协作感测制造技术

本发明专利技术涉及一种用于自主或半自主机动车辆的车辆系统、以及一种用于管理多个互连的机动车辆的感知系统。更具体地，该车辆系统具有控制单元，该控制单元用于借助于传感系统检索对象在车辆周围环境中的相对位置并且用于检索机动车辆的行进方向。另外，该控制单元被配置为从不同机动车辆接收数据，该数据包括该不同机动车辆的行进方向和该对象相对于该不同机动车辆的位置。然后，该控制单元被配置为将此外部测量转换到局部坐标系，以便通过利用分布式系统方法来增加测量的冗余(从而提高准确性)，并因此减少对增加每个车辆系统的成本和复杂性以实现提高的准确性的需求。

Collaborative sensing

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】协作感测
本专利技术涉及一种用于多个互连的机动车辆(比如自主机动车辆或半自主机动车辆)的感知系统、以及一种用于自主或半自主机动车辆的车辆系统。进一步，本专利技术涉及一种感知系统，其目的是在不增加系统复杂性的情况下提高用于自动化车辆的感知系统的可靠性。
技术介绍
在过去的十年期间，自主车辆一直是热门话题，并且随着计算机科学领域技术进步的迅速发展，自主车辆可能很快变为现实。然而，自主车辆的一个有挑战性的方面是可靠性，且特别是所收集的传感数据的可靠性。更详细地，自主车辆系统必须完美表现以赢得驾驶员的信任，并且在工程师开发技术时必须考虑比如恶劣天气、交通状况、其他驾驶员和不熟悉地形等未知因素。另外，由于一个简单错误的后果都可能是毁灭性的，因此还需要考虑各种数据故障或处理错误。因此，为了从实验形式或原型形式推进自主车辆产业，必须进一步发展在传感器和计算机实施的智能方面的现有技术。通常，在现有技术下，自主车辆能够在比如高速公路等道路上与其他车辆安全行驶，然而，在比如城市环境等更为拥挤的状况下，由于这些拥挤的状况会导致传感器信息解释错误，因此出现了挑战。提高系统可靠性的通常方法是使用冗余。在此，基于来自若干个独立源的信息来做出决策。这里的挑战是系统成本和复杂性增加。在增加冗余与向系统添加更多部件之间也需要折衷。众所周知，由更多数量的部件组成的更复杂的系统由于任何部件的故障而更易于操作劣化。因此，在本领域中需要一种可靠且安全的用于管理多个互连的自主或半自主车辆的新型且经改进的系统。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种感知系统及一种车辆系统，其通过减少状态噪声并保持冗余而不向系统添加不必要复杂性减轻了当前已知系统的全部或至少一些上述缺点。该目的通过所附权利要求中限定的车辆系统和感知系统来实现。在下文中，术语示例性应被解释为用作示例、实例或说明。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于自主或半自主机动车辆的车辆系统。该车辆系统包括：传感系统，该传感系统包括用于生成车辆数据包的多个传感器，该车辆数据包包括关于该机动车辆(为了方便起见，可以被称为车辆A)的周围环境的信息；以及定位系统，该定位系统用于生成与该机动车辆(车辆A)有关的定位数据包。该定位数据包包括所述机动车辆的行进方向和该机动车辆(车辆A)的地理坐标中的至少一项。该车辆系统进一步具有用于向/从至少一个其他机动车辆无线地发送和接收数据的通信系统、以及可操作地连接到该传感系统、该定位系统和该通信系统的控制单元。该控制单元被配置为：借助于所述传感系统检索包括所述周围环境中的对象相对于所述机动车辆(车辆A)的位置的第一测量值；检索该机动车辆(车辆A)的行进方向和/或地理坐标；从不同机动车辆(为了方便起见，可以称为车辆B)接收外部车辆数据包和外部定位数据包，该外部车辆数据包包括包含该对象相对于该不同机动车辆的位置的第二测量值，并且该外部定位数据包包括该不同机动车辆的行进方向和该不同机动车辆的地理坐标中的至少一项；借助于该传感系统检索包括该不同机动车辆(车辆B)相对于该机动车辆(车辆A)的位置的第三测量值；通过比较该第三测量值、该定位数据包和该外部定位数据包，将该外部车辆数据包转换到局部坐标系；并且处理该转换后的外部车辆数据包和该车辆数据包以便生成该对象的可能位置。因此，该车辆系统允许通过利用来自其他车辆的传感数据来提高周围环境的测量的冗余度，并通过最小化信号噪声(通过使任何坐标变换延迟到接收侧)来提高信息可靠性/准确性。本专利技术系统对于包括自主车辆和/或半自主车辆的车辆编队特别有用。在本文中，不同的机动车辆被解释为其是除第一机动车辆以外的车辆，即，该车辆仍可以是相同的型号或类型。关于周围环境的信息应被理解为相对于实际车辆的周围对象(其他车辆、建筑物、障碍物等)的借助于例如雷达、相机等的测量值。例如，未知对象(例如，公共汽车)在与该系统相关联的车辆(即车辆B)的前方。然后，车辆B将发送车辆数据包，该车辆数据包包括关于该未知对象相对于其自身(车辆B)的信息，比如该未知对象在车辆B右侧15米37°处。然后，该数据由与同一系统相关联的第一机动车辆(即车辆A)接收。可替代地，可以将车辆数据包发送到系统节点，然而，这将参考本专利技术的另一方面进行进一步详细讨论。继续，(例如，在请求之后)从机动车辆发送车辆数据包，由此接收器(即，车辆A)可以将该数据用于各种应用。更具体地，通过使用由外部/不同机动车辆(车辆B)进行的测量并将该数据变换到接收车辆(车辆A)的局部坐标系，提高了传感器测量的冗余度。更具体地，通过使用外部定位数据，第一机动车辆(车辆A)可以将由外部车辆(车辆B)的传感器进行的测量转换到其自身的局部坐标系(即，以自身为参考)。例如，外部测量可以在转换之后表明未知对象在机动车辆(车辆A)右侧75米14°处，这可以确认或可以不确认由车辆A的内部传感系统执行的测量。自然地，可以通过与同一系统相关联的其他车辆或位于关键位置(例如，繁忙的十字路口、交通拥挤的道路等)处的固定传感器来接收更多数量的外部测量，以进一步添加冗余。通过本专利技术车辆系统，与未知对象的测量值(在被发送/接收之前)与发送方的地理位置(例如，GPS位置)相结合的系统相比，可以实现周围环境信息的提高的可靠性。地理数据的添加通过向测量添加噪声(不确定性)而会对相对测量产生负面影响。更详细地，如果集成了地理数据，则接收车辆(车辆A)将必须进行反向变换，以便找出外部车辆(车辆B)与未知对象之间的相对距离，这大大降低了数据的准确性。换言之，在本专利技术系统中，每个机动车辆接收表明未知对象在所连接的机动车辆右侧N米M°处的数据，而不是接收表明未知对象例如在城市A东北Lkm的道路X上的数据，其中，GNSS(全球导航卫星系统)单元的公差向数据添加了噪声。这在以下情况中可能特别有用：机动车辆(车辆A)可以测量不同机动车辆(车辆B)的位置(例如，城市环境)以及未知对象的位置(两个测量都是相对于车辆A)，但是希望添加其自身对未知对象的测量的进一步冗余。本专利技术人意识到，通过使用协作感测和决策的概念，可以提高用于自主机动车辆的感知系统的稳定性、性能和冗余度。本专利技术考虑了全部以良好协调方式运行的车辆的集合，并且受益于它们都是公共系统的一部分这一事实。该公共系统内的实体可以彼此之间交换信息。如所提及的，车辆系统利用分布式方法来克服冗余要求，而不会造成更昂贵且更复杂的系统架构的开销。由于信息传播的特殊性(例如，未覆盖地理坐标)，因此信号噪声级被保持为尽可能低。在本文中，主要讨论了两种不同的坐标系，即车辆局部坐标系和全球纬度/经度坐标系。前者(局部坐标系)使用具有参考点的单个车辆，即，所有测量值相对于单个车辆来表示，而后者(全球坐标系)表示对象在“全球”纬度和经度坐标(例如，GPS坐标)中的位置。另外，可以采用“共享坐标系”，这意味着其是由多个车辆共享的坐标系而不是“全球参考”，比如例如UTM(通用横向墨卡托)带。继续，根据本专利技术的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自主或半自主机动车辆的车辆系统，该车辆系统包括：/n传感系统，该传感系统包括用于生成车辆数据包的多个传感器，该车辆数据包包括关于所述机动车辆的周围环境的信息；/n定位系统，该定位系统用于生成与所述机动车辆有关的定位数据包，所述定位数据包包括所述机动车辆的行进方向和所述机动车辆的地理坐标中的至少一项；/n通信系统，该通信系统用于向/从至少一个其他机动车辆无线地发送和接收数据；/n控制单元，该控制单元可操作地连接到所述传感系统、所述定位系统和所述通信系统，所述控制单元被配置为：/n借助于所述传感系统检索所述周围环境中的对象相对于所述机动车辆的位置的第一测量值；/n检索所述机动车辆的所述行进方向和/或所述地理坐标；/n从不同机动车辆接收外部车辆数据包和外部定位数据包，所述外部车辆数据包包括所述对象相对于所述不同机动车辆的位置的第二测量值，并且所述外部定位数据包包括所述不同机动车辆的行进方向和所述不同机动车辆的地理坐标中的至少一项；/n借助于所述传感系统检索所述不同机动车辆相对于所述机动车辆的位置；/n通过比较该不同机动车辆相对于所述机动车辆的所述位置、所述定位数据包和所述外部定位数据包，将所述外部车辆数据包转换到局部坐标系；并且/n处理所述转换后的外部车辆数据包和所述车辆数据包以便生成所述对象的可能位置。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171228 EP 17210961.31.一种用于自主或半自主机动车辆的车辆系统，该车辆系统包括：
传感系统，该传感系统包括用于生成车辆数据包的多个传感器，该车辆数据包包括关于所述机动车辆的周围环境的信息；
定位系统，该定位系统用于生成与所述机动车辆有关的定位数据包，所述定位数据包包括所述机动车辆的行进方向和所述机动车辆的地理坐标中的至少一项；
通信系统，该通信系统用于向/从至少一个其他机动车辆无线地发送和接收数据；
控制单元，该控制单元可操作地连接到所述传感系统、所述定位系统和所述通信系统，所述控制单元被配置为：
借助于所述传感系统检索所述周围环境中的对象相对于所述机动车辆的位置的第一测量值；
检索所述机动车辆的所述行进方向和/或所述地理坐标；
从不同机动车辆接收外部车辆数据包和外部定位数据包，所述外部车辆数据包包括所述对象相对于所述不同机动车辆的位置的第二测量值，并且所述外部定位数据包包括所述不同机动车辆的行进方向和所述不同机动车辆的地理坐标中的至少一项；
借助于所述传感系统检索所述不同机动车辆相对于所述机动车辆的位置；
通过比较该不同机动车辆相对于所述机动车辆的所述位置、所述定位数据包和所述外部定位数据包，将所述外部车辆数据包转换到局部坐标系；并且
处理所述转换后的外部车辆数据包和所述车辆数据包以便生成所述对象的可能位置。


2.根据权利要求1所述的车辆系统，其中，所述定位数据包包括该机动车辆的行进方向和地理坐标，并且其中，所述外部定位数据包包括该不同机动车辆的行进方向和地理坐标。


3.根据权利要求1或2所述的车辆系统，其中，所述外部车辆数据包和所述外部定位数据包是分开的数据包。


4.根据前述权利要求中任一项所述的车辆系统，其中，所述控制单元被配置为借助于概率滤波器对所述车辆数据包进行滤波，以便去除所述检索到的关于所述机动车辆的周围环境的信息中的任何异常。


5.根据前述权利要求中任一项所述的车辆系统，所述机动车辆和所述不同机动车辆是自主机动车辆或半自主车辆。


6.根据前述权利要求中任一项所述的车辆系统，其中，所述控制单元进一步被配置为检索所述机动车辆的预期状态，其中，所述预期状态包括所述机动车辆的路径预测和/或规划路线；并且
其中，所述外部车辆数据包包括所述不同机动车辆的预期状态，该预期状态包括所述不同机动车辆的路径预测和/或规划路线。


7.一种用于管理多...

【专利技术属性】
技术研发人员：佩尔·德格曼，
申请(专利权)人：艾茵里德有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE