像机接收图像流；
识别在下列项中的至少一个中的时间变化：所述相对位置和所述车辆的重心的定位、所述车辆的相对姿态以及由所述车辆支承的负载的位置和姿态；
基于所述时间变化来确定所述车辆的倾翻的所述概率；以及
如果所述概率高于阈值，则当所述车辆在运动中时防止所述车辆倾翻。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为通过下列操作来从所分析的图像计算所述重心的定位：
估计所述车辆的姿态；
接收与所述车辆的尺寸相关的数据；以及
估计所述车辆的有效负载。


6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述车辆的参数包括下列项中的至少一个：所述车辆的尺寸、由所述车辆支承的负载的尺寸、所述车辆的惯性矩、每个部分的质量、电机参数以及表示在所述车辆的动态元件的输入和输出之间的动力学的数学模型。


7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述车辆的参数中的至少一些参数接收自数据库。


8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述车辆的参数中的至少一些参数提取自所述接收到的至少一个图像。


9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置成通过下列操作来从所分析的图像计算在所述车辆和地面之间的相对位置：
确定所述车辆相对于地面的倾斜角；以及可选地
计算在所述车辆的履带和...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥尔·舒尔，察克·拉姆昂，莫尔·拉姆昂，
申请(专利权)人：英特赛特有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL