BR112019009543A2 - prevenção de colisão veicular - Google Patents

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Abstract

as modalidades incluem dispositivos e métodos para evitar a colisão de veículos. um processador de veículo pode receber dados do sensor compreendendo um ou mais pontos. o processador pode determinar uma distância e uma direção do veículo para os um ou mais pontos. o processador pode determinar uma restrição de velocidade para cada um ou mais pontos com base na distância e direção determinadas do veículo para os um ou mais pontos. com base em uma instrução de navegação, o processador pode determinar uma ou mais soluções de velocidade que satisfazem as uma ou mais restrições de velocidade. o processador pode selecionar uma solução de velocidade das uma ou mais soluções de velocidade determinadas com base na instrução de navegação, e pode ajustar uma velocidade do veículo com base na solução de velocidade selecionada.

Description

PREVENÇÃO DE COLISÃO VEICULAR
Pedidos relacionados [0001] Este pedido reivindica o benefício da prioridade para o Pedido de Patente provisório US número de série 62/421.551, intitulado Vehicle Collision Avoidance, depositado em 14 de novembro de 2016, estando a totalidade de seus conteúdos aqui incorporadas, a título de referência.
ANTECEDENTES [0002] Veículos em movimento, e em particular veículos semiautônomos e robóticos, acabam encontrando os desafios para evitar obstáculos. Enquanto veículos tripulados podem contar com um operador humano para detectar obstáculos e tomar decisões de navegação em tempo real para evitar uma colisão, veículos controlados remotamente e veículos semiautônomos devem confiar em técnicas automatizadas para evitar obstáculos.
SUMÁRIO [0003] Várias modalidades incluem métodos que podem ser implementados por um processador de um veículo para evitar uma colisão com um objeto. Várias modalidades podem incluir receber dados de sensores compreendendo um ou mais pontos, determinar uma distância e uma. direção do veículo para um ou mais pontos, determinar uma restrição de
velocidade P a r a cada um oi o mai s pontos com base na
distância e direç ão det erminadas a partir do veículo para
cada, um doe > um ou mai s por ítos f determinar uma ou mais
soluções de velo cidade que S 2L S façam as restrições de
velocidade determinadas com base em uma instrução de
navegação do veículo, selecionar uma solução de velocidade
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2/40 a partir de uma ou mais soluções de velocidade baseadas na instrução de navegação do veículo e ajustar uma velocidade de veículo baseada na solução de velocidade selecionada. Em algumas modalidades, a recepção de dados do sensor pode incluir a recepção de dados do sensor não processados. Em algumas modalidades, a restrição de velocidade para, cada dos um ou mais pontos pode incluir uma restrição de desigualdade de velocidade.
[0004] Em algumas modalidades, a determinação da. distância e da direção do veículo para um ou mais pontos pode incluir a determinação de uma distância e uma direção do veículo para um obstáculo. Em algumas modalidades, o obstáculo pode incluir um obstáculo representado por um ou mais pontos.
[0005] Em algumas modalidades, determinar uma restrição de velocidade para cada um ou mais pontos com base na distância e direção determinadas do veículo para cada um ou mais pontos pode incluir a determinação de uma restrição de velocidade para cada um ou mais pontos com base na distância e direção determinadas do veículo para um obstáculo representado por um ou mais pontos.
[0006] Em algumas modalidades, a instrução de navegação do veículo pode incluir um componente de direção e selecionar a solução de velocidade da determinada uma ou mais soluções de velocidade com base na instrução de navegação do veículo pode incluir selecionar a solução de
velocidade tendo um componente da direção que ma is s
aproxima d< o componente de direção da instrução de navegaçã
veicular. Em algumas ir modalidades, a instrução de navegaçã
do veículo pode incluir um componente de velocidade
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3/40 selecionar a solução de velocidade da determinada uma ou mais soluções de velocidade com base na instrução de navegação do veiculo pode incluir selecionar a solução de velocidade tendo um componente de velocidade que mais se aproxima do componente de velocidade da instrução de navegação.
[ 000’7 ] Outras modalidades podem incluir um veiculo incluindo um processador configurado com instruções executáveis pelo processador para executar operações dos métodos resumidos acima. Ouuras mod.aiid.aoes podem incruir um veiculo incluindo meios para executar funções dos métodos resumidos acima. Outras modalidades podem incluir meios de armazenamento legíveis por processador nos quais estão armazenadas instruções executáveis por processador configuradas para fazer com que um processador de um veículo execute operações dos métodos resumidos acima.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0008] Os desenhos anexos, que são aqui incorporados e fazem parte desta especificação, ilustram exemplos de modalidades, e em conjunto com a descrição geral dada acima e a descrição detalhada dada abaixo, servem para explicar as características de várias modalidades.
[000 9] A FIG. 1 é um diagrama de blocos do sistema de um veículo operando dentro de um sistema de comunicação de acordo com várias modalidades.
é um diagrama em bloco de componente ilustrando componentes de um veículo, de acordo com várias modalidades.
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4/40 [00011] A FIG. 3 ilustra um sistema de coordenada, de corpo de um veiculo, de acordo com várias modalidades .
[00012] A FIG. 4A ilustra um método para evitar colisão de veículo, de acordo com várias modalidades.
[00013] A FIG. 4B ilustra um método para evitar colisão de veículo, de acordo com várias modalidades.
[00014] A FIG. 5 ilustra um método para evitar colisão de veículo, de acordo com várias modalidades.
[00015] A FIG. 6 é um diagrama de fluxo de processo ilustrando um método para evitar a colisão de veículo, de acordo com várias modalidades.
[00016] A FIG. 7 é um diagrama de fluxo de processo ilustrando um método para evitar a colisão de veículo, de acordo com várias modalidades.
DESCRIÇÃO DETALHADA [00017] Várias modalidades serão descritas em detalhe com referência aos desenhos anexos. Sempre que possível, os mesmos números de referência serão usados ao longo dos desenhos para se referirem às mesmas partes ou semelhantes. As referências feitas a exemplos e modalidades específicas são para fins ilustrativos e não pretendem limitar o escopo das reivindicações.
[00018] Várias modalidades incluem métodos que podem ser implementados por podem melhorar a operação veiculo evite uma colisão modalidades, o processador incluindo um ou mais p um processador de um veículo, e do veículo, permitindo que o com um obstáculo. Em algumas pode receber dados do sensor, ntos, e o processador pode determinar uma distância e uma. direção do veículo para um
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5/40 ou mais pontos. Em algumas modalidades, o processador pode determinar uma distância e uma direção do veiculo para um
ou mais ρ ontos; e ' pode determinar uma restrição de
velocidade ρ a ra cada um ou mais pontos com base na
distancia € ; direção c ieterminadas para cada um ou mais
pontos. Em í algumas modalidades, o proc> essador pode
determinar uma distância e uma direção do veiculo para um obstáculo que pode ser representado por um ou mais pontos, e pode determinar uma restrição de velocidade para o obstáculo. Em algumas modalidades, o processador pode determinar uma restrição de velocidade para cada um dos um ou mais pontos. O processador pode receber ou adquirir uma entrada de navegação que pode incluir uma velocidade de entrada e pode usar a velocidade de entrada e uma. ou mais
restrições de velocidade para determinar uma solução de
velocidade que satisfaz todas a s restrições de ve1ocidac 1Θ *
Várias moda des também podem melhorar o funci ί o n a me n t o do
veiculo aju st. an do a velocidade do veiculo para c joincidir de
perto com a instrução de navegação. Várias modalidades também podem melhorar o funcionamento do veiculo reduzindo uma carga computacional no processador do veiculo identificando um ou mais pontos de entre um grupo de pontos (o que pode incluir um grupo muito grande de pontos) e determinando uma restrição de velocidade, para cada um dos um ou mais pontos identificados. Em várias modalidades, o processador pode usar as restrições de velocidade para, colocar limites na velocidade do veiculo.
[000191 Como usado aqui, o termo veiculo refere-se a um dos vários tipos de veículos robóticos e veículos semiautônomos. Um veiculo pode incluir um
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6/40 dispositivo de computação a bordo configurado para manobrar e/ou navegar o veiculo com algumas instruções de operação remota ou atualizações para instruções armazenadas em uma memória do dispositivo de computador de bordo. Em algumas implementações, um veículo pode ser um veículo aéreo propulsionado para vôo usando uma pluralidade de unidades de propulsão, cada uma incluindo um ou mais rotores, que proporcionam forças de propulsão e/ou elevação para o veículo. Em algumas implementações, um veículo pode ser um veículo terrestre, um veículo de transporte de água ou um veículo subaquático. As unidades de propulsão de veículos podem ser alimentadas por um ou mais tipos de fontes de energia elétrica, como baterias, células de combustível, motores-geradores, células solares ou outras fontes de energia elétrica, que também podem alimentar o dispositivo de computação de bordo, componentes de navegação e/ou o u t r o s c o mp o n e n t e s i n t e r η o s.
[00020j Veículos em movimento, e em particular veículos semiautônomos e robóticos, acabam encontrando os desafios para evitar obstáculos. Enquanto veículos tripulados podem contar com um operador humano para detectar obstáculos e tomar decisões de navegação em tempo real para evitar uma colisão, veículos controlados remotamente e veículos semiautônomos devem confiar em técnicas automatizadas para evitar obstáculos.
L00021] Várias modalidades fornecem métodos implementados por um processador de um veículo para evitar uma colisão com um objeto. Em várias modalidades, o processador do veículo pode detectar um obstáculo, por exemplo, a partir de informação recebida por um sensor do
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7/40 veículo. O processador pode determinar uma distância entre o veiculo e o obstáculo e um ângulo para o obstáculo, e pode determinar uma restrição de velocidade para o obstáculo. O processador pode receber ou adquirir uma instrução de navegação, que pode incluir uma velocidade de entrada. O processador pode determinar uma ou mais soluções de velocidade com base na velocidade de entrada que satisfaz a restrição de velocidade. O processador pode selecionar uma solução de velocidade com base na instrução de navegação, e o processador pode ajustar uma velocidade do veículo com base na solução de velocidade selecionada. Em algumas modalidades, a restrição de velocidade pode incluir uma velocidade máxima que o veículo pode atingir sem colidir com o obstáculo.
[000221 Várias modalidades podem ser implementadas dentro de um veículo operando dentro de uma variedade de sistemas de comunicação 100, um exemplo dos quais é ilustrado na FIG. 1. Com referência à FIG. 1, o sistema de comunicação 100 pode incluir um veículo 102, um controlador de veículo 130, uma estação base 104, um ponto de acesso 106, uma rede de comunicação 108 e um elemento de rede 110.
[ 0u023 j A estação case 104 e o ponr.o de a.cesso 106 podem fornecer comunicações sem fio para acessar a rede de comunicação 108 através de um canal de transporte de retorno de comunicação com e/ou sem fio 118 e 120, respectivamente. A. estação base 104 pode incluir estações base configuradas para fornecer comunicações sem fios em uma ampla área (por exemplo, macrocélulas), assim como pequenas células, que podem incluir uma microcélula, uma
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8/40 célula femto, uma pico célula e outros pontos de acesso de rede semelhantes. O ponto de acesso 106 pode incluir pontos de acesso configurados para fornecer comunicações sem fio sobre uma área relativamente menor. Outros exemplos de estações base e pontos de acesso também são possíveis.
[00024] O veículo 102 pode se comunicar com. o controlador de veículo 130 através de um link de comunicação sem fio 116. O controlador de veículo 130 pode fornecer instruções de voo e/ou navegaçao para o veiculo 102. O veículo 102 pode também se comunicar com a estação base 104 através de um link de comunicação sem fios 112, e com o ponto de acesso 106 através de um link de comunicação s e m f i o 1 r 4 . Os r r n k s ct e comunas a ç a o s e m 1 _i. o a 12 e a 14 podem incluir uma pluralidade de sinais de portadora, frequências ou bandas de frequência, cada uma das quais pode incluir uma pluralidade de canais lógicos. Os links de comunicação sem fio 112 e 114 podem utilizar uma ou mais tecnologias de acesso d.e raciio (RATs) . exemplos oe RATs que podem ser usados em um link de comunicação sem fio incluem 3 GPP (Evolução a Longo Prazo - LTE) , 3G, 4G, 5G, Sistema
Global para Mobilidade (GSM), Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA), Acesso Múltiplo por Divisão de Código de Banda Larga ( WCDMA) , Interoperabilidade Mundial para. Acesso a Microondas (WiMAX) , Acesso· Múltiplo por Divisão de Tempo (TDMA) e outras RATs celulares de tecnologias de comunicação de telefonia móvel. Outros exemplos de RATs que podem ser usados em um ou mais dos vários links de comunicação sem fio dentro do sistema de comunicação 100 incluem protocolos de alcance médio, como Wi-Fi, LTE-U,
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LTE-Direct, LAA, MuLTEfire e RATs de curto alcance comZigBee®, Bluetooth® e Bluetooth Low Energy (Le) ®.
[00025] O elemento de rede 110 pode incluir urn servidor de rede ou outro elemento de rede similar. 0 elemento de rede
110 pode se comunicar com a rede de comunicação
108 cl u I.' ci V Θ S link de comunicação 122.
veículo 102 e o elemento de red’ através da rede de comunicação 108.
110 podem se comunicar
O elemento de rede 110 pode fornecer ao veículo 102 uma variedade de informações, como informação de navegação, informação meteorológica, informação sobre o tráfego local por via terrestre, terrestre e/ou marítima, instruções de controle de movimento e outras informações, instruções ou comandos relevantes para operações do veículo 102.
[00026] Em várias modalidades, o veículo 102 pode mover-se através de um ambiente em uma trajetória de movimento 150. Quando o veículo 102 se move através do ambiente, o veículo pode detectar um obstáculo, como um obstáculo 140 ou um obstáculo 142. Obstáculos podem representar um risco de colisão para o veiculo 102. Alguns obstáculos, como o obstáculo 142, podem ser relativamente menores e possíveis de evitar ou de navegar. Alguns obstáculos, como o obstáculo 140, podem incluir obstáculos que não são possíveis de evitar ou de navegar, como uma parede ou uma barreira semelhante.
[00027] Os veículos podem incluir uma variedade de designs. A FTG. 2 ilustra um exemplo de veículo 200 que pode utilizar várias modalidades. Enquanto o veículo 200 é ilustrado com um design aéreo, esta ilustração não pretende implicar ou requerer que várias modalidades sejam limitadas
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10/40 a veículos de helicóptero, ou a veículos aéreos. Várias modalidades podem ser utilizadas com veículos com asas, veículos terrestres, veículos motorizados e veículos subaquáticos. Será também apreciado que os veículos de outros designs podem incluir elementos que são análogos aos elementos descritos abaixo em relação ao veículo aéreo 200, e podem também incluir outros elementos, conforme apropriado para o design particular do veículo.
L00028j Com referência às FlGs. 1 e 2, o veículo 200 pode ser semelhante ao veículo 102. O veículo 200 utiliza um ou mais rotores 202 acionados pelos motores correspondentes para proporcionar o arranque (ou decolagem), bem como outros movimentos aéreos (por exemplo, progressão para ascensão, descida, movimentos laterais, inclinação, rotação, etc.).
O veículo 200 pode incluir vários rotores 202, uma estrutura 204 e colunas de aterrissagem 206 ou patins. A estrutura 204 pode fornecer suporte estrutural para os motores associados aos rotores 202. As colunas de aterrissagem 206 podem suportar o peso de carga máximo para a combinação dos componentes do veículo 200 e, em alguns casos, uma carga útil. Para facilitar a descrição e ilustração, alguns aspectos detalhados do veículo 200 são omitidos, como cabeamento, interconexões da estrutura de quadro características que eriam conhecidas por um profissional versado na técnica.
Por exemplo, enquanto o veículo 20 mostrado e descrit como tendo uma estrutur
204 tendo um número de elementos de suporte ou estruturas uadrc veículo 200 pode ser construído utilizando uma estrutura moldada na qual o suporte é obtido através da estrutura
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11/40 moldada. Embora o veículo ilustrado 200 tenha quatro rotores 202, isto é meramente exemplificativo e várias modalidades podem incluir mais ou menos de quatro rotores 202 .
[00029] O veículo 200 pode ainda incluir uma unidade de controle 210 que pode abrigar vários circuitos e dispositivos usados para alimentar e controlar a operação do veículo 200. A unidade de controle 210 pode incluir um processador 220, um módulo de potência 230, sensores 240, unidades de segurança de carga, útil 244, um módulo de saída 250, um módulo de entrada 260 e um módulo de rádio 270.
[00030] O processador 220 pode ser configurado com instruções executáveis pelo processador para controlar viagens e outras operações do veículo 200, incluindo operações de várias modalidades. O processador 220 pode incluir ou estar acoplado a uma unidade de navegação 222, uma memória 224, uma unidade de giro/acelerômetro 226 e um módulo de aviônica. 228. O processador 220 e/ou a unidade de navegação 222 podem ser configurados para se comunicar com um servidor através de um link sem fios (por exemplo, uma rede de dados celular) para receber dados úteis na navegação, fornecer relatórios de posição em tempo real e a v a li. a. r d a. d. o s .
[00031] O módulo de aviônica 228 pode ser acoplado ao processador 220 e/ou à unidade de navegação 222 e pode ser configurado para fornecer informação relacionada com o controle de deslocamento como altitude, atitude, velocidade, rumo e informação semelhante que a unidade de navegação 222 pode usar para fins de navegação, como
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12/40 cálculo de posição entre as atualizações de posição do Sistema Global de Navegação por Satélite (GNSS).
[00032j A unidade de giro/acelerômetro 226 pode incluir um acelerômetro, um giroscópio, um sensor de inércia ou outros sensores similares. O módulo de aviônica
228 pode incluir ou receber dados da unidade de giro/acelerômetros 226 que fornece dados relativos à orientação e acelerações do veículo 200 que podem ser utilizados em determinações de navegação e posicionamento.
[00033] O processador 220 pode ainda receber informação adicional dos sensores 240, como um sensor de imagem ou sensor ótico (por exemplo, capaz de detectar luz visível, infravermelho, ultravioleta e/ou outros comprimentos de onda da luz). Os sensores 240 também podem incluir um sensor de radiofrequência (RF), um barômetro, um emissor/detector de sonar, um emissor/detector de radar, um microfone ou outro sensor acústico ou outro sensor que possa fornecer informação utilizável pelo processador 220 para operações de movimento, bem como determinações e cálculos de navegação e posicionamento. Os sensores 240 podem incluir sensores de contato ou de pressão que podem fornecer um sinal que indica quando o veículo 200 entrou em contato com uma superfície. As unidades carga útilsegurança 244 podem incluir um motor de acionamento que aciona um mecanismo de aperto e liberação e controles relacionados que respondem à unidade de controle 210 para.
prender e liberar uma carga útil em resposta, aos comandos da unidade de controle 210. Em várias modalidades, a unidade de controle 210 pode estar equipada com um módulo de entrada 260, o qual pode ser utilizado para uma
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13/40 variedade de aplicações. Por exemplo, o módulo de entrada 260 poce receber imagens ou daoos de uma camera ou sensor integrado, ou pode receber sinais eletrônicos de outros componentes (por exemplo, uma carga útil) .
[00034] Em algumas modalidades, a unidade de navegação 222 pode incluir módulos para a realização de várias funções diferentes, como um módulo controlador de vôo 222a e um módulo planejador de trajetória 222b. O módulo controlador de vôo 222a pode realizar cálculos e enviar instruções para vários controladores de motor e/ou atuadores no veiculo 200 relacionados com o controle momento a momento dos movimentos do veículo. O módulo de controlador de vôo 222a pode utilizar informação de uma ou mais unidades de giro/acelerômetro 226, módulo de aviônica 228 e sensores 240. O módulo planejador de trajetória 222b pode executar cálculos e determinações relacionadas ao planejamento da trajetória global (em contraste com o controle momento-a-momento dos movimentos do veiculo 200) e pode enviar informações de trajetória para o módulo controlador de vôo 222a.
[00035] O módulo de energia 230 pode incluir uma ou mais baterias que podem fornecer energia a vários componentes, incluindo o processador 220, os sensores 240, as unidades de carga útil-segurança 244, o módulo de saída 250, o módulo de entrada 260 e o módulo de rádio 270. Além disso, o módulo de potência 230 pode incluir componentes de armazenamento de energia, como baterias recarregáveis. O processador 220 pode ser configurado com instruções executáveis pelo processador para controlar o carregamento do módulo de energia 230 (isto é, o armazenamento da
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14/40 energia captada), como executando um algoritmo de controle de carga usando um circuito de controle de carga. Em alternativa ou adicionalmente, o módulo de potência 230 pode ser configurado para gerir o seu próprio carregamento. O processador 220 pode ser acoplado ao módulo de salda 250, o qual pode emitir sinais de controle para gerir os motores que acionam os rotores 202 e outros componentes.
[00036] O veículo 200 pode ser controlado através do controle dos motores individuais dos rotores 202, à medida que o veículo 200 progride para um destino. O processador 220 pode receber dados da unidade de navegação 222 e usar esses dados para determinar a posição e orientação atuais do veículo 200, bem como o percurso apropriado em direção ao destino ou locais intermediários. Em várias modalidades, a unidade de navegação 222 pode incluir um sistema receptor GNSS (por exemplo, um ou mais receptores do sistema de posicionamento global (GPS)) que permitem ao veiculo 200 navegar utilizando sinais GNSS. Em algumas modalidades, a unidade de navegação 222 pode receber ou determinar uma posição derivada de sistemas baseados em imagem, como odometria visual-inercial. Alternativamente ou adicionalmente, a unidade de navegação 222 pode estar equipada com receptores de radionavegação para receber sinalizadores de navegação ou outros sinais de nós de rádio, como sinalizadores de navegação (por exemplo, sinalizadores de alcance muitidirecionai (VOR) de frequência muito alta (VHF)), pontos de acesso Wi-Fi, sites de rede celular, estação de rádio, dispositivos de computação remota, outros UAVs, etc.
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L 00037 j O módulo de rádio 270 pode ser configurado para receber sinais de navegação, como sinais de instalações de navegação aérea, etc., e fornecer esses sinais para o processador 220 e/ou para a unidade de navegação 222 para auxiliar na navegação de veículos. Em várias modalidades, a unidade de navegação 222 pode utilizar sinais recebidos de emissores de RF reconhecíveis (por exemplo, estações de rádio AM/FM, pontos de acesso WiFi e estações base de rede celular) no solo.
[ 00038 j O módulo de rádio 270 pode incluir um modem 274 e uma antena de transmissão/recepção 272. O módulo de rádio 270 pode ser configurado para conduzir comunicações sem fios com um controlador de veículo 2 90, assim como com. uma estação base de telefonia sem fios ou torre de célula (por exemplo, a estação base 104), um ponto de acesso de rede (por exemplo, o ponto de acesso 106) , um sinalizador, um smartphone, um tablet ou outro dispositivo de computação com o qual o veículo 200 pode se comunicar (como o elemento de rede 110) . O processador 220 pode estabelecer um link de comunicação sem fios bidirectional 294 através do modem 274 e a antena 272 do módulo de rádio 270 e o dispositivo de comunicação sem fios 290 através de uma antena de transmissão/recepção 292. Em algumas modalidades, o módulo de rádio 270 pode ser configurado para suportar múltiplas conexões com diferentes dispositivos de comunicação sem fio usando diferentes tecnologias de acesso via rádio.
[000391 Enquanto vários componentes da unidade de controle 210 são ilustrados como componentes separados, alguns ou todos os componentes (por exemplo, o processador
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220, o módulo de saída 250, o módulo de rádio 270, e outras unidades) podem ser integrados juntos em um único dispositivo ou módulo, como um módulo de sistema no chip.
[00040] Em algumas modalidades, um veículo robótico ou semiautônomo pode sentir seu ambiente e ou tomar certas decisões de navegação e/ou de vôo com base em um sistema de coordenadas de estrutura ou corpo. A FIG. 3 ilustra um exemplo de um sistema de coordenadas de estrutura do corpo de três eixos 300. Com referência às FIGs. 1-3, em algumas modalidades, um processador de um veículo (por exemplo, o processador 220) pode determinar uma direção e uma distância do veículo a um obstáculo (ou a um ponto, como descrito abaixo) em relação ao sistema de coordenada da estrutura do corpo. Em algumas modalidades, o
S1S tema c ie coordenadas de estrutura de corpo 300 pode
uti lizar uma variedade c le estruturas, incluindo uma
e s t rutura mundial, uma estn I u U I? cl. Q θ (J O í p O f uma estrutura de
corpo alinhada pela gravidade e semelhantes. Em várias modalidades, um processador do veículo (por exemplo, o processador 220) pode denotar localizações relativas a cada um dos eixos X, Y e Z. O processador pode associar direções relativas a cada eixo (por exemplo, direções para a frente e para, trás com o eixo X, à esquerda e à direita com o eixo Y, e para cima e para baixo com o eixo Z) .
[00041] A FIG. 4A ilustra um método para evitar colisão de veículo 400, de acordo com várias modalidades. Com referência, às FIGs. 1-4A, um processador (por exemplo, o processador 220) de um veículo· 402 (que pode ser semelhante ao veículo 102 e 200) pode detectar obstáculos, como os obstáculos 140 e 142, utilizando um sensor do
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veículo ( [como um ou mais do s sensores 240). Em algumas
imple menti ações, o sensor pode obter oi ü receber Cl S. d. O S Q U Θ
permitem ao processador do veículo 402 dete rminar uma
distância e uma direção (por exemplo, ângulo) do veículo
402 para um obstáculo (por exemplo, os obstáculos 140 e 142). 0 sensor pode, por exemplo, incluir um sensor binocular, como uma câmera binocular, que pode permitir que o processador do veículo 402 obtenha informações de prof unoidade descte estexeo (Df s) , que o processaoox pode utilizar para determinar a distância e direção a partir do veículo 402 aos obstáculos 140 e 142. Como outro exemplo, o sensor pode incluir um ou mais de radar, lidar, sonar ou outro sensor que possa fornecer ao processador informação para, determinar a distância e direção para, os obstáculos 140 e 142.
[00042] Caracterizar um obstáculo, como determinar um tamanho, formato e outras características de um obstáculo detectado, pode ser computacionalmente intensivo. Para reduzir a carga computacional sobre o processador, em algumas modalidades, o processador pode identificar um ou mais pontos, como os pontos 404 (1-n) ilustrados no obstáculo 140 e os pontos 406 (1-n) ilustrados no obstáculo 142. Cada um dos um ou mais pontos (por exemplo, 404 (1-n) e 406 (1-n) pode indicar a existência de um obstáculo na localização do ponto e/ou pode ele próprio ser a totalidade de um obstáculo. Em algumas modalidades, cada um dos um ou mais pontos pode representar um obstáculo. Em algumas modalidades, o processador não pode, ou pode ser incapaz de identificar
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18/40 quaisquer pontos, o que pode indicar que nenhum obstácu toi detectaao.
[00043] Em algumas modalidades, o processador pode identificar um ou mais pontos, como os pontos 404a, 404b, 404c ... 404 (η), e os pontos 406a, 406b ... 406 (n). Em algumas implementações, um ponto pode ser um ponto sobre ou próximo a um obstáculo (por exemplo, os obstáculos 140 e 142), mas isso não é necessário. Em algumas modalidades, o
processador pode identr ficar um ou mais pontos de um campo
de visão, por exemplo, de um sensor do veículo 4 02 . Por
exemplo, o processador pode receber uma imagem uí s ando uma
câmera e pode identificar um ou mais pontos na imagem. Em algumas implementações, um ponto pode corresponder a um pixel na imagem. Em algumas implementações, o processador pode identificar um número muito grande de pontos, como um ponto para cada pixel na imagem. Em algumas modalidades, o processador pode reduzir uma carga de processamento, identificando menos pontos. Em algumas modalidades, o processador pode reduzir uma carga de processamento· reduzindo uma resolução da imagem, reduzindo desse modo um número de pixels a partir dos quais é possível identificar pontos.
[00044j Em várias modalidades, o processador pode receber dados de sensor não processados (dados brutos de sensor) , como dados de imagem não processados de uma câmera, e pode não executar processamento adicional nos dados de sensor brutos recebidos para reconhecer ou identificar um objeto representado nos dados do sensor. Por exemplo, o processador pode não realizar análises nos dados do sensor para reconhecer, definir, localizar ou
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19/40 caracterizar um objeto dentro do campo de visão do sensor. Assim, enquanto um objeto pode ser reconhecido ou caracterizado por processar os dados de sensor bruto recebidos, as várias modalidades não envolvem ou requerem essas operações intensivas computacionalmente. Em algumas modalidades, o processador pode não aplicar os dados do sensor não processado a um algoritmo ou fórmula para identificar um objeto que é representado pelos dados do sensor.
[00045] Para cada. obstáculo detectado (por exemplo, 140, 142), ou para cada ponto identificado (por exemplo, 404 (1 -η), 406 (1 -η), o processador pode determinar uma restrição de velocidade que o processador pode usar para ajustar a velocidade do veiculo 402. Uma velocidade (por exemplo, do veículo 402) e uma restrição de velocidade podem ser, cada uma, uma quantidade vetorial que inclui um componente de direção e um componente de velocidade. Em algumas modalidades, o processador do veículo 402 pode determinar uma restrição de velocidade para cada ponto em um obstáculo. A determinação da restrição de velocidade pode ser com base em uma distância e uma direção do veículo para o obstáculo ou o ponto. Em várias modalidades, o processador pode determinar restrições de velocidade novas/diferentes à medida que a distância e/ou direção de um obstáculo ou ponto se alteram.
Em várias modalidades, o processador pode determinar as restrições de velocidade à medida que o veículo se move em relação a cada obstáculo ou ponto. Em algumas modalidades, o processador pode determinar as restrições de velocidade muitas vezes por segundo (potencialmente centenas ou
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20/40 milhares de vezes por segundo), dependendo dos recursos de processamento e capacidades disponíveis do processador.
Γ 0 0 0 4 6 J Em várias ir ioda 1 i da de s, a distância
determinada do v·· eículo para um obstáculo ou ponto pode
incluir uma distâi 'icia de parada. A distância de pe : r a α a p o d e
ser uma distância d o o b s t á c u 1 o (o u ponto) na qual o veículo
deve parar de se mover em direç '6.0 ao OCSTL áculo ou ponto
para evitar colidir com o obstáculo ou ponto. Em algumas modalidades, a distância de parada, pode ser pelo menos um comprimento do veiculo (ou outra medição de uma dimensão do veículo). A distância de parada também pode incluir uma distância adicional, para fornecer um amortecedor maior entre o veículo e o obstáculo ou ponto. O processador pode determinar ou ajustar a distância de parada com base na sensibilidade de um sensor do veículo. Por exemplo, um sensor de câmera binocular pode ter uma percepção de profundidade mínima, e o processador pode determinar a
di stânci a de parada com ba 8Θ Ώ .a p o r c o p ç a o o e profundidade
mínima c io sensor. 0 pro cos saoo r também pode determinar ou
ajustar a distância de parada com base na v eloci dade d o
veículo, uma massa do v o j_ cu 1 o (cor exemolo, uma distância
de parada, do veículo em movimento a uma. velocidade) , uma velocidade de processamento do processador e qualquer outra propriedade derivada a dinâmica do veiculo.
[00047] Em algumas modalidades, o processador pode determinar um valor de distância d, que pode ser representado como:
d = D - δ [Equação 1]
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21/40 em que D representa uma distância total do veículo até o obstáculo ou ponto; δ representa a. distância de parada; e d representa uma distância do veículo até a distância de parada (isto é, a distância total menos a distância de parada).
[00048] Em várias modalidades, o processador pode determinar a posição do obstáculo ou um ponto, determinando um ângulo 0 que representa um ângulo entre um eixo de referência, da estrutura de coordenadas do corpo do veículo e uma linha que se estende do veículo para, o obstáculo ou ponto. Em algumas modalidades, o processador pode determinar dois ou mais ângulos entre dois ou mais eixos de referência da estrutura de coordenadas do corpo e a linha que se estende do veículo ao obstáculo ou ponto (por exemplo, um ou mais de um ângulo de um eixo x, um
ângulo a p; art ir de um eixo y e um ângulo í i partir do eixo
z) . Em vár ias modalidades, o p >rocessador pode dei oerminar
ângulos e distâncias novas/di ferent.es à medida que o
veículo se move em relação ao obstáculo ou pontos.
[00049] A FIG. 4B ilustra um método para evitar colisão de veículo 400, de acordo com várias modalidades. Com referência, às FIGs. 1-4B, um processador (por exemplo, o processador 220) de um veiculo 402 (que pode ser semelhante ao veículo 102 e 200) pode determinar múltiplas restrições de velocidade que o processador pode usar para determinar uma solução de velocidade que satisfaça as múltiplas restrições de velocidade. Por exemplo, para três pontos (por exemplo, os pontos 404b, 404c e 406a), o processador pode determinar as restrições de velocidade 410, 420 e 430. O processador pode usar as restrições de
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22/40 velocidade 410, 420 e 430 para delimitar ou limitar a velocidade do veículo. Em algumas modalidades, o processador pode usar as restrições de velocidade 410, 420 e 430 para delimitar ou limitar a velocidade do veículo dentro de um quadro de referência, de cada ponto (ou obstáculo). Em algumas modalidades, o processador pode receber instrução de navegação incluindo uma velocidade de veículo de entrada (ex., instruída ou comandada) (por exemplo, Ventrada 440), e o processador pode usar as restrições de velocidade 410, 420 e 430 e a velocidade de entrada Ventrada 440 para determinar uma ou mais soluções de velocidade (por exemplo, VsoiUção 450). Em várias modalidades, a velocidade de entrada 440 e a solução de velocidade 450 podem cada uma incluir um componente de direção e um componente de velocidade.
[00050] Em algumas modalidades, uma restrição de velocidade pode representar uma velocidade máxima que o veículo pode atingir (ou que o processador pode permitir que o veículo atinja) sem colidir com o obstáculo ou ponto. As restrições de velocidade podem ser representadas pela função:
V2 = 2ad [Equação 2] em que V representa uma restrição de velocidade, a representa uma aceleração máxima (que pode ou não ser constante) e d representa a distância do veículo até a distância de parada.
[00051] Em várias modalidades, a restrição de velocidade determinada pode ser representada como um hiperpla.no definindo uma ''cerca virtual ou barreira
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23/40 entre o veiculo e o obstáculo ou ponto que está localizado no ponto final da distância de parada mais distante do ponto ou obstáculo. O processador pode usar cada restrição de velocidade 410, 420 e 430 na determinação de uma solução
de λj Θ10 C Í d 3 d Θ que atenda (por exempl o, seja menor ot i igual
a) C cl d 6. Τ Θ S t riça o de velocidade, evitando assim que o
veículo viaje na c iistância de parada para cada obstác zulo ou
ponto. Por exemplo, como ilustrado na FIG. 4B, a velocidade de entrada Ventrada 440 está além (ilustrada como acima e à esquerda) das restrições de velocidade 410 e 420. O processador pode utilizar as restrições de velocidade 410, 420 e 430 (que o processador pode considerar no agregado), devolver a solução de velocidade VsoiUção 450, que está dentro (ilustrada como abaixo) das restrições de velocidade
410, 420 e 430. Assim, em algumas modalidades, o processador pode delimitar ou limitar a velocidade do veículo pelas restrições de velocidade combinadas 410, 420 e 4 3 0.
[00052] Em várias modalidades, o processador pode modificar ou ajustar na instrução de navegação usando as restrições de velocidade para evitar uma colisão com um ou mais obstáculos ou pontos. Por exemplo, o veículo pode adquirir uma. instrução de navegação indicando a. velocidade de entrada 440. Em algumas modalidades, o processador pode adquirir a instrução de navegação a partir de uma entrada do usuário, como a partir do controlador 130. Em algumas modalidades, o processador pode adquirir a instrução de navegação, acessando dados de navegação armazenados que podem ser armazenados em uma memória do veículo. Em algumas modalidades, o processador pode adquirir a instrução de
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24/40 navegação recebendo uma transmissão de dados de navegação de uma. fonte remota, como um elemento de rede 110.
[00053] A instrução de navegação pode incluir um componente de direção e um componente de velocidade indicando uma direção e uma velocidade na qual o veículo deve viajar. Se o processador determinar que a velocidade desejada 440 excede uma ou mais das restrições 410, 420 e 430, o processador pode executar uma função de otimização usando a velocidade desejada 440 e as restrições de velocidade 410, 420 e 430 para determinar soluções de velocidade que irão satisfazer (por exemplo, não violarão) as restrições de velocidade 410, 420 e 430. Em algumas modalidades, enquanto as restrições de velocidade são geradas usando uma expressão de igualdade, cada restrição de velocidade pode ser representada como expressão de desigualdade (uma restrição de desigualdade de velocidade) que fornece uma velocidade limite abaixo da qual o processador deve manter a velocidade do veículo. Por exemplo, uma restrição de desigualdade de velocidade pode ser representada pela função:
-TT°V < y/2ãd llDíll [Equação 3 em que D representa um vetor do veículo para um obstáculo ou ponto 1, a representa a aceleração máxima (que pode ou não ser constante) e d representa a distância dentro da. qual o veículo pode evitar uma colisão com o obstáculo ou ponto (por exemplo, a distância do veículo até a distância de parada do obstáculo ou ponto).
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Em sicuinas modar idactes, o procsssacsor pode passar as restrições de velocidade 410, 420, 430 e velocidade desejada 440 para uma função de otimização para produzir uma ou mais soluções de velocidade 450. As soluções de velocidade 450 podem ser velocidades alternadas que, se implementadas pela unidade de navegação/controlador de vôo do veiculo, impediríam que o veículo colidisse com o(s) obstáculo(s) ou ponto(s).
L00054j Em algumas modalidades, o veículo pode comparar uma ou mais soluções de velocidade gerada. 450 para a velocidade desejada 440 e pode selecionar a solução de velocidade mais se aproxima de pelo menos um componente de velocidade o componente de direção da.
velocidade desejada 440. Dessa forma, em. algumas modalidades o processador pode selecionar uma solução de velocidade que tem um componente de direção que mais se aproxima. do componente de direção da. instrução de navegação. Em algumas modalidades, o processador pode selecionar uma solução de velocidade que mais se aproxima do componente de velocidade da instrução de navegação. Em algumas modalidades o processador pode selecionar uma solução de velocidade que tem ambos um componente de direção e um componente de velocidade que mais se aproxima dos componentes de direção e velocidade da instrução d<
navegação. Em algumas modalidades, o processador pode iterativamente (por exemplo periodicame nt e aperiodicamente) redeterminar as restrições de velocidade
410, 420 e 430, e pode redeterminar as soluções de velocidade 450, a fim de evitar uma colisão à medida que o veículo se move com referência aos obstáculos ou pontos. Em
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26/40 algumas modalidades, a redeterminação iterativa de restrições de velocidade e soluções de velocidade pode permitir que o processador selecione uma solução de velocidade determinada que mais se aproxime da instrução de navegação. O processador pode, então, ajustar a velocidade do veículo com base na solução de velocidade selecionada. Em operação, a redeterminação iterativa das restrições de velocidade e soluções de velocidade, e o ajuste da velocidade do veículo com base nela, podem permitir ao processador ajustar a velocidade do veículo de uma maneira, que pareça natural e ininterrupta para um operador de veículo. Em algumas implementações, onde uma entrada de navegação inalterada pode resultar em uma colisão de veículo com um obstáculo ou ponto, o uso da solução de velocidade determinada pelo processador para ajustar a velocidade do veículo pode fazer com que o veículo se mova ao longo de uma trajetória que evita a colisão com um obstáculo ou ponto, e pode até mesmo resultar em movimento pelo veículo se arrasta, escorrega, desce ou desliza sobre um obstáculo ou ponto ao longo de uma trajetória que de outra forma se aproxima da entrada de navegação.
0005b] Em algumas modalidades, o processador pode usar dados de sensor não processados (brutos), e pode não realizar determinação adicional, fazer suposições e/ou tirar conclusões sobre um ou mais pontos identificados. Por exemplo, o processador pode não determinar um volume em torno de um ou mais pontos, por exemplo, em uma ou mais dimensões. Como outro exemplo, o processador pode não determinar se um ou mais pontos são estáticos ou em movimento.
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27/40 [00056] A FIG. 5 ilustra um método para evitar colisão de veículo 500, de acordo com várias modalidades. Com referência às FIGs. 1-5, o método 500 pode ser implementado por um processador (por exemplo, o processador 220 e/ou semelhante) de um veículo (por exemplo, o veículo
102, 200 e 402).
[000571 Um processador do veículo 502 (que pode ser semelhante ao veículo 102, 2 00 ou 4 02) pode adquirir uma instrução de navegação (por exemplo, a partir de uma entrada do usuário, dados de navegação armazenados, do elemento de rede, etc.) . A instrução de navegação pode incluir uma velocidade, que pode incluir um componente de direção e um componente de velocidade. Por exemplo, a. instrução de navegação pode dirigir o veiculo 502 ao longo de uma trajetória 504 entre os obstáculos 140 e 142. Como outro exemplo, a instrução de navegação pode dirigir o veículo 502 ao longo da. trajetória 50 6 em direção ao obstáculo 142 (ou em. direção a um ou mais dos pontos 4 0 6a, 406b, ... 406 (n) ) . Como outro exemplo, a instrução de navegação pode dirigir o veículo ao longo da trajetória 508 em direção ao obstáculo 140 (ou em direção a um ou mais pontos 404a, 406b, ... 406 (n)). O deslocamento pelo veículo 502 ao longo da trajetória 504 pode não requerer ajuste da velocidade do veículo 502.
[000581 Em contraste, seguindo a trajetória 506 sem qualquer ajuste à velocidade do veículo 502 pode resultar em uma colisão entre o veículo 502 e o obstáculo
142. No entanto, tendo determinado restrições de velocidade associadas ao obstáculo 142 (ou com os pontos 406a, 406a, . . . 406 (η) ) , o processador pode usar as restrições de
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28/40 velocidade para determinar uma ou mais soluções de velocidade que satisfaçam (por exemplo, sejam menores ou iguais a) as restrições de velocidade. Em algumas modalidades, o processador pode selecionar a solução de velocidade que mais se aproxima da instrução de navegação, e pode ajustar a velocidade do veículo 502 com base na solução de velocidade selecionada.
[00059] Por exemplo, quando o veículo 502, viajando ao longo da trajetória 506, se aproxima ou chega a um local 50 6a que está próximo do obstáculo 142, independentemente da velocidade instruída, o processador pode determinar uma ou mais soluções de velocidade que satisfaçam a restrição de velocidade (s) e pode ajustar a velocidade do veículo com base em uma solução de velocidade selecionada, evitando assim que o veículo 502 colida com o obstáculo 142. Em algumas modalidades o processador pode
se 1 e c .1. o n a r' u m a solução ce veroci idade que tem um componente
de direção que ma i s s e apro x ima do componente de direção da
in s t r u ç. ã o ci e navegação. Em algumas mo; íalidades, o
ΌΓ ocessador poc le selecionar uma solução de v elocidade que
mais se aproxima do componente de velocidade da instrução de navegação. Em algumas modalidades o processador pode selecionar uma solução de velocidade que tem ambos um componente de direção e um componente de velocidade que mais se aproxima dos componentes de direção e velocidade da instrução de navegação.
[00060] Por exemplo, na solução de velocidade selecionada, o processador pode ajustar a velocidade do veículo, orientando assim o veículo 502 a seguir uma trajetória que evita uma colisão com o obstáculo 142. Por
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e x e mp 1 o, e mb o r a a instrução de navegação inclua uma
velocidade que d e outro modo faria com que o veiculo 502
colidisse com o c jbstáculo 142, o processador pc ?de ajustar a
velocidade do veículo 502 com base na solução de velocidade selecionada de modo que o veículo 502 se desloca em torno do obstáculo 142 por exemplo, da localização 506a para, uma localização 506b. Em várias modalidades, o processador pode redeterminar iterativamente as restrições de velocidade com base na mudança de distâncias e direções para obstáculos ou pontos. Em algumas modalidades, quando o veículo 502 chega, ou se aproxima da localização 506b, o processador pode selecionar outra solução de velocidade (baseada, em algumas modalidades, no componente de direção e/ou componente de velocidade da instrução de navegação) e o processador pode ajustar a velocidade do veículo em conformidade. Por exemplo, na localização 506b, o processador pode novamente ajustar a velocidade do veículo 502 com base no componente de direção e/ou componente de velocidade da instrução de navegação, dirigindo o veiculo 502 a deslocar-se utilizando uma velocidade que mais se aproxima da velocidade da instrução de navegação. Enquanto a FIG. 5 ilustra dois locais 50 6a e 50 6b ao longo da trajetória 50 6, em várias modalidades o processador pode ajustar a velocidade do veículo em numerosos pontos no tempo. Por exemplo, o processador pode redeterminar iterativamente uma distância e uma direção do veículo para cada obstáculo ou ponto, e pode redeterminar iterativamente as restrições de velocidade para cada obstáculo ou ponto. O processador também pode determinar novas soluções de velocidade com base nas restrições de velocidade redeterminadas, e pode
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30/40 ajustar a velocidade do veículo com base em uma solução de velocidade selecionada.
[00061] Como outro exemplo, baseado na solução de velocidade selecionada, o processador pode dirigir o veículo 502 a seguir a trajetória 508, a qual se seguida sem qualquer ajuste à velocidade do veículo 502 pode resultar na colisão entre o veículo 502 e o obstáculo 140. No caso em que o obstáculo 140 inclui um obstáculo no qual o veículo 502 pode não se mover facilmente, como uma parede, o processador pode determinar restrições de velocidade e pode selecionar uma solução de velocidade que impeça o veículo 502 de colidir com o obstáculo 140. Neste exemplo, uma vez que o obstáculo 140 não pode ser navegado ao redor, o processador pode ajustar a velocidade do veículo com base na solução de velocidade selecionada de modo que o veículo 502 se desloca ao longo de uma superfície do obstáculo 140, como uma superfície de parede. Assim, em algumas modalidades, ajustar a. velocidade do veículo com base na solução de velocidade selecionada pode orientar o veículo 502 a realizar uma manobra de parede deslizante ou para viajar ao longo de uma trajetória que evita uma colisão entre o veículo 502 e o obstáculo 140.
[00062] Em alguma s modalidades, o processador
pode £ selecionar uma solução de velocidade que mais se
apr oxii lia do componente de direção e/ou componente de
ve1o c i < dade da instrução de navegação. Em algumas
modalidades, o processador pode selecionar uma. solução de velocidade que melhor se assemelhe aos componentes de direção e/ou velocidade da instrução de navegação, de modo que a velocidade ajustada ou resultante do veículo varie da
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31/40 velocidade do veículo instruída o mais suavemente possível. Por exemplo, o processador pode selecionar uma solução de velocidade de modo que uma quantidade de variação entre a velocidade do veículo da instrução de navegação e a velocidade ajustada do veículo permaneça dentro de uma variação de limiar durante um período de tempo. Em algumas modalidades, o processador pode selecionar uma solução de velocidade de modo que um ou mais componentes de direção e componentes de velocidade da velocidade ajustada varie do componente de direção e componente de velocidade da instrução de navegação dentro de uma variação limiar durante um período de tempo.
[00063] A direção e velocidade da velocidade ajustada. do veiculo 502 podem cada uma variar independentemente do componente de direção e do componente de velocidade da velocidade da instrução de navegação. Por exemplo, começando na localização 508a do processador pode ajustar a velocidade do veículo 502 para se deslocar em uma direção que é substancialmente diferente (por exemplo, 90) do componente de direção da instrução de navegação, embora tendo um componente de velocidade que pode corresponder muito proximamente ao componente de velocidade da instrução de navegação e vice-versa.
[00064 j A FIG. 6 ilustra um método 600 para evitar colisão de veículo, de acordo com várias modalidades. Com referência às FIGs. 1-6, o método 600 pode ser implementado por um processador (por exemplo, o processador 220 e/ou semelhante) de um veículo (por exemplo, o veículo 102, 200, 402, 502 e 602).
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32/40 [00065] No bloco 602, o processador do veiculo pode detectar um obstáculo. Em algumas modalidades, o processador do veiculo pode detectar o obstáculo, usando um ou mais sensores do veículo.
L 00066J No oloco 604, o processador do veiculo pode determinar uma distância e uma direção do veículo para o obstáculo. Em algumas modalidades, o processador pode identificar um ou mais pontos, e o processador pode determinar uma distância e uma direção do veículo para um ou mais pontos.
[00067] No bloco 606, o processador pode determinar uma restrição de velocidade para o obstáculo com base na distância e direção para o obstáculo. Em algumas modalidades, o processador pode determinar uma restrição de velocidade para cada um dos um ou mais pontos. Em algumas modalidades, o processador pode determinar uma ou mais restrições de velocidade com base na instrução de navegação adquirida, que pode ser uma operação reativa (por exemplo, com base na aquisição da instrução de navegação) em vez de uma operação de planejamento avançado (por exemplo, como parte de um planejamento de trajetória ou outra operação de planejamento de navegação). Em algumas modalidades, um módulo controlador de movimento (por exemplo, o módulo controlador de movimento 222a) pode determinar as restrições de velocidade. Em algumas modalidades, uma restrição de velocidaoe pooe incluir uma restriçao de desigualdade de velocidade.
[000681 No bloco 608, o processador pode adquirir uma instrução de navegação.
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33/40 [00069] No bloco 610, o processador pode determinar uma ou mais soluções de velocidade que satisfazem as restrições de velocidade. Em algumas modalidades, o processador pode determinar uma ou mais soluções de velocidade com base na instrução de navegação adquirida, que pode ser uma operação reativa (por exemplo, com base na aquisição da instrução de navegação) em vez de uma operação de planejamento avançado (por exemplo, como parte de um planejamento de trajetória ou outra operação de planejamento de navegação). Em algumas modalidades, um módulo controlador de vôo (por exemplo, o módulo controlador de movimento 222a) pode determinar as um ou mais soluções de velocidade que satisfazem as restrições de velocidade.
[000701 No bloco 612, o processador pode selecionar uma solução de velocidade determinada entre uma ou mais soluções de velocidade que mais se aproximam da instrução de navegação. Em algumas modalidades, o processador pode selecionar a solução de velocidade com base em uma ou ambas as distâncias entre a direção do veículo e o obstáculo e a instrução de navegação.
[00071] No bloco 614, o processador pode ajustar a velocidade do veículo com base na solução de velocidade selecionada.
[000721 O processador pode novamente detectar um obstáculo no bloco 602. Em várias implementações, o processador pode executar repetidamente as operações dos blocos 602-614 em relação ao mesmo obstáculo (por exemplo, os obstáculos 140 e 142), permitindo que o processador atualize ou ajuste uma ou mais restrições de velocidade e
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34/40 ajuste a velocidade do veículo de acordo corn a(s) restrição (ões) de velocidade atualizada (s) ou ajustada, (s) .
f00073j A FIG. 7 ilustra um método 700 para evitar colisão de veículo, de acordo com várias modalidades. Com referência às FIGs. 1-7, o método 700 pode ser implementado por um processador (por exemplo, o processador 220 e/ou semelhante) de um veículo (por exemplo, o veículo 102, 200, 402, 502 e 602) . Nos blocos 608-614, o processador do dispositivo pode realizar operações de blocos numerados de modo similar do método 600 .
[00074] No bloco 702, o processador de veículo pode receber dados do sensor incluindo um ou mais pontos. Em algumas modalidades, o processador pode receber dados de sensor não· processados ou brutos, como dados de imagem não processados de uma câmera, e pode não executar processamento adicional nos dados de sensor brutos recebidos para reconhecer ou identificar um objeto representado nos dados do sensor. Por exemplo, o processador pode não realizar uma determinação usando os dados do sensor para reconhecer, definir, localizar ou caracterizar um objeto dentro do campo de visão do sensor. Em algumas modalidades, o processador pode não aplicar os dados do sensor não processado a um algoritmo ou fórmula para identificar um objeto que é representado pelos dados do sensor.
[00075] Caracterizar um obstáculo dentro de dados do sensor, como· determinar um tamanho, formato e outras características de um obstáculo detectado, pode ser computacionalmente intensivo. Para reduzir a carga
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35/40 computacional sobre o processador, em algumas modalidades, o processador pode identificar um ou mais pontos (por exemplo, os pontos 404 (1-n) ilustrados no obstáculo 140 e os pontos 406 (1-n) ilustrados no obstáculo 142) sem realizar determinações adicionais, como cálculos nos dados brutos do sensor, para detectar um obstáculo dentro do campo de visão do sensor (por exemplo, para detectar um objeto ou determinar um tamanho, formato ou outra característica de um obstáculo) . Em algumas modalidades, o processador pode usar dados de sensor não processados (brutos), e pode não realizar determinações, cálculos adicionais, fazer suposições e/ou tirar conclusões sobre um ou mais pontos identificados. Por exemplo, o processador pode não determinar um volume, superfície ou outro parâmetro geométrico em torno de um ou mais pontos, por exemplo, em uma ou mais dimensões. Como outro exemplo, o processador pode não determinar se um ou mais pontos são estáticos ou em movimento.
[00076] No bloco 704, o processador do veículo pode determinar uma distância e uma direção do veículo para cada um ou mais pontos. Por exemplo, o processador pode receber uma imagem usando uma câmera e pode identificar um u mais pontos na imagem. Em algumas implementações, um ponto pode corresponder a um pixel na imagem. Em algumas implementações, o processador pode identificar ou selecionar um número muito grande de pontos, como um ponto para. cada, pixel na imagem. Em algumas modalidades, o processador pode reduzir uma carga de processamento, identif icando./selecionando menos pontos para determinar a distância e direção. Em algumas modalidades, o processador
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36/40 pode reduzir uma carga de processamento reduzindo a resolução da imagem, reduzindo desse modo o número de pixels a partir dos quais é possível identificar pontos.
uma 'Π dos jm
Em modal ic ninar ão de vec iqui uc de na e r uni ex envoi na aquisição c ruç ou om operação ie~i amer algumas modalidade exemplo nar velocidade.
a. 1 guri modalidade re de elocidade me 1
a. oper modalidades permitem veícul rue também melhoram o funcionamento do veículo ajustando a velocidade do veículo para coincidir de perto (em alguns casos dentro de uma variação de limiar) uma velocidade do veículo da instrução de navegação. Várias modalidades também melhoram o funcionamento do veículo reduzindo uma carga computacional no processador do veículo atribuindo um
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37/40 mais pontos ao obstáculo e determinando as restrições de velocidade atribuídas a um ou mais dos pontos.
[ 00079] Várias descritas são fornecidas apenas como exemplos para ilustrar várias características das reivindicações. Contudo, características mostradas e descritas em relação a qualquer modalidade dada não estão necessariamente limitadas à modalidade associada e podem ser usadas ou combinadas com outras modalidades que são mostradas e descritas. Além disso, as reivindicações não se destinam a ser limitadas por qualquer modalidade exemplar. Por exemplo, uma ou mais das operações dos métodos 400, 500, 600 e 700 podem ser substituídas ou combinadas com uma ou mais operações dos métodos 400, 500, 600, 700 e vice-versa.
[000801 As descrições de métodos precedentes e os diagramas de fluxo de processo são fornecidos meramente como exemplos ilustrativos e não pretendem exigir ou implicar que as operações de várias modalidades devam ser executadas na ordem apresentada. Como será apreciado por um profissional versado na técnica, a ordem das operações nas modalidades anteriormente mencionadas pode ser executada em qualquer ordem. Palavras como depois disso, então, próximo etc. não se destinam a limitar a ordem das operações; estas palavras são usadas para orientar o leitor através da descrição dos métodos. Além disso, qualquer referência. a reivindicar elementos no singular, por exemplo, usando os artigos um., uma ou o/a” não deve ser interpretada como limitando o elemento ao singular.
[000811 Vários blocos, módulos, circuitos e operações de algoritmo lógicos ilustrativos descritos em
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38/40 relação às modalidades aqui reveladas podem ser implementados como hardware eletrônico, software de computador, ou combinações de ambos. Para ilustrar claramente esta intercambiabilidade de hardware e software, vários componentes, blocos, módulos, circuitos e operações ilustrativas foram descritos acima, geralmente em termos da sua funcionalidade. Se tal funcionalidade é implementada como hardware ou software depende da aplicação e limitações de design específicas impostas ao sistema global. Pessoas versadas na técnica, podem implementar a funcionalidade descrita de modos variados para cada pedido· particular, mas essas decisões de modalidade não devem ser interpretadas como causando uma partida do escopo das reivindicações.
[00082] O hardware usado para implementar vários blocos lógicos, módulos e circuitos ilustrativos descritos em ligação com os aspectos apresentados na presente invenção podem ser implementados ou executados com um processador de uso geral, um Processador de Sinal Digital (DSP), um Circuito Integrado de Aplicação Específica (ASIC), um Arranjo de Porta Programável em Campo (FPGA) ou outro dispositivo lógico programável (PLD), porta discreta ou lógica de transistor, componentes de hardware discretos, ou qualquer combinação dos mesmos concebida para executar as funções aqui descritas, üm processador de uso geral pode ser um microprocessador, mas, em alternativa, o processador pode ser qualquer processador convencional, controlador, microcontrolador, ou máquina de estados convencionais. Um processador também pode ser implementado como uma combinação de objetos inteligentes do receptor, por exemplo, uma combinação de um DSP e um
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39/40 microprocessador, uma pluralidade de microprocessadores, um ou mais microprocessadores em conjunto com um núcleo de DSP, ou qualquer outro tipo de configuração. Alternativamente, algumas operações ou métodos podem ser realizados pelo circuito que é específico para uma dada função.
[000831 Em um ou mais aspectos exemplificadores, as funções descritas podem ser implementadas em hardware, software, firmware ou qualquer combinação dos mesmos. Se implementadas em software, as funções podem ser armazenadas como uma ou mais instruções ou código em um meio de armazenamento legível por computador não transitório ou meio de armazenamento legível por processador não transitório. As operações de um método ou algoritmo descrito aqui podem ser incorporados em um módulo de software executável por processador ou instruções executáveis por processador, que podem residir em um meio de armazenamento legível por computador ou legível por processador não transitório. O meio de armazenamento legível por computador ou legível por processador não transitório pode ser qualquer meio de armazenamento que pode ser acessado por um computador ou um processador. A título de exemplo, mas não como limitação, esse meio de armazenamento legível por computador ou legível por processador não transitório pode incluir RAM, ROM, EEPROM, memória FLASH, CD-ROM ou outro armazenamento em disco ótico, armazenamento em disco magnético ou outros objetos inteligentes de armazenamento magnéticos, ou qualquer outro meio que possa ser utilizado para armazenar código de programa desejado sob a forma de instruções ou estruturas
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40/40 de dados e que pode ser acessado por um computador. Disco e disquete, como aqui utilizados, incluem disco compacto (CD) , disco a laser, disco ótico, disco versátil digital (DVD), disquete e disco Blu-ray onde os disquetes geralmente reproduzem dados magneticamente, enquanto que os discos reproduzem dados oticamente com lasers. Combinações dos anteriores também estão incluídas dentro do escopo de meios legíveis por computador ou legíveis por processador não transitórios. Adicionalmente, as operações de um método ou algoritmo podem residir como uma ou qualquer combinação ou conjunto de códigos e/ou instruções em um meio de armazenamento legível por processador e/ou legível por computador não transitório, que pode ser incorporada em um produto de programa de computador.
[00084] A descrição anterior das modalidades reveladas é fornecida para permitir que qualquer pessoa versada na técnica faça ou use as reivindicações. Várias modificações para estas modalidades serão prontamente evidentes para os versados na técnica, e os princípios genéricos aqui definidos podem ser aplicados a outras modalidades sem que se afaste do espírito e escopo das reivindicações. Assim, a presente revelação não pretende ser limitada, às modalidades mostradas aqui, mas deve estar de acordo com o mais vasto escopo consistente com as reivindicações a seguir e os princípios e novas características aqui descritas.

Claims (25)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1 . Um método para evitar colisão veicular, compreendendo:
    receber dados do sensor compreendendo um ou mais pontos;
    determinar uma distância e uma direção de um veículo para um ou mais pontos; determinar uma restrição de velocidade para cada um ou mais pontos com base na distância e direção determinadas do veículo para cada um ou mais pontos;
    determinar uma ou mais soluções de velocidade que satisfaçam as restrições de velocidade determinadas com base em uma instrução de navegação de veículo;
    selecionar uma. solução de velocidade a partir da determinada uma ou mais soluções de velocidade com base na instrução de navegação do veículo; e ajustar a velocidade do veículo com base na solução de velocidade seiec-i.on.acia.
  2. 2. 0 método, de acordo com a reivindicação 1, em que receber dados do sensor compreende receber dados do sensor não processados.
  3. 3. 0 método, de acordo com a reivindicação 1, em que a. restrição de velocidade para cada um ou mais pontos compreende uma restrição de desigualdade de velocidade.
  4. 4. 0 método, de acordo com a reivindicação 3, em que determinar a distância e a direção do veículo para o um ou mais pontos compreende:
    determinar uma distância e uma direção do veículo para um obstáculo.
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    2/8
  5. 5. 0 método, de acordo com a reivindicação 4, em que o obstáculo compreende um obstáculo representado pelo um ou mais pontos.
  6. 6. 0 método, de acordo com a reivindicação 1, em que determinar uma restrição de velocidade para cada um ou mais pontos com base na distância e direção determinadas do veículo para cada um ou mais pontos compreende:
    determinar uma restrição de velocidade para cada um ou mais pontos com base na distância e direção determinadas do veiculo para um obstáculo representado pelos um ou mais pontos.
  7. 7. 0 método, de acordo com a reivindicação 1, em que a instrução de navegação do veículo inclui um componente de direção e em que selecionar a solução de velocidade da determinada uma ou mais soluções de velocidade com base na instrução de navegação do veículo compreende selecionar a solução de velocidade tendo um componente de direção que mais se aproxima, do componente de direção da instrução de navegação veicular.
  8. 8. 0 método, de acordo com a reivindicação 1, em que a instrução de navegação do veículo inclui um componente de velocidade e em que selecionar a solução de velocidade da determinada uma ou mais soluções de velocidade com base na instrução de navegação do veículo compreende selecionar a solução de velocidade tendo um componente de velocidade que mais se aproxima do componente de velocidade da. instrução de navegação veicular.
  9. 9. Um veículo, compreendendo:
    um processador configurado com instruções executáveis por processador para:
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    3/8 receber dados do sensor compreendendo um ou mais pontos;
    de te rminar uma distância e uma C;1 Γ Θ Ç ã O Cl ( :> veículo p 3 X 3 O S um ou ma i s p o n t o s; de te rminar uma restrição de ve'. Locidade r /ara cada. um ou ma i s pontos com base na dis u 3 Γ1C -í- 3 Θ d. 2. r e ç a o determi naüa.s c ίο veículo para cada um dos um ou maií 3 pontos; de te rminar uma ou mais soluções de veloc; idade que
    satisfaçam as restrições de velocidade determinadas com base em uma instrução de navegação de veiculo;
    selecionar uma solução de velocidade a partir da determinada uma ou mais soluções de velocidade com base na instrução de navegação do veículo; e ajustar a. velocidade do veículo com base na solução de velocidade selecionada.
  10. 10. O veículo, de acordo com a reivindicação 9, em que o processador é ainda configurado com instruções executáveis por processador para receber dados de sensor, os dados do sensor compreendendo dados de sensor não processados.
  11. 11. O veículo, de acordo com a reivindicação 9, em que o processador é ainda configurado com instruções executáveis por processador de modo que a restrição de velocidade para cada um ou mais pontos compreende uma restrição de desigualdade de velocidade.
  12. 12. O veículo, de acordo com a reivindicação 11, em que o processador é ainda configurado com instruções executáveis por processador para:
    determinar uma distância e uma direção do veículo para, um obstáculo.
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    4/8
  13. 13. 0 veiculo, de acordo com a reivindicação 12, em que o processador é ainda configurado com instruções executáveis por processador de modo que o obstáculo compreende um obstáculo representado por um ou mais pontos.
  14. 14. 0 veículo, de acordo com a reivindicação 9, em que o processador é ainda configurado com instruções executáveis por processador para:
    determinar uma restrição de velocidade para cada um ou mais pontos com base na distância e direção determinadas do veículo para um obstáculo representado pelos um ou mais pontos.
  15. 15. 0 veículo, de acordo com a reivindicação 9, em que o processador é ainda, configurado com instruções executáveis por processador de modo que as instruções de navegação veicular incluem um componente de direção, e em que o processador é ainda configurado com instruções executáveis por processador para selecionar a solução de velocidade que tem um componente de direção que mais se aproxima do componente de direção da instrução de navegação veicular.
  16. 16. 0 veículo, de acordo com a reivindicação 9, em que o processador é ainda configurado com instruções executáveis por processador de modo que as instruções de navegação veicular incluem um componente de velocidade, e em que o processador é ainda configurado com instruções executáveis por processador para selecionar a solução de velocidade com base na instrução de navegação veicular pela seleção da solução de velocidade que tem um componente de velocidade que mais se aproxima do componente de velocidade da instrução de navegação veicular.
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    5/8
  17. 17. Um veículo, compreendendo:
    meios para receber dados do sensor compreendendo um ou mais pontos;
    meios para determinar uma distância e uma direção do veículo para os um ou mais pontos;
    meios para determinar uma. restrição de velocidade para cada um ou mais pontos com base na distância e direção determinadas do veículo para cada um dos um ou mais pontos;
    meios para determinar uma ou mais soluções de velocidade que satisfaçam as restrições de velocidade determinadas com base em uma instrução de navegação de veículo;
    meios para selecionar uma solução de velocidade a partir da determinada uma. ou mais soluções de velocidade com base na instrução de navegação do veículo; e meios para ajustar a velocidade do veículo com base na solução de velocidade selecionada.
  18. 18. Um meio de armazenamento legível por processador não transitório que tem armazenadas nele instruções executáveis por processador configuradas para fazer com que um processador de um veículo realize operações compreendendo:
    receber dados do sensor compreendendo um. ou mais pontos;
    determinar uma distância e uma direção do veículo para os um ou mais pontos;
    determinar uma restrição de velocidade para cada um ou mais pontos com base na distância e direção determinadas do veículo para cada um dos um ou mais pontos;
    Petição 870190044070, de 10/05/2019, pág. 59/73
    6/8 determinar uma ou mais soluções de velocidade que satisfaçam as restrições de velocidade determinadas com base em uma instrução de navegação de veiculo;
    selecionar uma solução de velocidade a partir da determinada uma ou mais soluções de velocidade com base na instrução de navegação do veiculo; e ajustar a velocidade do veiculo com base na solução de velocidade selecionada.
  19. 19. 0 meio de armazenamento legível por processador não transitório, de acordo com a reivindicação 18, em que as instruções de software executáveis por processador armazenadas são configuradas para fazer com que o processador do veiculo realize operações de modo que receber dados do sensor compreende receber dados de sensor não processados.
  20. 20. O meio de armazenamento legível por processador não transitório, de acordo com a reivindicação 18, e m qu e as i n s u r u ç o e s ci e s o f r. tw are e x e c u t a v e i s ρ o r processador armazenadas são configuradas para fazer com que o processador do veiculo realize operações de modo que a restrição de velocidade para cada um dos um ou mais pontos compreende uma restrição de desigualdade de velocidade.
  21. 21. O meio de armazenamento legível por processador não transitório, de acordo com a reivindicação 20, em que as instruções de software executáveis por processador armazenadas são configuradas para fazer com que o processador do veiculo realize operações de modo que determinar a distância e a direção a partir do veiculo para um ou mais pontos compreende:
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    7/8 determinar uma distância e uma direção do veículo para um obstáculo.
  22. 22. 0 meio de armazenamento legível por processador não transitório, de acordo com a reivindicação 21, em que as instruções de software executáveis por processador armazenadas são configuradas para fazer com que o processador do veículo realize operações de modo que o obstáculo compreende um obstáculo representado por um ou mais pontos.
  23. 23. 0 meio de armazenamento legível por processador não transitório, de acordo com a reivindicação 18, em que as instruções de software executáveis por processador armazenadas são configuradas para fazer com que o processador do veículo realize operações de modo que determinar uma restrição de velocidade para cada dos um ou mais pontos com base na distância e direção determinadas a partir do veículo para cada um ou mais pontos compreende:
    determinar uma restrição de velocidade para cada um ou mais pontos com base na distância e direção determinadas do veículo para um obstáculo representado pelos um ou mais pontos.
  24. 24. 0 meio de armazenamento legível por processador não transitório, de acordo com a reivindicação 18, em que as instruções de software executáveis por processador armazenadas são configuradas para fazer com que o processador do veículo realize operações de modo que:
    a instrução de navegação do veículo inclui um componente de direção e selecionar a solução de velocidade da determinada uma ou mais soluções de velocidade com base na instrução de navegação do veículo compreende selecionar
    Petição 870190044070, de 10/05/2019, pág. 61/73
    8/8 a solução de velocidade tendo um componente de direção que mais se aproxima do componente de direção da instrução de navegação veicular.
  25. 25. 0 meio de armazenamento legível por processador não transitório, de acordo com a reivindicação 18, em que as instruções de software executáveis por processador armazenadas são configuradas para fazer com que o processador do veículo realize operações de modo que:
    a instrução de navegação de veículo inclui um componente de velocidade, e =lecionar a solução de velocidade da determinada uma ou mais soluções de velocidade com base na instrução de navegação do veículo compreende selecionar a solução de velocidade tendo um componente de velocidade que mais se aproxima do componente de velocidade da instrução de navegação veicular.
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