被动红外线引导系统技术方案

一种被动红外线引导系统和方法，其用于增强自动驾驶车辆在道路上的操作的，包含至少一个安装在车辆上的前视红外线成像传感器，其与车辆操作系统绑定的图像处理器进行有效通信。所述系统使用热成像判定道路的左右边缘，然后根据所判定的道路左右边缘，判定车辆行驶所在的行车道的中心线。然后系统会将所判定的行车道中心线与车辆的实际位置进行比较，并根据比较结果决定车辆位置所需的任何调整。左边缘和右边缘判定可以包括辨识代表道路的热特征和代表非道路部分的热特征之间的差异，非道路部分紧邻的道路部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】被动红外线引导系统
本专利技术总体上涉及增强自动驾驶车辆的操作，并且更具体地涉及用于将车辆定位在道路上的系统和方法，并相应地调整车辆的位置和操作。
技术介绍
许多公司正在开发在现有道路上用于商业和个人用途的自动驾驶车辆，以用于各种应用，包含但不限于个人出租车服务、送货服务等。根据本专利技术，自动驾驶车辆是能够在没有人类驾驶员的情况下操作的车辆。这样的车辆可以设计为使用车载计算器和传感器系统以操作，其设计为以与存在人工操作者相同的方式以驾驶、操纵和以其他方式操作车辆。可以预见，类似于出租车、公交车或货车的网络，自动驾驶的车队即将问世，从而用户可以请求自动驾驶车辆依需求接送、载送和放乘客下车，或者取货、运输和递送包裹等。另外，使用者可以拥有个人用自动驾驶车辆，并将其用于日常工作，例如通勤、办事情、载小孩上学、旅行等。当前处于开发和测试阶段的自动驾驶车辆通常利用多个系统以完全操作车辆，而无需人工操作。首先，使用标准GPS系统以规划车辆的路线。GPS系统会考虑到旅行的起点和目的地，以及其他因素，例如交通状况、封路讯息、天气状况、首选路线、收费公路等，判定车辆的最佳路线。然而，为了安全有效地运行，自动驾驶车辆还需要一种系统以识别车辆运行期间的路线动态状况。这样的系统可以称为增强GPS系统，其利用一系列技术(例如摄像机、传感器、雷达、激光雷达和激光)在运行期间提供车辆周围的三维视图。这样的系统可以追踪车辆周围的其他汽车；检测汽车周围、道路前方、或从前、后或侧面接近汽车的障碍物或危险；并判定道路或行车道边缘的位置、即将到来的转弯、上坡或下坡，并评估车辆前方、后方和周围的一般道路状况。自动驾驶车辆还需要车内的集中式系统以处理从GPS系统和增强GPS系统提供的信息，并利用处理后的信息以操作车辆。这类常用系统通常包含车辆中的计算器局域网络(CAN)总线，以与GPS系统、增强GPS系统和其他自动驾驶车辆操作系统通信并协调其操作。非自动驾驶车辆也利用类似的技术以辅助驾驶员。例如，汽车数十年来一直使用各种形式的巡航控制。最近，汽车已经配备自动并行停车的系统。许多现代汽车现在都配备一些系统，其可以在汽车开始偏离高速公路的车道时为驾驶员提供帮助，如果汽车离前方汽车太近，系统会剎车；如果前方道路上有物体，系统会警告驾驶员。在直到自动驾驶车辆上的引导系统达到或超过人类驾驶员的感知和分析决策能力前，仍会有许多全自动车辆无法对周围环境进行适当和动态的响应或反应的日常情况。此外，在自动驾驶车辆可以安全地依靠现有的操作系统和传感器，以安全有效地运行并消除所有风险之前，民众仍将犹豫是否应该完全相信这种车辆的真正自动驾驶。事实上，由于环境条件充满挑战，引导系统和传感器无法充分检测、识别和/或及时反应，导致许多“现实世界”的自动驾驶车辆测试出现导航失败和事故等问题，因此，大多数自动驾驶车辆测试通常只在温暖、阳光充足的地区进行。尽管各种基于光学的车辆和/或自动引导系统和传感器(例如影像、激光雷达等)在理想的视觉和环境条件下都能表现良好，在不利的环境条件下，它们的能力会迅速降低到无法使用的水平，例如在下雨、降雪、起雾等过程中或之后不久，或是天黑和位于道路外的昏暗区域的时候。另外，而现有水平的“车载”传感器、摄像机、设备和接口可以在一定程度上改变自动驾驶车辆的驾驶特性(例如为了未预期的障碍物和/或其他车辆而煞车、在车辆偏离车道时将车辆转向或调整车辆的推进力等)，当前自动驾驶车辆对恶劣的环境条件(例如雾、雪、大风或极度黑暗)做出适当反应的能力存在一种固有的极端缺陷，这可能使许多依赖光学的传感器混乱或变得无用。不能仅依靠现有的GPS导航系统和高分辨率的数字地图，因为它们的数据库并未涵盖大部分的道路，并且经常过时。因此，需要改进现有的基于光学的引导系统和传感器，以确保自动驾驶车辆在所有情况下的操作都是安全且高效的。因此，需要改进自动驾驶车辆以及手动驾驶车辆的操作系统，克服现有动态引导系统的缺点和限制，以在路况中继续适当地自我引导。此外，需要一种系统，所述系统利用带有传感器的红外检测和成像功能，以响应道路上的意外和不可预测的情况，以帮助车辆安全有效地运行，这将有助于车辆迅速地判定适当的响应措施。
技术实现思路
本专利技术总体上针对一种被动红外线引导系统，其用于增强道路上的自动驾驶车辆的操作。根据本专利技术的实施例，所述系统提供了一种出色的方法，当道路的整体能见度较低、不太理想或因其他方式而不佳时，协助车辆或驾驶员找到并判定已建立的行车道的中心点，并且当其他导航系统的性能可能降低或不起作用时，立即对检测到的导航偏差做出响应。根据本专利技术的系统的操作的核心是使用至少一个安装在车辆上的前视被动红外线(IR)影像传感器，其与车辆操作系统绑定的图像处理器进行操作通信，例如，通过中央CAN总线单元与各种车辆传感器(例如IR传感器)持续通信，以分析和输出处理，优选为立即实时。在运作中，图像处理器分析道路表面和邻近道路区域之间的辐射热差，随后提供道路和/或行车道存在和结束的位置的数据“图像”。更具体地说，图像处理器基于至少一个红外线传感器测得的数据，建立道路的左边缘线和右边缘线，然后判定车辆行驶的行车道的中心线。所述信息可以用于提供例如以轮廓显示在被驾驶的车辆的挡风玻璃上的“抬头”显示器，或者作为向自动驾驶车辆的操作和/或导航系统输入的数据。尽管优选为用于自动驾驶车辆，本专利技术的系统还可以在人类驾驶的车辆中用作人类驾驶的辅助设备，像自动驾驶车辆系统一样，驾驶无法通过光学手段正确辨识车辆在雪和/或冰覆盖、有雾、光线不足或道路损坏的行车道上相对于行车道的位置。在本专利技术的实施例中，用于将车辆定位在道路上的已建立的行车道的中央的方法包含，使用热成像判定道路的左边缘和右边缘，然后根据所判定的道路左右边缘判定行车道的中心线。所述方法进一步包含将判定的行车道的中心线与车辆的实际位置进行比较，然后根据比较结果辨识对车辆位置的任何调整。在本专利技术的另一实施例中，用于将车辆定位在道路上的行车道的中央的方法包含，使用设置在车辆上的热成像传感器组件，然后基于判定的道路的左右边缘判定行车道的中心线。系统会取决于路缘到路缘的宽度除以典型的行车道宽度，判定阻塞(例如积雪)道路上的行车道数量。所述方法进一步包含将判定的行车道的中心线与车辆的实际位置进行比较，然后根据比较结果辨识对车辆位置的任何调整。所述方法进一步包含基于所辨识的调整以发起车辆操作中的响应。在本专利技术的另一个实施例中，用于将车辆定位在道路上的行车道的中央的系统包含设置在车辆上的热成像传感器组件并且包含至少一个红外线传感器，其用于对车辆前方的道路热成像。所述系统进一步包含与热成像传感器组件操作通信的图像处理器，其用于分别对车辆的左侧和右侧的道路成像。更具体地说，图像处理器基于从热成像传感器组件接收到的与道路左右边缘相关的热成像信号，以判定在道路中行车道的中心线。所述系统进一步包含中央车辆控制系统，其与图像处理器操作通信，以便基于车辆的实际位置与判定的行车道中心线的比较，使用车辆的引导系统以调整车辆在行车道内的位置。在另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种将车辆定位在道路上的行车道的中央的方法，所述方法包括：/n使用热成像判定道路的左边缘；/n使用热成像判定道路的右边缘；/n根据所判定的道路的左右边缘判定行车道的中心线；/n将所判定的行车道的中心线与车辆的实际位置进行比较；以及/n根据比较结果辨识车辆位置的任何调整。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180511 US 62/670,2091.一种将车辆定位在道路上的行车道的中央的方法，所述方法包括：
使用热成像判定道路的左边缘；
使用热成像判定道路的右边缘；
根据所判定的道路的左右边缘判定行车道的中心线；
将所判定的行车道的中心线与车辆的实际位置进行比较；以及
根据比较结果辨识车辆位置的任何调整。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，左道路边缘的判定和右道路边缘的判定包括使用设置在车辆上的热成像传感器组件。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述热成像传感器组件包括安装至车辆的至少一个前视红外线成像传感器。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述至少一个红外线传感器包括：
左红外线传感器安装在车辆的左侧，用于对车辆左侧的道路热成像；以及
右红外线传感器安装在车辆的右侧，用于对车辆右侧的道路热成像。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，左车道边缘的判定和右车道边缘的判定包括，辨识代表被成像的道路的一部分的第一热特征和代表被成像的非道路部分的第二热特征之间的热差，非道路部分紧邻道路部分。


6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用车辆的引导系统，根据所辨识的调整以调整车辆位置的步骤。


7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，车辆位置的调整包括以下至少之一：(i)向车辆的转向系统提供输入；(ii)启动车辆的制动系统；(iii)启动车辆的推进系统。


8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在与车辆相关联的抬头显示器和透明OLED面板中的至少一个上显示所辨识的调整的步骤，所述抬头显示器和透明OLED面板固定在车辆挡风玻璃的内部或者夹在所述挡风玻璃的各层之间。


9.一种将车辆定位在道路上的行车道的中央的系统，所述系统包括：
热成像传感器组件，设置在车辆上，并且包括至少一个红外线传感器，用于分别对车辆左侧和右侧的道路热成像；
图像处理器，其与所述热成像传感器组件进行操作通信，用于基于从与道路的左边缘和右边缘相关联的热成像传感器组件接收的热成像信号，判定道路中行车道的中心线；以及
中央车辆控制系统，其与图像处理器进行操作通信，以便基于车辆的实际位置与判定的行车道中心线的比较结果，使用车辆的引导系统以调整车辆在行车道内的位置。


10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述热成像传感器组件包括安装至车辆的至少一个前视红外线成像传感器。


11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述至少一个红外线传感器包括：
左红外线传感器安装在车辆的左侧，用于对车辆左侧的道...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿诺·查斯，
申请(专利权)人：阿诺·查斯，
类型：发明
国别省市：美国;US