自主车辆牵引系统和方法技术方案

本申请涉及自主车辆牵引系统和方法。公开的系统和方法涉及自主车辆技术。具有供人类使用的驾驶控制装置的跟随车辆可以配备有用于与控制系统一起使用的接口、无线收发器、控制器和传感器，使得跟随车辆可被促使跟随引导车辆，而无需人类与跟随车辆交互。跟随车辆可以无线地从引导车辆接收关于位置、运动、加速或减速、转向的信息、或者与跟随引导车辆相关的其他信息。跟随车辆可以包括用于感测引导车辆的位置、运动、加速、减速、转向或其他特性的传感器。引导车辆可以配备有RF发射器，该RF发射器向跟随车辆提供指示器，使得传感器可以更容易地感测引导车辆。多个跟随车辆可被无线链接以形成没有机械链接的队列。以形成没有机械链接的队列。以形成没有机械链接的队列。

【技术实现步骤摘要】
自主车辆牵引系统和方法
[0001]本申请是申请日为2016年12月9日，申请号为201680078547.0，专利技术名称为“自主车辆牵引系统和方法”的申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2015年12月11日提交的序列号为62/266,550的美国临时申请和2016年2月24日提交的序列号为15/052,527的美国非临时申请的优先权，每个申请的全部内容通过引用并入本文。
[0004]背景
[0005]自动驾驶汽车在过去几年里变为普遍存在的，因为它们已被多家公司开发、广告和在新闻媒体上广泛推广。Google等知名公司已经在公共道路上广泛测试了自动驾驶的独立车辆。特斯拉等其他公司已经在某些可供公众购买的车辆上提供自动驾驶类型的特征。如苹果的其他公司已宣布计划开发自动驾驶汽车。据估计，到2020年，将有数百万辆自动驾驶汽车上路。
[0006]一般来说，自动驾驶汽车分为两种不同的类型。这些是完全可以在没有辅助的情况下驾驶的自主汽车和需要一些人工辅助的半自主汽车。全自主汽车还可分为用户操纵车辆和无人驾驶车辆。
[0007]大多数自动驾驶汽车是特种车辆，具有许多集成的传感器和控制器以用于监控车辆周围道路的各个方面和驾驶条件。这种车辆通常非常昂贵，或者目前不可公开购买。
[0008]此外，即使在这种车辆可供购买的情况下，它们通常也是可能不具有不同类型用户所期望的特征的专用车辆。例如，一个想在长途旅行中乘坐两辆车辆的家庭可能不愿意坐Google正在开发的小型车辆，因此可能放弃购买自动驾驶车辆，因为这个家庭希望在旅途中有两辆小货车可用。然而，专利技术人并没有意识到目前可用作自动驾驶汽车的任何小型货车。出于这个原因，在度假时乘坐两辆小货车的家庭可能会被迫雇佣两名驾驶员，每辆小货车一名。在备选方案中，一家人可以挤进一辆小型货车，这样驾驶员就可以分担驾驶责任。或者，这家人可以给一辆小型货车加装牵引装备，并且租或购买拖车来牵引第二辆小型货车。或者，家庭可以选择放弃假期，而不是使用列出的选项之一。在某些情况下，家人可能希望乘坐两辆车度假，这两辆车都不能牵引另一辆，导致无法分担驾驶责任。
[0009]类似地，休闲娱乐车辆(RV)的所有者可能希望携带第二辆车辆旅行，使得RV可以保持停放在目的地，并且第二个较小的车辆可以用于去往RV所有者希望参观的不接纳RV停放的餐馆、商店、博物馆和其他目的地。有些RV可能被配备以牵引第二辆车，但有些可能没有。此外，有些RV所有者不能驾驶拖着另一辆车的RV，或者觉得这样做不安全。
[0010]另外，目前用另一车辆牵引车辆的方法是非常复杂的过程。牵引装置和过程涉及物理联接件，例如牵引车辆和被牵引车辆之间的链条、刚性杆、制动系统以及对一个或两个车辆的改装。其他方法涉及使用能够完全或部分运载被牵引车辆的拖车。在直接牵引方法中，通常需要对被牵引车辆和牵引车辆进行改装。被牵引车辆的附加负载增加了对被牵引车辆和牵引车辆的磨损。改装的成本并不是微不足道的。并且牵引机构的接合和分离过程是繁琐的且耗时的。当车辆(如休闲娱乐车辆(RV))必须牵引另一个车辆时，这种情况是经
常可见。此外，在上述情况下，为了牵引的目的，可以容易地改装的车辆的类型是有限的。
[0011]由于这些原因，将希望有一种在引导车辆(lead vehicle)和跟随车辆之间没有物理连接并在跟随车辆中没有驾驶员的情况下“牵引”引导车辆后面的跟随车辆的方式。还将希望有一种利用其自身动力“牵引”跟随车辆的方式，因为引导车辆没有足够的动力来拖跟随车辆，或者因为如果引导车辆和跟随车辆没有被机械联接，行驶可能更安全或更快。
[0012]在许多情况下，从事长途越野驾驶的驾驶员可能因长途驾驶而过度疲劳或压力过大，并且希望有机会休息，而不是在剩余的路程中开车。如果不要求这些驾驶员不断地监控道路和调整对其车辆的控制，那么他们可以休息。但是，目前没有任何系统或方法允许这样的休息。
[0013]类似地，在许多城市地区，驾驶员也面临着停滞不前或走走停停交通的枯燥的通勤。当驾驶员分散注意力或尝试危险的机动操作时，这种通勤会造成压力和事故。此外，在繁忙的交通中，驾驶员必须加速或减速时的延迟响应在很大程度上传播，并造成交通堵塞和慢行。
[0014]出于这些原因，将希望具有允许驾驶员将其车辆放置在不是物理连接而是无线连接的车辆的“队列”或“车队”中的系统和方法。将希望允许引导车辆后面的所有车辆跟随引导车辆，同时允许跟随车辆的驾驶员休息和/或降低他们的压力水平。还希望有这样一种系统，通过提供传递加速和减速信息的系统使得多辆车辆可以同时或几乎同时加速或减速，该系统将减少在繁忙交通中传播到多辆汽车的延迟响应。
[0015]还希望有一种自主车辆驾驶和控制系统，其可以在需要时通过将驾驶和控制系统放置在车辆中且如有需要在不需要时将其移除或者移动到另一车辆，来用在具有人类可操作的控制装置的标准车辆中。将希望以其能够与人操纵的车辆无线通信并跟随人操纵的车辆的方式形成这样一种系统，从而不需要广泛且昂贵的传感器系统和人工智能。相反，希望提供使用更有限的传感器和控制系统来降低将车辆转换成跟随另一车辆的自动驾驶车辆的成本的系统和方法。
[0016]为了避免疑问，上述的上下文背景不应被认为是对下面描述的任何实施方案的限制，如下面更详细描述的。
[0017]概述
[0018]下面呈现了本说明书的简化的概述，以便提供对本说明书的某些方面的基本理解。该概述并非本说明书的详尽的综述。并非意图识别本说明书的关键或必要元素，也并非意图划定本说明书的任何具体实施方案的范围或权利要求的任何范围。该概述的唯一目的是以简化的形式呈现本说明书的一些概念作为在本公开中呈现的更详细的描述的前序。
[0019]因此，本专利技术的实施方案可以提供系统、结构和方法，该系统、结构和方法提供一种在无需任何物理连接的情况下“牵引”人操纵的引导车辆后面的一个或更多个跟随车辆的方式。
[0020]本专利技术的实施方案可以提供连接到无线收发器、传感器和设备的控制器，用于控制车辆的转向和动力总成(powertrain)，以提供接收信息并将该信息转换成控制信号以使车辆跟随另一车辆的方式。
[0021]本专利技术的实施方案可以提供一种系统和方法，其用于使人类驾驶的引导车辆引导无线连接到引导车辆的多辆无人驾驶车辆的队列或车队，从而提供减少在具有标准的人类
可操作的控制装置的车辆中所需的人类驾驶员的数量的能力。
[0022]本专利技术的各种实施方案可以提供传感器和发射器，用在跟随由人类驾驶的引导车辆的无人驾驶的跟随车辆的自动控制中使用。
[0023]在本专利技术的各种实施方案中，定向无线通信传输可用于减少信号被拦截或干扰其他的可能性。在本专利技术的其他实施方案中，无线信号可以被更广泛地广播，使得一个或更多个车辆可以在没有到发射器的视线的情况下接收信号。
[0024]本专利技术的实施方案还可以提供一种新的无线自主驾驶技术，在使得无人驾驶车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对中继数据的自主车队系统，包括：接收器，所述接收器被配置为从车队引导车辆无线且自主地接收关于由所述车队引导车辆基于人类驾驶员输入而执行的当前引导车辆驾驶操作的中继导引信息；跟随车辆控制单元，所述跟随车辆控制单元被配置为自主地确定包括指令的控制数据，所述指令控制跟随车辆驾驶操作以使所述跟随车辆基本保持相对于所述车队引导车辆的跟随位置，其中所述跟随车辆控制单元基于所述中继导引信息和一个或更多个操作参数自主地确定所述控制数据，所述一个或更多个操作参数指示所述车队引导车辆和所述跟随车辆对至少一个驾驶操作的操作限制，并且其中所述控制数据考虑所述操作限制；动量控制系统，所述动量控制系统被配置用于与所述跟随车辆的控制装置集成并被配置为应用所述控制数据以控制所述跟随车辆驾驶操作，其中，所述动量控制系统包括第一控制子系统和第二控制子系统，所述第一控制子系统被配置为应用所述控制数据以使所述跟随车辆以被设计为基本保持所述跟随位置的方式转向，所述第二控制子系统被配置为应用所述控制数据以使所述跟随车辆以被设计为基本保持所述跟随位置的方式加速或减速；以及多个通信连接，所述多个通信连接用于耦合所述接收器、所述跟随车辆控制单元和所述动量控制系统。2.根据权利要求1所述的针对中继数据的自主车队系统，还包括：第一组一个或更多个传感器，所述第一组一个或更多个传感器附接到所述跟随车辆并且与所述跟随车辆控制单元通信地耦合，其中所述传感器中的至少一个被配置为确定关于所述跟随车辆相对于所述车队引导车辆的位置的位置信息，并且其中所述传感器中的至少另外的一个被配置为确定关于所述跟随车辆相对于所述车队引导车辆的速度的速度信息，其中，所述跟随车辆控制单元还被配置为部分地基于所述位置信息和所述速度信息确定所述控制数据，并且其中所述指令还控制所述跟随车辆驾驶操作以使所述跟随车辆基本保持与所述车队引导车辆对准并且在基本对应于所述车队引导车辆的引导路径的跟随路径中驾驶。3.根据权利要求2所述的针对中继数据的自主车队系统，其中，所述第一组一个或更多个传感器包括第一计算机视觉传感器和附接到所述跟随车辆的第一侧镜子组件的第一激光雷达。4.根据权利要求3所述的针对中继数据的自主车队系统，还包括：第二组一个或更多个传感器，所述第二组一个或更多个传感器包括第二计算机视觉传感器和附接到所述跟随车辆的第二侧镜子组件的第二激光雷达。5.根据权利要求4所述的针对中继数据的自主车队系统，还包括：第三组至少一个传感器，所述第三组至少一个传感器被安装在包括雷达的所述跟随车辆的前部处。6.根据权利要求5所述的针对中继数据的自主车队系统，还包括：发射器，所述发射器被配置为无线且自主地将信息中继到所述车队引导车辆；其中，所述发射器被配置为基于来自所述跟随车辆控制单元的传感器信息来中继数据，以及其中，基于所述传感器信息的所述数据是基于从所述第一组一个或更多个传感器、所
述第二组一个或更多个传感器和所述第三组至少一个传感器中的至少一个中收集的信息的。7.根据权利要求1所述的针对中继数据的自主车队系统，其中，所述中继导引信息包括基于经由所述车队引导车辆的一个或更多个传感器捕获的感测反馈的数据，所述感测反馈包括以下项中的至少一个：所述车队引导车辆的速度、所述车队引导车辆的加速度、所述车队引导车辆的减速度、所述车队引导车辆的前向运动、所述车队引导车辆的转向或所述车队引导车辆的侧向运动。8.根据权利要求2所述的针对中继数据的自主车队系统，其中，所述第一组一个或更多个传感器中的至少一个传感器选自由雷达传感器、多普勒雷达传感器、声纳传感器、激光传感器、光学传感器、激光雷达传感器、红外传感器和麦克风传感器组成的组。9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：塔伦，
申请(专利权)人：艾维施科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：