BR112020024608A2

BR112020024608A2 - seleção de sensores ambientais para manejamento de veículos autônomos

Info

Publication number: BR112020024608A2
Application number: BR112020024608-5A
Authority: BR
Inventors: Stan Delizo; Ted Scherzinger; Yen-Lin Han; Austin Chong; Christian Heussy; Caroline Hofgaard; Oleksiy Khomenko; Pauline Shammami; Kirstin Schauble
Original assignee: Paccar Inc
Priority date: 2018-06-01
Filing date: 2018-06-01
Publication date: 2021-05-11
Also published as: US20220032913A1; MX2020013027A; WO2019231472A1; EP3802281A1; CA3101729A1; AU2018425456A1; AU2018425456A8

Abstract

"SELEÇÃO DE SENSORES AMBIENTAIS PARA MANEJAMENTO DE VEÍCULOS AUTÔNOMOS". Um método de manobrar autonomamente um veículo usando sensores de ambiente compreende calcular a primeira coordenada de dados baseados em informações recebidas de sensores de ambiente montados em uma primeira porção do veículo; determinar, com base nos primeiros dados de coordenadas, um primeiro alvo em um primeiro local; determinar um caminho para manobrar o veículo para o primeiro local; determinando e transmitir conexões para controlar autonomamente o veículo para manobrar para o primeiro local; calculando dados de segunda coordenada com base em informações recebidas de sensores de ambiente montados em uma segunda parte do veículo; determinar com base no segundo dado de coordenadas, um segundo alvo em um segundo local, determinando um caminho para manobrar o veículo do primeiro local para a segunda localização; e determinar e transmitir conexões para controlar autonomamente o veículo para manobrar do primeiro local para o segundo local. Veículos adequadamente configurados (por exemplo, unidades de trator) também são descritos.

Description

SELEÇÃO DE SENSORES AMBIENTAIS PARA MANEJAMENTO DE VEÍCULOS AUTÔNOMOS

[001] Geralmente, os veículos têm pouca visibilidade para a parte traseira e direção durante a viagem de ré não é intuitivo. Dadas essas dificuldades, o backup é uma das mais tarefas difíceis exigidas dos motoristas de veículos. Para certos tipos de veículos, como vans de carga ou vans de caixa, essas dificuldades podem ser ampliadas devido a uma total falta de visibilidade para a parte traseira, juntamente com o desejo frequente de voltar o veículo para uma doca de carga ou outra localização com um alto grau de precisão. Para caminhões de classe 8 que se acoplam a reboques usando acoplamentos de quinta roda ou plataforma giratória, essas dificuldades são particularmente agudas devido à necessidade de voltar o acoplamento a um pino mestre de reboque que pode ter três polegadas de largura ou menos, e que pode estar em alturas variáveis dependendo de uma configuração do trem de pouso do reboque. A visibilidade limitada e alturas variáveis levam a falhas frequentes de acoplamento que podem causar danos ao veículo e ao trailer.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[002] O presente pedido é fornecido para apresentar uma seleção de conceitos de uma forma simplificada através de um formulário que são descritos abaixo na Descrição Detalhada. Este resumo não se destina a identificar as principais características do assunto, nem se destina a ser usado como um auxílio na determinação do escopo do assunto reivindicado.

[003] Em um aspecto, um método de manobrar autonomamente um veículo (por exemplo, uma unidade de trator) usando sensores de ambiente compreende, por um módulo de condução autônomo do veículo, calculando os primeiros dados de coordenadas com base nas informações recebidas de um primeiro conjunto de um ou mais sensores de ambiente montados em uma primeira porção do veículo; determinando, com base, pelo menos em parte, nos primeiros dados de coordenadas, um primeiro alvo em um primeiro local; determinar um caminho para manobrar o veículo para o primeiro local;

determinando primeiro comandos para componentes do veículo para controlar autonomamente o veículo para manobrar ao longo do caminho determinado para o primeiro local; transmitir os primeiros comandos para os componentes do veículo (por exemplo, para um ou mais de um módulo de controle de frenagem, um módulo de controle de direção e um módulo de solicitação de torque); calcular dados de segunda coordenada com base nas informações recebidas de um segundo conjunto de um ou mais sensores de ambiente montados em uma segunda parte do veículo que difere da primeira parte do veículo; determinar com base, pelo menos em parte, nos segundos dados de coordenadas, um segundo alvo em uma segunda localização; determinar um caminho para manobrar o veículo desde a primeira localização até a segunda localização; determinar segundos comandos para componentes do veículo para controlar autonomamente o veículo para manobrar ao longo do caminho impedido desde o primeiro local para o segundo local; e transmitir os segundos comandos para os componentes do veículo.

[004] Em outro aspecto, um veículo é composto de um primeiro conjunto de um ou mais sensores de ambientes montados em uma primeira porção do veículo; um segundo conjunto de um ou mais de sensores de ambiente montados em uma segunda parte do veículo que difere da primeira porção do veículo; um módulo de controle de frenagem para controlar eletronicamente um sistema de freio; um módulo de controle de direção para controlar eletronicamente um sistema de direção; um módulo de solicitação de torque para fazer eletronicamente com o veículo produzir um pedido com uma quantidade de torque; e uma unidade de controle eletrônica (ECU) configurada para realizar etapas do método descritas.

[005] O primeiro conjunto de um ou mais sensores de ambiente pode incluir pelo menos uma faixa do sensor de imagem (por exemplo, uma câmera estéreo que fornece informações de profundidade). Determinando o primeiro alvo no primeiro local pode incluir a apresentação, por um dispositivo de interface de operação do veículo, uma imagem capturada pelo menos por um sensor de imagem de alcance; e recebendo, pelo dispositivo de interface de operação, uma entrada de um operador indicando um local dentro da imagem que corresponde a um primeiro objeto no primeiro local. Determinando o caminho para manobrar o veículo para o primeiro local pode incluir detectar dentro da imagem uma superfície de uma primeira parte do objeto; e determinar uma distância para a superfície e uma orientação da superfície com base nas informações de profundidade associadas à imagem.

[006] Determinar o segundo alvo no segundo local pode incluir, com base nos dados de coordenada de segundos, determinando a localização de uma segunda porção do objeto no espaço de coordenadas. Em alguns casos, como para detectar a localização de um pino mestre em um trailer, pode ser útil para o segundo conjunto de um ou mais sensores de ambiente a serem montados mais baixo no veículo do que o primeiro conjunto de um ou mais sensores de ambiente. Os sensores de ambiente podem incluir um ou mais sensores lidar. Em algumas modalidades, um sensor lidar pode incluir um scanner a laser direcionado a um ângulo, em que o scanner a laser varre horizontalmente em um plano orientado ao longo do ângulo ascendente. As etapas do método descritas podem ser incluídas em um meio legível por computador não transitório com instruções executáveis por computador, armazenadas no mesmo que, em resposta à execução por um dispositivo de computação (por exemplo, uma ECU), faz com que um veículo execute ações correspondentes.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[007] Os aspectos anteriores e muitas das vantagens associadas desta invenção tornam-se mais facilmente apreciados à medida que os mesmos se tornam mais bem compreendidos por referência a seguinte descrição detalhada, quando tomada em conjunto com os desenhos, em que: A FIGURA 1 é uma vista ambiental de cima para baixo de um exemplo de modalidade de um veículo atravessando um caminho para acoplar-se a um rastreador de acordo com vários aspectos da presente divulgação;

FIGURAS 2A, 2B e 2C são isométricas, laterais e vistas superiores, respectivamente, de um modalidade de exemplo de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 3 é um diagrama de blocos que ilustra os componentes de um exemplo da modalidade de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação; As FIGURAS 4A-4C são um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de dar ré autonomamente a um veículo para um reboque de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 5 é um diagrama esquemático de cima para baixo que ilustra um exemplo da modalidade de uma determinação de um caminho de um local de veículo para um trailer de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 6 é um gráfico que ilustra um exemplo de modalidade de um procedimento para determinar uma localização e orientação de um objeto fora de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 7 mostra um exemplo de modalidade de uma imagem, um mapa de borda e uma profundidade para mapear de acordo com vários aspectos da presente divulgação; FIGURAS 8A-8C são vistas laterais de um exemplo de modalidade de um veículo (por exemplo, uma unidade de trator) se aproximando de um reboque de acordo com vários aspectos da presente divulgação; As FIGURAS 9A-9C são um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de manobrar autonomamente um veículo usando sensores de ambiente montados em diferentes locais no veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação; FIGURA 10A é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de dar ré em um veículo que compreende um dispositivo de acoplamento montado no veículo (por exemplo, uma quinta roda) para um dispositivo de acoplamento montado em reboque correspondente (por exemplo, um pino mestre) de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 10B é um fluxograma de um exemplo de modalidade de um procedimento para determinar um alvo correspondente a um dispositivo de acoplamento montado em reboque de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 10C é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um procedimento para determinar a localização de um pino mestre de acordo com vários aspectos da presente divulgação; AS FIGURAS 11A e 11B ilustram técnicas de varredura de exemplo empregadas por um exemplo de modalidade de um sensor lidar que pode ser usado no método descrito nas FIGURAS 10A-10C, ou outros métodos aqui descritos, para obter informações que podem ser usadas para calcular dados de coordenadas para detectar a localização e orientação de objetos tais como superfícies de trailer e chefões de acordo com vários aspectos da presente divulgação; A FIGURA 12 é um fluxograma que mostra um exemplo de modalidade de um método para ajustar a altura da estrutura de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação; e A FIGURA 13 é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de usar e atualizar um modelo de dinâmica de giro de veículos de acordo com vários aspectos da presente divulgação.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[008] O que se deseja são tecnologias que ajudem os motoristas a conduzir com segurança esses apoios e/ou tarefas de acoplamento. Em algumas modalidades da presente divulgação, um sistema integrado é fornecido de sistemas que ajudam os motoristas a recuar os veículos, incluindo a acoplagem a reboques. O sistema pode controlar o acelerador, o engate da embreagem, a frenagem, a direção e a altura da suspensão para recuar o veículo para acoplar a um reboque sem intervenção adicional do operador. Em algumas modalidades, o sistema pode detectar o trailer ou outros objetos usando câmeras de vídeo e sensores de profundidade incluindo, mas não se limitando a, sensores lidar e câmera estéreo. Em algumas modalidades, o arranjo dos sensores permite que o sistema dê ré no veículo para o trailer à distância, mesmo quando o veículo não esteja alinhado com o trailer, e acompanha positivamente um pino mestre do trailer até a quinta roda do veículo. Em algumas modalidades, o feedback contínuo é fornecido a partir dos sensores de ambiente para ajudar o veículo a permanecer no caminho e acopla-se com sucesso ao trailer ou chega ao alvo da operação de apoio. Em algumas modalidades, o modelo de dinâmica de rotação do veículo pode ser detectado pelo sistema sem a necessidade de ser programado\com o físico detalhamento da configuração do veículo.

[009] A FIGURA 1 é uma vista ambiental de cima para baixo de um exemplo de modalidade de um veículo percorrendo um caminho para se acoplar a um reboque de acordo com vários aspectos da presente divulgação. A FIGURA 1 ilustra um veículo 102 e um reboque 104. O veículo 102 está localizado a alguma distância na frente do reboque 104, e é deslocado mais tarde a partir do reboque 104. Para acoplar o veículo 102 ao reboque 104, o veículo 102 é apoiado no trailer 104 suma que a quinta roda 103 do veículo 102 coincida com um pino mestre (não ilustrado) do reboque 104. Normalmente, o veículo 102 é apoiado de tal maneira que segue um caminho 110 que faz com que um eixo longitudinal 106 do veículo 102 seja alinhado com um eixo longitudinal 108 do reboque 104 antes ou após o acoplamento. Seguindo tal caminho 110 permite que o veículo 102 e o reboque 104 se desloquem à frente em linha reta uma vez que acoplado sem desvio significativo do reboque 104, o que pode ser particularmente útil se o trailer 104 estiver estacionado entre outros trailers ou outros objetos. Em algumas modalidades da presente divulgação, o sistema determina automaticamente o caminho 110, e faz com que o veículo 102 viaje autonomamente ao longo do caminho 110 e acople ao trailer 104.

[010] As FIGURAS 2A, 2B e 2C são vistas isométricas, laterais e de topo, respectivamente, de uma modalidade de exemplo de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação. Nessas vistas ilustrativas, o veículo 102 inclui um conjunto de ambiente superior de sensores 202 (individualmente rotulados 202A e 202B neste exemplo) e um conjunto de sensores de ambiente 204 (individualmente etiquetados como 204A e 204B). As posições relativas dos sensores de ambiente superior 202 e os sensores de ambiente inferior 204 fornecem ao veículo 102 com a capacidade de selecionar um conjunto de sensores que é adequado para uma ação desejada, tal como apoio para um objeto (por exemplo, um trailer 104 ou um pino mestre de um trailer). Conforme mostrado, cada conjunto de sensores de ambiente podem fornecer suas próprias vantagens para a segmentação de diferentes tipos de objetos, diferentes partes de objetos ou objetos em diferentes locais. Por exemplo, os sensores de ambiente superior 202 podem ser usados em um processo de detecção e apoio a um reboque 104, enquanto os sensores de ambiente inferior 204 podem ser usados em um processo de detectar e recuar para um pino mestre do trailer. As vantagens relativas desta configuração e configurações alternativas, e aplicações ilustrativas de tais configurações, são descritas em mais detalhes abaixo.

[011] Muitas alternativas para a configuração ilustrada nas FIGURAS 2A, 2B e 2C são possíveis. Por exemplo, embora os sensores de ambiente ilustrados 202, 204 estejam voltados para a retaguarda para facilitar as manobras de recuo aqui descritas, voltadas para frente ou voltadas para o lado sensores de ambiente também podem ser usados para outras manobras, tanto no lugar de como em combinação com sensores de ambiente voltados para trás.

[012] Como outro exemplo, embora os sensores de ambiente 202, 204 ilustrados sejam montados nas porções traseiras do veículo 102, outras configurações de sensor (por exemplo, sensores montados no topo ou montados na lateral) também podem ser usadas. Essas configurações alternativas podem ser úteis, por exemplo, para realizar manobras de apoio autônomo onde a visão linhas dos sensores ilustrados podem ser bloqueadas por objetos, como um reboque anexado em uma combinação de trator- reboque.

[013] A FIGURA 3 é um diagrama de blocos que ilustra os componentes de um exemplo de modalidade de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação. Como mostrado, o veículo 102 inclui uma unidade de controle eletrônico (ECU) 314, um conjunto de sensores de ambiente 202, um conjunto de sensores de ambiente inferiores 204, um conjunto de estado de veículo sensores 304 e um dispositivo de interface de operação 302. Em algumas modalidades, o conjunto de sensores de ambiente superior 202 e o conjunto de sensores de ambiente inferiores 204 são posicionados conforme ilustrado nas FIGURAS 2A-2C, e podem incluir um ou mais sensores de imagem e/ou um ou mais sensores de alcance. Em algumas modalidades, o um ou mais sensores de imagem são dispositivos configurados para gerar imagem digital bidimensional e/ou dados de vídeo e para fornecer a imagem digital e/ou dados de vídeo para outros componentes do veículo 102. Em algumas modalidades, um ou mais sensores de imagem podem incluir uma câmera digital. Em algumas modalidades, um ou mais sensores de alcance são dispositivos configurados para escanear uma área dentro de um campo de visão dos sensores e para fornecer informações de profundidade (por exemplo, informações que representam a distância do objeto mais próximo estão na direção digitalizada) para a área digitalizada. Em algumas modalidades, os um ou mais sensores de alcance podem incluir um sensor lidar, um sensor de sonar e/ou um sensor de alcance de imagem incluindo, mas não ligado a uma câmera estéreo, dispositivo de uma folha de triangulação leve, um scanner 3D de luz estruturada, uma câmera de tempo de vôo, um interferômetro e uma câmera de abertura codificada. Em algumas modalidades, um único dispositivo (como uma câmera estéreo) pode operar como um sensor de imagem (no sentido de que fornece imagem digital bidimensional e/ou dados de vídeo) e um sensor de alcance (na medida em que fornece um mapa de profundidade correspondente). Em algumas modalidades, pelo menos dois sensores de ambiente superiores são fornecidos a fim de fornecer redundância. Por exemplo, uma câmera estéreo e um sensor lidar podem ser fornecidos para que a informação de profundidade gerada pelos dispositivos pode ser cruzada contra cada com outros para minimizar o risco de erros sendo introduzidos por um único sensor gerando dados defeituosos. Em algumas modalidades, sensores semelhantes podem ser incluídos no conjunto dos sensores de ambiente 202 e o conjunto de sensores de ambiente inferiores 204. Em algumas modalidades, diferentes sensores podem ser incluídos no conjunto de sensores ambiente superior 202 e o conjunto de sensores de ambiente inferior

204. Em algumas modalidades, os sensores de ambiente em adição aos sensores de ambiente ilustrados 202, 204 podem ser fornecidos, incluindo, mas não se limitando a sensores de ambiente que monitoram uma área na frente do veículo 102 e sensores ambientais que monitoram áreas nas laterais do veículo

102.

[014] Em algumas modalidades, o conjunto de sensores de estado do veículo 304 inclui um ou mais dispositivos configurados para fornecer informações sobre o próprio veículo 102. Alguns exemplos não limitativos de sensores de estado do veículo 304 incluem um sensor de velocidade do motor, um sensor de pedal de freio, um sensor de pedal de acelerador, um sensor de ângulo de direção, um sensor de freio de estacionamento, um sensor de relação de engrenagem de transmissão, um sensor de nível de bateria, um sensor de ignição e uma roda sensor de velocidade. A informação gerada pelos sensores de estado do veículo 304 pode ser usada nos vários métodos e procedimentos conforme descritos mais abaixo.

[015] Em algumas modalidades, o dispositivo de interface de operação 302 pode ser configurado para fornecer um operador como um motorista do veículo 102 com uma interface de uso. Em algumas modalidades, o dispositivo de interface de operação 302 pode incluir um display (como um monitor de vídeo) para apresentar informações ao operador, e também pode incluir um ou mais dispositivos de entrada do usuário (como botões, dials ou controles deslizantes) para receber a entrada do operador. Em algumas modalidades, um único componente do dispositivo de interface de operação 302, como uma tela sensível ao toque, pode apresentar informações ao operador e receber informações do operador.

[016] Em algumas modalidades, o ECU 314 é um dispositivo de computação que está configurado para receber informações dos sensores 202, 204, 304, que processam as informações e enviam os comandos ou outras informações para outros componentes do veículo 102. Em algumas modalidades, a ECU 314 pode incluir um ou mais dispositivos de memória incluindo, mas não limitado a uma memória de acesso aleatório ("RAM") e uma memória apagável eletronicamente somente de leitura programável ("EEPROM") e um ou mais processadores.

[017] Como mostrado, o ECU 314 inclui um armazenamento de dados de modelo de veículo 318, um módulo de sistema autônomo de controle 315 e um módulo de apoio autônomo 316. Em algumas modalidades, o módulo de controle autônomo 315 está configurado para receber informações dos sensores 202, 204, 304 e para controlar automaticamente a funcionalidade do veículo 102, incluindo, mas não limitado a controlar uma altura de uma suspensão do veículo 102, controlando a direção do veículo 102, controlando o movimento para frente ou para trás do veículo 102, e controlando uma transmissão do veículo 102. Em alguns modelos, o módulo de apoio autônomo 316 é fornecido como um subcomponente do módulo de controle autônomo 315, e é responsável por gerenciar operações de apoio autônomo. Em algumas modalidades, o módulo de apoio autônomo 316 e o módulo de controle autônomo 315 pode não ser fornecido como um módulo e submódulo e pode, em vez disso, ser fornecido como um único módulo configurado para fornecer a funcionalidade conforme descrito abaixo de ambos os módulos, ou como módulos separados. Consequentemente, algumas modalidades podem fornecer um módulo de controle autônomo 315 sem um módulo de apoio autônomo 316, algumas modalidades podem fornecer um módulo de apoio autônomo 316 sem um módulo autônomo de controle 315 e algumas modalidades podem fornecer ambos. Em algumas modalidades, o armazenamento de dados de modelo de veículo 318 está configurado para armazenar um modelo que descreve a conversão dinâmica do veículo 102 que pode ser usada pelo módulo de controle autônomo 315 ou no módulo de apoio autônomo 316 para determinar caminhos e controlar o veículo 102 durante as operações autônomas.

[018] Como mostrado, o veículo 102 também inclui um módulo de controle de frenagem 306, um módulo de controle de direção 310, um módulo de suspensão ajustável 308 e um módulo de solicitação de torque 312. Em algumas modalidades, o módulo de controle de frenagem 306 é configurado para transmitir comandos a um sistema de frenagem para acionar os freios do veículo 102. O módulo de controle de frenagem 306 pode ser (ou pode incluir, ou pode ser parte de) um sistema de módulo de frenagem antibloqueio (ABS). Em algumas modalidades, o módulo de controle de direção 310 é configurado para transmitir comandos a um sistema de direção para girar as rodas do veículo 102. Em algumas modalidades, o módulo de suspensão ajustável 308 é configurado para transmitir comandos para um sistema de suspensão ajustável, como um sistema de suspensão pneumática, para elevar ou abaixar a suspensão do veículo 102. Em algumas modalidades, o módulo de solicitação de torque 312 recebe solicitações de torque (por exemplo, solicitações de outros componentes do veículo 102 para o veículo produzir uma quantidade solicitada de torque a fim de, para exemplo, fazer com que o veículo 102 se mova). Em algumas modalidades, a solicitação de módulo de torque 312 pode traduzir a solicitação de torque para uma taxa de combustível e/ou outro valor a ser fornecido a uma unidade de controle do motor para gerar a quantidade de torque solicitada. Em algumas modalidades, o módulo de solicitação de torque 312 pode traduzir a solicitação de torque para uma tensão ou outro valor para fornecer a um motor elétrico, a fim de gerar a quantidade de torque. Em algumas modalidades, o módulo de solicitação de torque 312 pode determinar como satisfazer a solicitação de torque usando mais de uma fonte de energia, como uma combinação de um motor de combustão interno e um ou mais motores elétricos. Em algumas modalidades, o veículo 102 também pode incluir um módulo de controle de transmissão, um módulo de controle de embreagem, ou outros módulos que podem ser usados para controlar a operação do veículo 102. Esses componentes não foram ilustrados ou descritos aqui para fins de brevidade.

[019] Em geral, o termo "módulo", conforme usado neste documento, refere-se à lógica incorporada no hardware tal como uma ECU, um circuito integrado de aplicação específica (ASIC) ou um dispositivo de portas programáveis de campo (FPGA); ou incorporado em instruções de software executáveis por um processador de um ECU, um ASIC, um FPGA ou um dispositivo de computação conforme descrito abaixo. A lógica pode ser escrita em uma ++ linguagem de programação, como C, C , COBOL, JAVATM, PHP, Perl, HTML, CSS, JavaScript, VBScript, ASPX, HDL, Microsoft . Linguagens NETTM como C # e / ou semelhantes. Um módulo pode ser compilado em um programa executável, ou escritos em linguagens de programação interpretadas. Módulos podem ser chamados de outros módulos ou de si próprios. Geralmente, os módulos descritos neste documento referem-se a componentes lógicos que podem ser mesclados com outros módulos ou podem ser divididos em submódulos. Os módulos podem ser armazenados em qualquer tipo de meio legível por computador ou dispositivo de armazenamento de computador e ser armazenado e executado por um ou mais fins gerais nos computadores, criando assim um computador de uso especial configurado para fornecer o módulo. Por conseguinte, os dispositivos e sistemas ilustrados neste documento podem incluir um ou mais dispositivos de computação configurados para fornecer os módulos ilustrados, embora os próprios dispositivos não foram ilustrados em todos os casos por uma questão de clareza.

[020] Como entendido por técnicos do assunto, um "armazenamento de dados" conforme descrito neste documento pode ser qualquer dispositivo adequado e configurado para armazenar dados para acesso por uma ECU ou outro dispositivo de computação. Um exemplo não limitativo de armazenamento de dados é um sistema de gerenciamento de banco de dados relacional (DBMS) altamente confiável e de alta velocidade em execução em um ou mais dispositivos de computação e acessíveis em uma rede de alta velocidade.

[021] Um exemplo de armazenamento de dados é um armazenamento de valor-chave. Outro exemplo não limitativo de um dado histórico é uma tabela de pesquisa. Outro exemplo não-limitante de armazenamento de dados é um sistema de arquivos. No entanto, qualquer outra técnica de armazenamento e / ou dispositivo adequado capaz de rapidamente e fornecer de forma confiável os dados armazenados em resposta às consultas pode ser usado. Um armazenamento de dados pode também incluir dados armazenados de uma maneira organizada em um meio de armazenamento legível por computador incluindo, mas não se limitando a, uma memória flash, um ROM e um dispositivo de armazenamento magnético. Os técnicos no assunto reconhecerão que armazenamentos de dados separados aqui descritos podem ser combinados em um único armazenamento de dados e/ou um único armazenamento de dados aqui descrito pode ser separados em armazéns de dados múltiplos, sem se afastar do escopo da presente divulgação.

[022] Como afirmado acima, os vários componentes ilustrados na FIGURA 3 podem comunicar-se entre si por meio de uma rede de comunicações que abrange todo o veículo. Os técnicos no assunto e outros reconhecerão que a rede de comunicações de todo o veículo pode ser implementada usando qualquer número de protocolos de comunicação diferentes, como, mas não limitados, a Sociedade Automotiva de Engenheiros (SAE) J1587, SAE J1922, SAE J1939, SAE Jl708, e combinações dos mesmos. Em algumas modalidades, outras tecnologias de comunicação com ou sem fio, como WIFI,

Ethernet, Bluetooth ou outras tecnologias podem ser usadas para conectar pelo menos alguns dos componentes para toda a rede de comunicação do veículo.

[023] As FIGURAS 4A-4C são um gráfico que ilustra um exemplo de corpo de um método de dar ré autonomamente um veículo a um trailer de acordo com vários aspectos da presente divulgação. A partir de um bloco inicial, o método 400 prossegue para o bloco 402, onde um módulo de apoio autônomo 316 do veículo 102 recebe informações de estado do veículo de um ou mais sensores de estado do veículo 304 para determinar se o veículo 102 está pronto para o retrocesso. Como alguns exemplos não válidos, as informações do estado do veículo podem indicar um estado de uma chave de ignição, um estado de um freio de estacionamento, uma indicação se o veículo 102 está estacionário ou em movimento e / ou uma indicação de se uma transmissão do veículo 102 está em marcha ré apropriada. Em seguida, no bloco de decisão 404, uma determinação é feita com base nas informações do estado do veículo sobre se o veículo 102 está pronto para dar ré. Se o veículo estiver pronto, informações indicam que o veículo 102 não está pronto para dar ré, então o resultado do bloco de decisão 404 é NÃO e o método 400 segue para o bloco 406, onde o módulo de apoio autônomo 316 faz com que um alerta seja apresentado por um dispositivo de interface de operação 302 que explica porque o veículo não está pronto para dar ré. Em algumas modalidades, o alerta apresentado pode indicar um estado do veículo que impediu o retrocesso, incluindo, mas não limitado a uma seleção de engrenagem de transmissão inadequada, um estado impróprio de uma chave de ignição, e um estado impróprio de um freio de estacionamento. O método 400 então prossegue para um bloco final e termina.

[024] Voltando ao bloco de decisão 404, se a informação do estado do veículo indicar que o veículo 102 está pronto para dar ré, então o resultado do bloco de decisão 404 é SIM, e o método 400 segue para o bloco 408. No bloco 408, o dispositivo de interface de operação 302 apresenta uma imagem gerada por um sensor de ambiente 202, 204 do veículo 102, em que a imagem inclui pelo menos um trailer. Normalmente, a imagem é gerada por um sensor de imagem dos sensores de ambiente superior 202, porque tal sensor pode ter o campo de visão mais útil para navegação de longa distância e seleção de um trailer. Em algumas modalidades, no entanto, um sensor de imagem incluído com o os sensores de ambiente inferior 204 podem ser usados em vez disso. A decisão de usar sensores de ambiente de imagem da parte superior 202 ou os sensores de ambiente inferiores 204 podem ser configurados pelo operador. Para os fins deste exemplo, presume-se que haja pelo menos um reboque no campo de visão dos sensores de ambiente, 202, 204 antes do método 400 começa. De outro modo, o método 400 pode terminar neste ponto se nenhum trailer estiver visível na imagem. Em algumas modalidades, a imagem pode representar mais de um trailer, de modo que os operadores podem escolher entre vários reboques. Em algumas modalidades, a imagem representa pelo menos uma totalidade de uma superfície frontal do trailer (por exemplo, uma borda frontal esquerda e uma borda frontal direita podem ser vistas na imagem).

[025] A FIGURA 7 ilustra um exemplo de modalidade de tal imagem 702, e é discutida mais abaixo. No bloco 410, o dispositivo de interface de operação 302 recebe uma seleção de um reboque na imagem de um operador. Em algumas modalidades, o operador pode posicionar uma cruz mostrado pelo dispositivo de interface de operador 302 na superfície frontal do trailer para ser selecionado. O operador pode fazer isso movendo a mira exibida com botões do dispositivo de interface de operação 302, tocando uma tela de toque, ou usando qualquer outra técnica adequada. A cruz 704 também é ilustrada em: FIGURA 7 e discutida posteriormente abaixo. Em algumas modalidades, o operador pode ser um motorista do veículo 102 ou pode caso contrário, estar localizado dentro de uma cabine do veículo 102 (como um passageiro ou acompanhante). Em algumas modalidades, o operador e / ou o dispositivo de interface de operação 302 pode ser localizado remotamente do veículo 102, podendo ser apresentada ao operador a imagem do sensor de ambiente 202, 204 via uma rede de comunicação. Alternativamente, sistemas de reconhecimento de imagem implementados por computador podem ser usados para identificar automaticamente e selecionar objetos, como trailers, com base nas informações obtidas pelos sensores de ambiente. Nesta situação, a seleção do trailer pode prosseguir sem intervenção do operador, ou um sistema de reconhecimento de imagem pode fazer uma seleção preliminar de um trailer (por exemplo, colocando inicialmente a mira em um local apropriado) e solicitar ao operador para confirmar a seleção ou obter uma seleção diferente por meio da interface de operação. Em seguida, no bloco 412, o dispositivo de interface do operador 302 transmite informações representando a seleção para o módulo de apoio autônomo 316. Em algumas modalidades, a informação que representa a seleção pode ser uma localização de pixel (por exemplo, uma localização X e uma localização Y) na 1 imagem. O método 400 então prossegue para um terminal de continuação ("terminal A").

[026] Do tempo A (FIGURA 4B), o método 400 segue para o bloco 414, onde o módulo de apoio autônomo 316 usa informações de um ou mais sensores de ambientes 202, 204 para determinar se o veículo 102 pode voltar com segurança em direção ao trailer. Em algumas modalidades, as informações podem indicar se há alguma obstrução entre o veículo 102 e o trailer. Em algumas modalidades, uma área verificada quanto a obstruções pode ser uma área diretamente entre o veículo 102 e o reboque. Em algumas modalidades, uma verificação de obstruções pode ser uma área diretamente atrás do veículo

102. Em algumas modalidades, sensores de ambiente montados para ter vistas para os lados do veículo 102 pode verificar se há obstruções laterais que podem impedir a extremidade dianteira do veículo 102 de balançando para fora para virar para um caminho para o trailer. Em algumas modalidades, as informações de dois ou mais sensores de ambiente 202, 204 podem ser comparados entre si para garantir que confiabilidade das informações. Se as informações coletadas por sensores separados não concordar, pode indicar que não é seguro prosseguir. Em algumas modalidades, a informação dos sensores de ambiente 202, 204 pode ser analisada para determinar se a informação provavelmente está incorreta. Por exemplo, se um sensor de alcance indica distância zero a um obstáculo, pode ser uma indicação de que a informação do sensor é não confiáveis e devem ser descartados.

[027] No bloco de decisão (416), uma determinação é feita sobre se a informação dos sensores de ambiente 202, 204 indica que o veículo 102 pode voltar com segurança em direção ao trailer. Se não (por exemplo, se uma obstrução foi detectada ou os dados dos sensores de ambiente 202, 204 não puderam ser validados cruzadamente), então o resultado do bloco 416 da decisão é NÃO, e o método 400 segue para o bloco 418, onde o módulo autônomo de apoio 316 transmite comandos para componentes do veículo para fazer com que o veículo 102 pare. Em algumas modalidades, esses comandos podem incluir a transmissão de um comando para o módulo de controle de frenagem 306 para engatar os freios e / ou um comando para o torque solicita o módulo 312 para reduzir uma quantidade de torque gerado pelo motor. No bloco 420, o módulo de apoio autônomo 316 faz com que um alerta seja apresentado pelo dispositivo de interface de operação 302 que explica por que não é seguro voltar. Por exemplo, o alerta pode indicar que uma obstrução foi detectada, ou pode indicar que os sensores de ambiente 202, 204 não estão gerando dados confiáveis. O método 400 então prossegue para um final do bloco e termina. O operador pode, neste ponto, resolver o problema de segurança e reiniciar o método 400.

[028] Retornando para o bloco de decisão 416, se as informações dos sensores de ambiente 202, 204 indicam que o veículo 102 pode voltar com segurança em direção ao trailer, então o resultado do bloco de decisão 416 é SIM, e o método 400 segue para o procedimento do bloco 422. No bloco de procedimento 422, o módulo de apoio autônomo 316 determina uma distância para o trailer, um ângulo de um eixo longitudinal do trailer e um ângulo de um eixos longitudinais do veículo 102. Qualquer procedimento adequado pode ser usado no procedimento do bloco 422, incluindo, mas não se limitando ao procedimento ilustrado na FIGURA 6 e descrito em detalhes abaixo.

[029] Em algumas modalidades, o procedimento chamado de procedimento do bloco 422 é fornecido informações dos sensores de ambiente 202, 204, como uma imagem e um mapa de profundidade, bem como a localização da cruz ou outro indicador do local selecionado a imagem pelo operador. Em alguns centros, o procedimento retorna a distância até o trailer e o ângulo dos eixos. Em algumas modalidades, a distância e ângulos podem ser especificados em relação a um sistema de coordenadas que coincide com o solo e tem uma origem localizada no centro da face frontal do trailer, um eixo X se estendendo perpendicularmente da face frontal do trailer ao longo do eixo longitudinal do trailer, um eixo Y se estendendo ao longo da face frontal do trailer, e um eixo Z se estendendo perpendicular ao solo.

[030] No bloco de decisão 424, uma determinação é feita em relação ao veículo 102 chegou ao trailer. Em algumas modalidades, um sensor de ambiente 202, 204, como um sensor de alcance pode detectar que uma parte traseira do veículo 102 chegou dentro de uma distância predeterminada da superfície frontal do reboque para determinar que o veículo 102 chegou. Esta distância predeterminada pode ser configurada pelo operador. Em algumas modalidades, o veículo 102 pode ser considerado como tendo "chegado" uma vez que seja apropriado entregar o controle da operação autônoma para outros sensores ou sistemas de controle, tal como ilustrado nas FIGURAS 9A-C e discutido mais abaixo. Se for determinado que o veículo 02 tenha chegado ao trailer, então o resultado do bloco de decisão 424 é SIM, e o método 400 prossegue para um bloco final e termina. Caso contrário, o resultado de bloco de decisão 424 é NÃO e o método 400 segue para o bloco 426.

[031] No bloco 426, o módulo de apoio autônomo 316 determina um caminho para o reboque. Conforme observado acima com relação aos valores de retorno do procedimento executado em bloco de procedimento 422, o cálculo do caminho pode assumir um sistema de coordenadas, como um sistema de coordenadas cartesianas com um eixo X paralelo ao comprimento do trailer e uma origem em, ou ligeiramente à frente de um centro da face do trailer. Em algumas modalidades, o caminho pode ser descrito por uma função polinomial de múltiplas ordens. A posição do veículo 102 ao longo do caminho pode ser dado em termos de parâmetros que incluem uma distância, um ângulo de um eixo longitudinal do veículo 102 e um ângulo de um componente do veículo 102 (como a quinta roda ou um sensor de ambiente 202, 204) para a origem do sistema de coordenadas. Usando estes termos e a base de rodas do veículo 102 (por exemplo, uma distância entre um eixo dianteiro e um eixo traseiro do veículo 102), o método 400 pode determinar as coordenadas do eixo dianteiro e do eixo traseiro dentro do sistema de coordenadas. Em algumas modalidades, a distância entre eixos do veículo 102 pode ser determinada a partir do modelo armazenado no armazenamento de dados do modelo do veículo 318. Usando as coordenadas do eixo traseiro e/ou do eixo dianteiro como constantes dentro do sistema de coordenadas, o caminho do veículo 102 para o trailer é calculado. Em algumas modalidades, outras coordenadas podem ser usadas em vez das coordenadas do eixo traseiro e/ou do eixo dianteiro, incluindo, mas não se limitando a coordenadas de rodas individuais do veículo 102.

[032] FIGURA 5 é um diagrama esquemático de cima para baixo que ilustra um exemplo de modalidade de uma determinação de um caminho de uma localização de veículo para um trailer de acordo com vários aspectos da presente divulgação. Como mostrado, o caminho 506 do veículo 102 para o reboque 104 é uma combinação de um tem 502 de segunda ordem e um termo de terceira ordem 504 de uma função polinomial de terceira ordem.

[033] Voltando à FIGURA 4B, o método 400, então, prossegue para uma continuação do terminal B ("terminal B"), e do terminal B (FIGURA 4C), o método 400 segue para bloco 428, onde o módulo de apoio autônomo 316 usa um modelo do veículo dinâmica de viragem para determinar se o caminho exige uma curva mais fechada do que o mínimo raio de viragem do veículo

102. Em algumas modalidades, o modelo pode ser recuperado do armazenamento de dados do modelo do veículo 318. O modelo pode especificar vários parâmetros que descrevem a dinâmica de rotação do veículo, incluindo, mas não se limitando a um comprimento da distância entre eixos, uma largura da pista do eixo, um raio de limpeza e um ângulo máximo de direção. Esses fatores podem ser usados para determinar um raio de rotação mínimo do veículo 102. Uma expansão em série de Taylor de curvatura do caminho determinado no bloco 426 pode ser tomada e comparada com termos de potência para determinar se o caminho exigirá uma curva mais acentuada do que a curva mínima do raio.

[034] Por exemplo, em algumas modalidades, pelo menos uma das seguintes equações pode ser usada:

[035] No bloco de decisão 430, uma determinação é feita sobre se o caminho é aceitável. Em algumas modalidades, esta determinação pode ser baseada em se as voltas são todas maiores do que o raio de giro mínimo. Em algumas modalidades, a determinação também pode incluir uma verificação do ambiente que inclui áreas de verificação através das quais a frente do veículo 102 se deslocará para fora a fim de virar ao longo do caminho para obstruções. Se o caminho é determinado como não aceitável (por exemplo, o caminho requer uma mudança que é mais do que o raio de rotação mínimo), então o resultado do bloco de decisão 430 é NÃO, e o método 400 segue para o bloco 432, onde o módulo de apoio autônomo 316 transmite comandos aos componentes do veículo para fazer com que o veículo 102 pare. Esses comandos são semelhantes aos comandos transmitidos no bloco 418 e descritos acima.

[036] Na bloco 434, o módulo de apoio autônomo 316 faz com que um alerta seja apresentado pela interface de operação do dispositivo 302 que explica que o caminho não pode ser percorrido. Em algumas modalidades, o alerta pode incluir a razão pela qual o caminho não pode ser percorrido, como o caminho que exige voltas que são muito apertadas ou uma obstrução presente. Em algumas corporificações, o alerta pode incluir orientação para resolver o problema, incluindo, mas não se limitando a mover o veículo 102 mais longe do reboque ou movendo o veículo 102 para ser alinhado de forma mais doseada ao eixo longitudinal do reboque. O método 400, então, prossegue para um bloco final e termina.

[037] Retornando ao bloco de decisão 430, se for determinado que o caminho é aceitável, então, o resultado do bloco de decisão 430 é SIM e o método 400 segue para o bloco 436. No bloco 436, o módulo de apoio autônomo 316 usa o modelo para determinar comandos para componentes do veículo 102 para fazer com que o veículo 102 se desloque ao longo do caminho, e no bloco 438, o módulo de apoio autônomo 316 transmite os comandos para os componentes do veículo 102. Por exemplo, o módulo de apoio autônomo 316 pode-se determinar uma quantidade que o veículo 102 deve girar no ponto atual do caminho, determinar um ângulo de direção para fazer com que o veículo 102 vire a essa taxa determinada, e transmitir um comando para o módulo de controle de direção 310 para implementar a direção do angulo. Como outro exemplo, o módulo de apoio autônomo 316 pode transmitir um comando para o módulo de solicitação de torque 312 para aumentar a velocidade para mover o veículo 102 uma vez que o ângulo de direção é definido. Como outro exemplo, o módulo de apoio autônomo 316 pode transmitir o comando a uma embreagem (não ilustrada) para engatar a transmissão, a fim de fazer com que o veículo 102 comece a se mover. Como outro exemplo, o módulo de apoio autônomo 316 pode transmitir um comando para o módulo de controle de freio 306 para liberar ou caso contrário, controle os freios. Em algumas modalidades, a fim de facilitar o controle, o módulo suporte autônomo 316 implementa um aplicativo C ++ multitópicos que lida com o envio e recebe mensagens em uma rede de comunicação veicular, como o barramento CAN J1939. Esses tópicos se comunicam entre o módulo de apoio autônomo 316 e os vários outros componentes. Esses tópicos podem ser executados separadamente de um programa principal do módulo de apoio autônomo 316 e pode utilizar variáveis atômicas para se comunicar de volta e quatro. Em algumas modalidades, um primeiro fio pode lidar com a comunicação com o módulo de controle 310. Uma vez inicializado, o tópico pode manter comunicação constante com o módulo de controle de direção 310. O tópico envia comandos de direção em intervalos específicos, atualizando a mensagem quando um novo ângulo de direção é especificado pelo programa principal. Os outros fios usados para controlar a frenagem e a velocidade do veículo 102 podem funcionar em uma maneira similar. As mensagens individuais podem ser lidas no barramento de dados a qualquer momento, sem exigir seu segmento independente. Por conseguinte, em algumas modalidades, os comandos recebidos do operador, como pressionar um pedal de freio, podem substituir os comandos gerados pelo módulo de apoio autônomo 316. Em tais situações, o método 400 pode continuar a operar, mas pode pausar enquanto o comando de compensação está sendo emitido. Por exemplo, o procedimento de apoio autônomo pode pausar enquanto um pedal de freio está sendo pressionado e pode retomar assim que os pedaços do freio forem liberados.

[038] O método 400 então segue para um terminal de continuação ("terminal A"), onde faz um ciclo de volta para uma parte anterior do método 400, a fim de implementar um ciclo de controle. Dentro do ciclo de controle e conforme descrito acima, o método 400 repete as etapas de verificar a localização, fazer verificações de segurança, calcular um caminho a partir da localização atual, determinar que o caminho está livre e pode ser percorrido e dissuadir/ transmitir comandos para manter o veículo no caminho. Eventualmente, o ciclo de controle sai quando o veículo 102 é determinado como tendo chegado ao reboque no bloco de decisão 424 ou quando um estado de erro ocorre. Em algumas modalidades, o circuito de controle incluiria manter a mira no trailer. Ou seja, no bloco 410, o operador forneceu uma seleção de um local na superfície frontal do trailer dentro da imagem apresentada na interface do operador dispositivo 302. Conforme o veículo 102 viaja no caminho e começa a virar, o trailer irá movimentar dentro da imagem. Por conseguinte, antes do bloco de procedimento 422, o método 400 pode certificar-se de que a mira ou outra indicação da superfície do trailer selecionada permaneça localizada na superfície do trailer, ou pelo menos entre as bordas detectadas pelo procedimento chamado de procedimento de bloco 422. Em algumas modalidades, o procedimento chamado de procedimento do bloco 422 pode centralizar automaticamente o local selecionado entre as bordas detectadas de cada turno é chamado para garantir que o local selecionado permaneça na superfície.

[039] O método 400 ilustrado e discutido acima se refere a dar ré em um veículo 102 para um trailer No entanto, as técnicas similares podem ser usadas para dar ré em um veículo 102 para qualquer outro objeto alvo que pode ser detectado pelos sensores de ambiente 202, 204. Para ser detectado pelos sensores de ambiente 202, 204, o objeto alvo deve incluir uma superfície que tem uma esquerda: aresta e aresta direita que tanque uma localização selecionável em uma superfície e pode ser detectada via detecção de borda ou descontinuidades de profundidade, conforme discutido mais abaixo. Por exemplo, semelhantes técnicas podem ser usadas para dar ré em um veículo até um objeto alvo que é uma doca de carregamento, um cais de carga, um nivelador de cais, uma porta de garagem, uma área de parede entre dois para- choques de uma cor que contrasta com a parede, uma área de parede entre duas linhas pintadas ou outro veículo. Porque descontinuidades de profundidade podem ser usadas para detectar as bordas, a falta de uma superfície ora superfície distante pode ser selecionável também, como selecionar o final de um beco (onde as paredes do beco formam as bordas detectáveis) e usando o método 400 para dar ré no veículo 102 para fora ou para dentro do beco.

[040] FIGURA 6 é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um procedimento para determinar uma localização e orientação de um objeto fora de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação. O procedimento 600 é um exemplo de um procedimento que pode ser usado no bloco de procedimento 422 da FIGURA 4B como discutido acima. O procedimento 600 também é um exemplo de um procedimento que pode ser usado no procedimento blocos 1302 e 1308 da FIGURA 13. Alguns desses blocos de procedimento 422, 1302, 1308 podem se referir a determinar a localização e orientação de um determinado objeto, como um trailer, mas o procedimento 600 pode ser usado para detectar qualquer objeto para o qual os sensores de ambiente pode encontrar uma superfície detectando bordas ou descontinuidades de profundidade. A partir de um bloco inicial, o procedimento 600 avança para o bloco 602, onde o módulo de apoio autônomo 316 cria um mapa de borda de uma imagem recebida de um sensor de ambiente 202, 204. Normalmente, a imagem é recebida de uma câmera e pixels da imagem codificam uma representação visual do campo de visão da câmera. O mapa de borda é uma matriz de valores que indicam a presença ou ausência de uma borda (ou uma descontinuidade de brilho ou outra descontinuidade) em um pixel correspondente da imagem. O mapa de borda pode ser criado pelo processamento da imagem usando um algoritmo de detecção de borda. Exemplos de algoritmos de detecção de borda incluem, mas não estão limitados a detecção de borda Canny, detecção de borda Deriche, detecção de borda diferencial, filtros Sobel, Prewitt e operadores cruzados Roberts. No bloco 604, o módulo de apoio autônomo 316 recebe uma seleção de um local dentro da imagem que indica uma superfície do objeto. A superfície pode ser qualquer parte do objeto com uma borda esquerda e uma direita borda quando medido a partir do local selecionado, ou descontinuidades de profundidade à esquerda e à direita do local selecionado. Em algumas modalidades, a seleção do local dentro da imagem pode ser fornecida pelo usuário ao dispositivo de interface de operação 302 e fornecida para o procedimento 600 na chamada inicial para o procedimento 600.

[041] A FIGURA 7 mostra um exemplo de uma imagem 702 processada no bloco 602. A imagem 702 mostra uma cena que inclui um trailer visto de um sensor de ambiente superior 202 de um veículo 102. Visível na parte inferior da imagem 702 é uma porção da parte traseira 701 do veículo 102. Conforme ilustrado, a parte traseira 701 do veículo 102 é mostrada na parte inferior direita da imagem 702. Em algumas modalidades, a parte superior do sensor de ambiente 202 pode ser centralizada na parte traseira do veículo 102 e, portanto, a parte traseira na porção 701 apareceria no meio da imagem 702. Dado o espaço limitado disponível no desenho, a imagem 702 ilustrada representa uma imagem que foi recortada para uma parte relevante para poder ilustrar com mais detalhes. Como mostrado, a mira 704 indica um local indicado pelo operador como sendo na superfície do reboque. A imagem mostra uma borda dianteira esquerda 706 e uma borda dianteira direita 708 do trailer, também como uma esquerda de 712 do trailer. O trailer é retratado contra um fundo 710 que é alguma distância atrás do trailer.

[042] A FIGURA 7 também mostra um exemplo de um mapa de borda 703 criado a partir da imagem 702. O mapa de borda 703 é uma grade de valores que corresponde a pixels da imagem 702. Os valores são "0" se uma borda não detectada no pixel correspondente, e “1” se uma borda foi detectada no pixel correspondente. A mira 718 indica o ponto correspondente no mapa de borda 703 como a mira 704 na imagem 702, para referência.

[043] Voltando à FIGURA 6, no bloco 606, o módulo de apoio autônomo 316 determina uma borda esquerda da superfície à esquerda do local dentro da imagem, e no bloco 608, o módulo de apoio autônomo 316 determina uma borda direita da superfície para à direita do local na imagem. Em algumas modalidades, a borda esquerda pode ser encontrada começando no local selecionado no mapa de bordas e movendo-se para a esquerda no mapa de borda até que uma borda seja encontrada. Da mesma forma, a borda direita pode ser encontrada começando na localização selecionada no mapa de arestas, e movendo-se para a direita no mapa de arestas até uma aresta seja encontrada. Em algumas modalidades, se forem encontrados vários pixels contíguos que incluem arestas, a aresta pode ser identificada no último pixel encontrado que inclui uma aresta. Como mostrado no mapa de borda 703 da FIGURA 7, começando na mira 704, a borda esquerda 716 são encontrados dois pixels à esquerda da mira 704, e a borda direita 714 é encontrada três pixels à direita da mira 704. Em seguida, no bloco 610, o módulo de apoio autônomo 316 usa localizações da borda do lado esquerdo 716 e a borda direita 714 dentro da imagem para encontrar a distância para a borda esquerda e a borda direita em um mapa de profundidade 705 correspondente à imagem. Uma vez que os locais do mapa de profundidade são determinadas as profundidades indicadas no mapa de profundidade podem ser usadas para encontrar a distância para a borda esquerda e a borda direita. Por exemplo, o mapa de profundidade 705 indica que a borda esquerda 720 está a "14" unidades de distância, enquanto a borda direita 722 está a "16" unidades de distância. Em algumas modalidades, as bordas detectadas 716, 714 podem ser cruzadas contra informações de um mapa de profundidade, a fim de determinar se as bordas detectadas e indicar cantos do objeto selecionado.

[044] FIGURA 7 também ilustra uma porção de um mapa de profundidade 705 que corresponde ao mapa de borda 703. O mapa de profundidade 705 corresponde aos pixels do mapa de borda 703 dentro da caixa de chamada ilustrada, e corresponde à parte da imagem 702 que inclui a superfície frontal do trailer. Os valores nos pixels do mapa de profundidade 705 indicam uma distância medida entre o sensor de profundidade e o objeto detectado. Em modalidades nas quais as informações de borda são referenciadas com as informações do mapa de profundidade, a descontinuidade de profundidade em ambos os lados da borda (por exemplo, indo de 16 para 14 em ambos os lados do local 720 que corresponde à esquerda borda 716, e indo de 16 a 30 em ambos os lados do local 722 que corresponde a borda direita 714. Essas descontinuidades de profundidade ajudam a confirmar que a borda esquerda e a direita da borda do trailer foram detectados. Em algumas modalidades, as informações apenas do mapa de profundidade 705 ou apenas o mapa de borda 703 pode ser usado para confirmar a localização do lado esquerdo da borda e borda direita. No bloco 612, o módulo de apoio autônomo 316 usa as localizações da borda do lado esquerdo e a borda direita dentro da imagem para determinar uma orientação de um eixo do veículo em relação ao objeto. Por exemplo, FIGURA 7 mostra uma distância 724 entre um lado esquerdo da imagem e a borda esquerda 706 do trailer. Supondo que um centro do campo de visão do sensor 202, 204 está alinhado com o eixo longitudinal do veículo 102, a distância 724 corresponde a um ângulo 1e entre o eixo longitudinal do veículo 102 e a borda esquerda 706 do trailer. Em algumas modalidades, ângulos para ambos a borda esquerda e a borda direita podem ser determinadas. Em algumas modalidades, uma média do ângulo da borda esquerda e a borda direita podem ser determinados em arder para determinar um ângulo para a linha média do trailer. A orientação do eixo longitudinal do veículo 102 em relação ao reboque 104 é ilustrado como o ângulo 512 na FIGURA 5. No bloco 614, o módulo de apoio autônomo 316 usa as localizações da borda esquerda e borda direita dentro da imagem e as distâncias entre as arestas das bordas esquerda e direita para determinar a distância ao objeto. Em outras palavras, o módulo de apoio autônomo 316 pode determinar a que distância o veículo 102 está do objeto, ou onde o veículo 102 está localizado no sistema de coordenadas centrado na superfície frontal do reboque, usando esses valores.

[045] No bloco opcional 616, o módulo de apoio autônomo 316 usa a distância para a borda esquerda e a borda direita para determinar uma orientação de um eixo longitudinal do objeto em relação ao veículo. O bloco opcional 616 é considerado opcional porque, em algumas modalidades, a orientação do objeto pode não ser relevante para o caminho, e em vez disso, o caminho pode ser planejado diretamente para o objeto, sem considerar também o alinhamento dos eixos do veículo 102 e o objeto na chegada. Na FIGURA 5, o ângulo 510 representa a orientação dos eixos longitudinais do rastreador 104 em relação ao veículo 102. O procedimento 600 então segue para um bloco de saída e termina, retomando a orientação do veículo 102 com relação ao objeto, as distâncias para o objeto, e (opcionalmente) a orientação do eixo longitudinal do objeto como resultado do procedimento 600.

[046] As FIGURAS 8A-8C são vistas panorâmicas de um exemplo de modalidade de um veículo (por exemplo, uma unidade de trator) se aproximando de um reboque de acordo com vários aspectos da presente divulgação. Como mostrado, o veículo 102 dá as costas para um trailer 104 que compreende um pino mestre 806 para facilitar acoplar a quinta roda 103 do veículo ao pino mestre. Como mostrado, a quinta roda 103 tem um formato de ferradura configurado para receber o pino durante o acoplamento. A quinta roda 103 pode permanecer em uma posição fixa durante a operação, ou pode ser ajustável (por exemplo, por rotação ou inclinação). O veículo 102 inclui um conjunto de sensores de ambiente superior 202 (por exemplo, sensor de câmera estéreo superior 202B e sensor lidar superior 202B), bem como um conjunto de sensores de ambiente inferiores 204 (por exemplo, sensor de câmera estéreo inferior 204B e lidar inferior sensor 204A). No entanto, deve ser entendido a partir da presente descrição que os conjuntos superior e inferior de sensores de ambiente não precisam incluir vários sensores, por exemplo, em situações em que medições redundantes não são necessárias. Os conjuntos de sensores de ambiente podem ser usados juntos ou independentemente, dependendo de fatores como a distância do veículo 102 do alvo. Em uma implementação, os sensores de ambiente superior 202 estão posicionados para fornecer vistas de longo alcance do reboque 104 e correspondentes determinações de distância e orientação, ao passo que os sensores de ambiente inferior 204 estão posicionados para fornecer vistas de menor alcance do trailer 104 ou características de porções mais baixas do trailer, como o pino mestre 806. Esses conjuntos de sensores podem ser usados em combinação para fornecer configuração de medições, ou os conjuntos de sensores podem ser usados seletivamente para diferentes tipos de movimentos de veículos autônomos, conforme descrito em detalhes adicionais abaixo.

[047] As FIGURAS 9A-9C são um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de manobrar autonomamente um veículo usando sensores de ambiente montados em diferentes localizações no veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação. A partir de um bloco inicial, o método 900 segue para os blocos 902, 904, 906 para determinar se o veículo 102 está pronto para manobrar e tomar as medidas adequadas, conforme descrito acima com referência às etapas 402, 404, 406 na FIGURA 4A. Se a informação do estado do veículo indicar que o veículo 102 está pronto para manobrar no bloco 904, o método 900 segue para bloco 908. No bloco 908, o módulo de controle autônomo 315 calcula a primeira coordenada de dados com base na informação (por exemplo, informação de profundidade ou valores de distância) recebidos de um 5º primeiro conjunto de um ou mais sensores de ambiente (por exemplo, sensores de ambiente superior 202) montado em uma primeira porção do veículo 102 (por exemplo, uma porção superior da parte traseira do veículo, como o pórtico da cabine, conforme mostrado nas FIGURAS 8A-8C). No bloco 910, o módulo de controle autônomo 315 determina, com base, pelo menos em parte, na primeira coordenada de dados, um primeiro alvo em um primeiro local. Por exemplo, o módulo de controle autônomo 315 pode detectar a superfície frontal de um reboque 104 usando técnicas aqui descritas e definir o alvo naquele local. Em seguida, no bloco 912, o módulo de controle autônomo 315 determina um primeiro caminho para manobrar o veículo 102 para a primeira localização (por exemplo, usando técnicas aqui descritas). O método 900 então segue para um terminal de continuação ("terminal C").

[048] A partir do terminal C (FIGURA 9B), o método 900 segue para os blocos 914, 916, 918, 920 para determinar se o veículo 02 pode manobrar com segurança em direção ao alvo e leva à etapas apropriadas, que podem ser semelhantes às etapas descritas acima com referência a FIGURA 4A. Se o veículo 102 puder voltar com segurança para o reboque 104, o método 900 prossegue para o bloco de procedimento 922. No bloco de procedimento 922, o módulo de controle autônomo 315 determina os primeiros comandos para os componentes do veículo 102 para controlar autonomamente o veículo para manobrá-lo ao longo do caminho determinado até a primeira localização (por exemplo, usando técnicas aqui descritas). No bloco de procedimento 924, o módulo de controle autônomo 315 transmite esses comandos para os componentes do veículo 102 (por exemplo, usando técnicas aqui descritas), que fazem com que o veículo se mova ao longo do caminho determinado.

[049] No bloco de decisão 926, uma determinação é feita em relação ao veículo 102 chegou ao primeiro alvo. Por exemplo, o módulo de controle autônomo 315 pode determinar que a parte traseira do veículo 102 chegou dentro de uma distância predeterminada da superfície frontal de um trailer 104. A determinação da chegada pode fazer com que o módulo de controle autônomo 315 para selecionar um conjunto diferente de sensores para manobras adicionais, como descrito em detalhes abaixo. Se for determinado que o veículo 102 chegou ao reboque 104, método 900 prossegue para um terminal de continuação ("terminal D"). Caso contrário, o método 900 retorna para o bloco 914 para continuar manobrando com segurança ao longo do caminho para o primeiro local. A partir do terminal D (FIGURA 9C), o método 900 prossegue com uma segunda fase da manobra em que o módulo de controle autônomo obtém e atua sobre as informações recebidas de um segundo conjunto de sensores ambientais. Especificamente, no bloco 928, o módulo de controle autônomo 315 calcula os dados da segunda coordenada com base na informação (por exemplo, valores de distância) recebidos de um segundo conjunto de um ou mais sensores de ambiente (por exemplo, sensores de ambiente 204) montados em uma parte diferente do veículo 102 (por exemplo, uma porção inferior da parte traseira do veículo como mostrado nas FIGURAS 8A-8C). No bloco 930, o módulo de controle autônomo 315 determina, com base pelo menos em parte nos dados da segunda coordenada, um segundo alvo (por exemplo, o chefão 806 de um trailer 104) em uma segundoa localização. Em seguida, no bloco 932, o módulo de controle autônomo 315 determina um caminho para manobrar o veículo 102 para o segundo local (por exemplo, usando técnicas aqui descritas). No bloco de procedimento 934, o módulo de controle autônomo 315 determina os comandos da segunda para os componentes do veículo 102 para controlar autonomamente o veículo para percorrê-lo ao longo do caminho determinado para o segundo local (por exemplo, usando técnicas descritas aqui). No bloco de procedimento 936, o módulo de controle autônomo 315 transmite esses comandos para os componentes do veículo 102 (por exemplo, usando técnicas descritas aqui), o que faz com que o veículo se mova ao longo do caminho determinado.

[050] No bloco de decisão 938, uma determinação é feita em relação ao veículo 102 chegou ao segundo alvo. Por exemplo, o nó de controle autônomo 315 pode determinar que a quinta roda 103 do veículo 102 chegou dentro de uma predeterminada distância do pino mestre 806 de um reboque 104. Se for determinado que o veículo 102 chegou à segunda localização, o método 900 prossegue para um bloco final e termina. Caso contrário, o método 900 retorna ao bloco 928 para continuar a manobrar com segurança ao longo do caminho para o segundo local.

[051] Com referência novamente ao exemplo mostrado nas FIGURAS 8A-8C, a câmera estéreo superior 202B obtém informações de imagem com um campo de visão 802B que tem um ângulo vertical (identificado como A) e um ângulo horizontal (não mostrado nesta vista) para obter as informações de profundidade, conforme descrito acima. Esta informação pode ser usada para determinar a distância para a orientação da superfície frontal do reboque 104, conforme descrito acima. Estas determinações podem ser confirmadas,

conforme desejado ou exigido por regulamento, por outros sensores, como o sensor lidar superior 202A.

[052] A tecnologia Lidar usa lasers para emitir pulsos leves de laser e detectar retornos (por exemplo, via retroespalhamento) desses pulsos conforme eles interagem com objetos ou substâncias. Lidar tem muitas aplicações, como localização de alcance e mapeamento de terreno, que permitem a detecção de reflexos de objetos ou materiais opacos. Porque a velocidade da luz é conhecida como constante, o tempo que decorre entre um pulso e um retorno correspondente pode ser usado para calcular a distância entre o sensor e um objeto ou substância. Porque a posição e orientação do sensor lidar também são conhecidas, os valores obtidos pelo lidar. O sensor pode ser fornecido como entrada para algoritmos, fornecendo funções trigonométricas para detectar a posição e a forma dos objetos. Os sensores Lidar descritos neste documento incluem um ou mais scanners a laser que emitem pulsos de laser do veículo e detectam o tempo e, potencialmente, outras características (como ângulo) dos retornos desses pulsos. O número de pulsos e retornos podem variar dependendo da implementação, de modo que diferentes taxas de amortecimento são possíveis. Por exemplo, as medições podem ser feitas a uma taxa de 1 Hz a 100 Hz, por exemplo, 20 Hz. Além disso, a geometria de tais pulsos (por exemplo, varredura 2D, varredura 3D ou algumas combinações) pode variar dependendo do tipo de sensores usados.

[053] Com referência novamente ao exemplo mostrado nas FIGURAS 8A-8C, os sensores lidar 202A, 204A são sensores LIDAR de varredura horizontal 2D. O sensor superior lidar 202A é orientado de modo que os pulsos de laser 802A sejam emitidos em um plano que é substancialmente paralelo (por exemplo, dentro de 5 graus) ao eixo longitudinal do veículo, ao passo que o sensor LIDAR inferior 204A é orientado em um ângulo para cima (por exemplo, 45 graus de horizontal). Este ângulo ascendente permite que o sensor lidar 204A obtenha medições em duas dimensões (por exemplo, o plano X-Y). Este arranjo é útil para, por exemplo, detectar a elevação do reboque 104 ou pino mestre 806 (medições de dimensão Z), bem como a distância do pino mestre 806 da superfície frontal do reboque 104 (medidas de dimensão X).

[054] A FIGURA 10A é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de apoio de um veículo 102 compreendendo um dispositivo de acoplamento montado em veículo (por exemplo, uma quinta roda) a um dispositivo de acoplamento montado em reboque correspondente (por exemplo, um pino mestre) de acordo com vários aspectos da presente divulgação. Embora os exemplos aqui descritos sejam dirigidos a uma combinação trator-reboque Classe 8 em que uma quinta roda da unidade acopla a um pino mestre de um semirreboque, esses exemplos também são aplicáveis a outros tipos de combinações de veículo-reboque, como um caminhão ou caminhonete com uma quinta roda de acoplamento a um pino mestre montado em um trailer recreativo. Além disso, esses exemplos são também aplicáveis a veículos e reboques que empregam diferentes tipos de dispositivos de acoplamento, como um engate com um acoplamento de bola de reboque a um acoplador ou suporte de pescoço de ganso de um reboque, um gancho de reboque acoplado a um laço de reboque ou um anel luneta acoplado a um gancho de reboque.

[055] A partir de um bloco de início, o método 1000 segue para o bloco de procedimento 1002, onde um procedimento é realizado em que o módulo de apoio autônomo 316 determina um alvo correspondente ao dispositivo de engate montado em reboque. Qualquer procedimento adequado pode ser usado no bloco de procedimento 1002, um exemplo do qual é ilustrado na FIGURA 10B.

[056] Uma vez que o alvo foi determinado, no bloco 1004 o módulo de apoio autônomo 316 determina um caminho para manobrar o veículo 102 para o alvo (por exemplo, usando técnicas aqui descritas) e alinhar o dispositivo de acoplamento montado no veículo com o dispositivo de acoplamento montado em reboque. Se necessário, o método 1000 pode incluir segurança e verificações para determinar se o veículo 102 pode manobrar com segurança em direção ao alvo (ver, por exemplo, a FIGURA 4A). O método 900 então segue para o bloco 1006, onde o módulo autônomo de apoio 316 determina comandos para componentes do veículo 102 para controlar autonomamente o veículo para manobrá-lo ao longo do caminho determinado até o alvo.

[057] No bloco 1008, o módulo de apoio autônomo 316 transmite esses comandos para os componentes do veículo 102, o que faz com que o veículo recue em direção ao alvo. No bloco de decisão 100, o módulo de apoio autônomo 316 determina se o veículo 102 chegou ao alvo. Por exemplo, o módulo de apoio autônomo 316 pode determinar que o dispositivo de acoplamento montado no veículo chegou dentro de uma distância predeterminada do dispositivo de engate montado em reboque. A determinação de chegada pode fazer com que o módulo de apoio autônomo 316 faça cálculos adicionais ou ajustes, como onde ajustes verticais podem ser necessários para alinhar verticalmente uma quinta roda com pino mestre para acoplamento. Nesta situação, o método 1000 pode prosseguir para o bloco opcional 1012 no qual o módulo de apoio autônomo 316 calcula uma elevação do dispositivo de acoplamento montado em reboque em relação ao acoplamento montado no dispositivo do veículo. O método 1000 pode então prosseguir para o bloco opcional 1014 no qual o módulo de apoio autônomo 316 determina uma quantidade de ajuste, com base na elevação calculada, para elevar ou abaixar o quadro (por exemplo, usando suspensão ajustável do módulo 308) do veículo 102 para facilitar o acoplamento adequado. O módulo de apoio autônomo 316 pode, então, transmitir comandos para o módulo de suspensão ajustável 308 para que levante ou abaixe o quadro pelo valor de ajuste. Os blocos 1012 e 1014 são ilustrados como opcional porque em algumas modalidades, os ajustes de elevação ou altura podem não ser necessário para acoplar com êxito o dispositivo de engate montado no veículo e o dispositivo de engate montado no trailer. O método 1000 então prossegue para um bloco final e termina.

[058] FIGURA 10B é um gráfico de um exemplo de procedimento para determinar um alvo correspondente a um dispositivo de acoplamento montado em reboque de acordo com vários aspectos da presente divulgação. O procedimento 1050 é um exemplo de um procedimento adequado para uso no bloco de procedimento 1002 da FIGURA 10A. De um bloco inicial, o procedimento 1050 avança para o bloco 1016, onde o módulo de apoio autônomo 316 calcula dados de coordenadas com base em informações (por exemplo, valores de distância) recebidos de em pelo menos um sensor de ambiente voltado para trás (por exemplo, sensor lidar 204A) montado no veículo 102 (por exemplo, uma porção inferior da parte traseira do veículo, como um membro transversal entre os trilhos como mostrado na FIGURA 2C).

[057] No bloco de procedimento 1018, um procedimento é conduzido em que o módulo de apoio autônomo 316 determina, com base nos dados coordenados, uma localização do dispositivo de acoplamento montado em reboque (por exemplo, pino mestre 806) em um espaço de coordenadas. Qualquer procedimento adequado pode ser usado no bloco de procedimento 1018, tal como o procedimento de exemplo 1060 ilustrado na FIG. 10C para quando o reboque montado. O dispositivo de acoplamento é um pino mestre. O procedimento 1050 então prossegue para um bloco de saída e termina.

[058] FIGURA 10C é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um procedimento para determinar uma localização de um pino mestre de acordo com vários aspectos da presente divulgação. O procedimento 1060 é um exemplo de um procedimento adequado para uso em procedimento bloco 1018 da FIGURE l0B. A partir de um bloco inicial, o procedimento 1060 avança para o bloco 1020, onde o módulo de apoio autônomo 316 detecta características do reboque 104 para ajudá-lo a identificar o pino mestre 806. Especificamente, o bloco 1020 especifica a detecção de uma borda inferior de uma superfície frontal do rastreador 104, uma superfície inferior do trailer e uma protrusão da superfície inferior do trailer. No bloco 1022, o apoio módulo autônomo 316 identifica a saliência como o pino mestre no espaço de coordenadas. Para conseguir isso, o módulo de apoio autônomo 316 pode comparar os dados associados com a protrusão detectada com modelos de um ou mais pinos mestre típicos, que podem ser armazenados no módulo de apoio autônomo. Alternativamente, se as dimensões e a localização do pino mestre em um trailer específico já são conhecidas (por exemplo, com base em nas medições), o módulo de apoio autônomo 316 pode calcular a localização e a orientação do pino mestre em uma manobra de apoio particular com base na localização e na orientação da superfície frontal do trailer Nesta situação, o pino mestre não precisa ser detectado separadamente, embora isso possa servir como uma verificação sobre a precisão das medidas anteriores. O procedimento 1060 então avança para um bloco de saída e termina.

[059] As FIGURAS 11A e 11B ilustram técnicas de varredura de exemplo implantadas por um exemplo e modalidade de um sensor lidar (por exemplo, sensor lidar 204A) que pode ser usado no método descrito nas FIGURAS 10A- 10C, ou outros métodos aqui descritos, para obter informações que podem ser usadas para calcular dados de coordenadas para detectar a localização e a orientação de objetos como superfícies de reboque e pinos mestre. No exemplo mostrado em FIGURAS 11A e 11B, o sensor lidar 204A é um sensor lidar horizontal de varredura que é orientado em um ângulo para cima e emite pulsos de laser 804A em um plano orientado ao longo do ângulo ascendente (por exemplo, como nas FIGURAS 8A-8C). O sensor lidar 204A emite estes pulsos periodicamente; uma amostra de valores de distância ilustrativos obtidos às vezes T1-T5 é mostrado na FIGURA 11 A.

[060] No tempo T1, o sensor lidar 204A está fazendo a varredura da superfície frontal do reboque 104 como o veículo 102 está de costas para o pino mestre

806. Aqui, os valores de distância são consistentes geralmente com uma superfície plana. Conforme o veículo 102 continua a voltar para o pino mestre 806, a distância entre o sensor lidar 204A e a superfície frontal fica mais séria até o ponto em que o sensor lidar está varrendo o canto entre a superfície frontal e a parte inferior da superfície do reboque 104 no tempo T2. Neste ponto, se a superfície inferior for paralela à direção de viagem, a distância entre o sensor lidar 204A e a superfície inferior permanecerá primeiro constante conforme o veículo 102 continua a voltar para o pino mestre 806 no tempo T3. No entanto, conforme o veículo 102 recua ainda mais, nos tempos T4 e T5, o sensor LIDAR 204A vai detectar uma saliência da superfície inferior (o pino mestre 806), resultando em valores de distância menores próximos ao centro da superfície. Este "solavanco" nos valores de distância também são representados graficamente na FIGURA 11B, com os pontos nos raios representando pontos de reflexão dos pulsos de laser. Nas FIGURAS 11 A e 11 B, os sinais associados ao pino mestre detectado 806 são indicados pelos retângulos tracejados. Com base nesses dados, também como a localização e orientação conhecidas do lidar sensor 204A montado no veículo 102, o módulo de apoio autônomo 316 pode calcular a localização e elevação do reboque 104 e do pino mestre 806 em relação à quinta roda 103. Isso permite que o módulo de apoio autônomo 316 calcule o caminho do veículo deve seguir para alinhar a quinta roda 103 com o pino de apoio 806 no plano X-Y, e para calcular quaisquer ajustes verticais para a estrutura do veículo que podem ser necessário para alinhar os dispositivos de acoplamento na dimensão Z para o acoplamento adequado. Calculando tais caminhos, a posição da quinta roda 103 pode ser programada para o módulo de apoio autônomo 316 ou detectado (por exemplo, usando sensor de câmera estéreo superior 202B).

[061] A configuração dos sensores de ambiente inferior 204 descritos acima que inclui um sensor de profundidade angular instalado em uma parte inferior do veículo 102 pode ter uso além de contribuir para uma tarefa de direção autônoma. A habilidade de detectar a altura de um objeto acima de uma porção do veículo 102, como ilustrado nas FIGURAS 11A-11B é descrita acima pode ser útil mesmo sem direção ou direção autônoma. FIGURA 12 é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método para ajustar um a altura do quadro de um veículo de acordo com vários aspectos da presente divulgação. Desde o começo do bloco, o método 1200 prossegue para o bloco

1202, onde uma unidade de controle eletrônico 314 do veículo 102 recebe um valor de distância de um sensor de ambiente inferior 204. Para os fins do método 1200, assume-se que o valor da distância representa uma altura de um objeto detectado pelo sensor de ambiente inferior 204, conforme ilustrado na FIGURA 8C.

Em algumas modalidades, a validade desta suposição pode ser assegurada não iniciando o método 1200 até que este estado esteja presente.

Em algumas modalidades, a unidade de controle eletrônico 314 pode monitorar os valores do sensor de ambiente 204 e detectar quando o estado é provável (por exemplo, quando as distâncias estão diminuindo e, em seguida, diminuem acentuadamente, como uma transição da detecção de uma superfície frontal de um trailer para a detecção do trem de pouso do trailer) e, em seguida, iniciando o método 1200. Em seguida, no bloco de decisão 1204, uma determinação é feita sobre se a altura do quadro do veículo 102 deve ser ajustada automaticamente ou manualmente.

Em algumas modalidades, a determinação pode ser feita com base em uma configuração do veículo 102 feito pelo operador.

Em algumas modalidades, a determinação pode ser feita com base em se os sensores de ambiente 202, 204 podem verificar com uma probabilidade aceitável se existem condições de segurança para ajuste automático e / ou se os dados recebidos do sensor de ambiente inferior 204 é confiável.

Se a determinação no bloco de decisão 1204 é que a altura do quadro deve ser ajustada automaticamente, então o resultado do bloco de decisão 1204 é SIM, e o método 1200 segue para o bloco 1206. No bloco 1206, a ECU 314 determina um valor de ajuste para aumentar ou diminuir o trame com base na diferença entre o valor da distância e uma quantidade de folga desejada.

Em algumas modalidades, o valor de depuração desejada pode ser configurado no veículo 102 e sue que a quinta roda do veículo 102 está a uma altura apropriada para coincidir com o pino mestre de um trailer.

Em algumas modalidades, a quantidade de liberação desejada pode ser configurada no veículo 102 para outros fins, incluindo, mas não se limitando a,

alinhar uma porção do veículo 102 com uma borda de uma doca, ou manter uma distância de segurança adequada para os componentes do veículo 102. O o método 1200 então prossegue para um terminal de continuação ("terminal G").

[062] Voltando ao bloco de decisão 1204, se a determinação for que a altura do quadro não deve ser ajustado automaticamente, então o resultado do bloco de decisão 1204 é NÃO, e o método 1200 segue para o bloco 1208. No bloco 1208, o ECU 314 faz com que o valor da distância a ser apresentado a um operador por um dispositivo de exibição. O dispositivo de exibição pode ser o dispositivo de interface de operação 302 ou qualquer outro dispositivo dentro do veículo 102, incluindo, mas não limitado a uma tela de painel multifuncional. Em seguida, no bloco 1210, o ECU 314 recebe um valor de ajuste para aumentar ou diminuir o quadro do operador por meio de uma entrada do dispositivo. Quanto ao dispositivo de exibição, o dispositivo de entrada pode ser a interface do dispositivo do operador 302, ou qualquer outro dispositivo dentro do veículo 102 capaz de receber a entrada do operador, incluindo, mas não se limitando a, um mostrador, um botão ou um controle deslizante.

[063] O método 1200 prossegue para o terminal G e, em seguida, para o bloco 1212, onde o ECU 314 transmite um comando para um módulo de suspensão ajustável 308 para levantar ou abaixar o quadro pelo valor de ajuste. Em algumas modalidades, o comando pode especificar o valor de ajuste como uma distância reativa de uma configuração atual, ou como um valor absoluto de distância do solo (ou outro ponto de referência). Em algumas modalidades, o ECU 314 pode traduzir o valor de ajuste (que pode ser em uma unidade de medida de distância) em um valor de pressão ou um valor de outro tipo de dados aceito pelo módulo de suspensão ajustável 308, e pode transmitir o valor traduzido para o módulo de suspensão ajustável 308. Em algumas modalidades, o módulo de suspensão ajustável 308 em seguida, atua os componentes físicos do veículo 102 para implementar o comando. O método 1200 então prossegue para um bloco final e termina.

[064] Em geral, os métodos descritos acima usam um modelo da dinâmica de viragem do veículo 102 para confirmar que um caminho calculado será percorrido pelo veículo 102, e para determinar as ações de controle apropriadas para fazer com que o veículo 102 vire ao longo do caminho. Modelar a dinâmica de giro é uma tarefa comum, e uma vez que os parâmetros do veículo que afetam a dinâmica de viragem (incluindo, mas não se limitando ao comprimento da distância entre eixos, a pista do eixo, o raio de atrito, a configuração, o tamanho do pneu, o material do pneu, a pressão do pneu e o ângulo de direção máximo) são conhecidos, o desempenho de viragem do veículo 102 pode ser previsto para uma dada entrada de controle com um alto grau de precisão. No entanto, os parâmetros do veículo nem sempre são conhecidos inicialmente. Por exemplo, a unidade de controle eletrônico 314 pode ser produzida em massa e programada durante a produção, e não pode ser reprogramado posteriormente com os parâmetros do veículo em que está instalado. Como outro exemplo, os parâmetros do veículo que afetam as dinâmicas de viragem, como a pressão dos pneus ou configuração de convergência, que podem mudar com o tempo. O que é desejável são técnicas que possam aprender o modelo da dinâmica de giro do veículo 102 sem pré- conhecimento dos parâmetros do veículo.

[065] A FIGURA 13 é um fluxograma que ilustra um exemplo de modalidade de um método de usar e atualizar um modelo de dinâmica de giro de veículos de acordo com vários aspectos da presente divulgação. Em geral, o método 1300 monitora o movimento do veículo 102 enquanto está em movimento e usa o movimento do veículo para derivar o modelo para a dinâmica de giro do veículo, associando o movimento gerado ao estado do veículo que causou o movimento. Em algumas modalidades, o método 1300 pode ser realizado enquanto o veículo 102 está virando por uma curva fixa (em outras palavras, enquanto o veículo 102 está passando por uma curva com um ângulo de direção imutável). Em algumas modalidades, o método 1300 pode estar operando com rapidez suficiente para ignorar mudanças no ângulo de direção entre as medições. Em algumas modalidades, o método 1300 pode levar em conta as mudanças no ângulo de direção ao longo do tempo. Em algumas modalidades, o método 1300 pode operar durante outras operações do veículo para continuar a refinar o modelo, como durante um procedimento de reforço manual ou durante um procedimento de reforço autônomo. Em algumas modalidades, o método 1300 pode ser executado durante múltiplos procedimentos de apoio que são realizados a partir de uma variedade de distâncias e vários ângulos de um trailer para fornecer informações de treinamento para o método 1300.

[066] De um bloco inicial, o método 1300 segue para o bloco 1301, onde um módulo de apoio autônomo 316 de um veículo 102 recupera o modelo de um veículo de armazenamento de dados 318 do veículo 102. Em algumas modalidades, o modo recuperado pode ser um modelo padrão que inclui valores aproximados determinados durante a configuração inicial do veículo 102 ou fabricação do ECU 314. Em algumas modalidades, o modelo recuperado pode ter sido atualizado anteriormente com o procedimento 1300, e está sendo atualizado. Em algumas modalidades, o modelo recuperado pode começar como um modelo padrão que inclui valores padrão, independentemente das especificações do veículo 102. Em seguida, no bloco de procedimento 1302, o módulo de apoio autônomo 316 determina uma localização de um objeto fora do veículo e uma orientação do veículo em relação ao objeto. Em algumas modalidades, o módulo de apoio autônomo 316 usa um procedimento tal como o procedimento 600 descrito acima para determinar uma localização do objeto e a orientação do veículo 102 em relação ao objeto. Em algumas modalidades, o objeto pode ser qualquer objeto que pode ser detectado pelo procedimento 600, incluindo, mas não limitado a uma superfície de um trailer, um edifício, outro veículo, um decai, uma linha pintada ou qualquer outro objeto. Em algumas modalidades, o objeto pode ser selecionado pelo operador usando o dispositivo de interface de operação 302 como descrito acima. Em algumas modalidades, o objeto pode ser automaticamente selecionado pelo módulo de apoio autônomo 316, porque o objeto escolhido não é material para o método 1300 porque não serve como um alvo de um caminho. Em algumas modalidades, os valores de retorno do procedimento chamado procedimento do bloco 1302 inclui as coordenadas do objeto (ou o veículo 102) em um sistema de coordenadas e uma orientação do veículo 102 em relação ao objeto ou ao sistema de coordenada. Em seguida, no bloco 1304, o módulo de apoio autônomo 316 recebe o estado do veículo informações de um ou mais sensores de estado do veículo 304 que indicam um movimento do veículo. Normalmente, as informações de estado do veículo que indicam um movimento do veículo incluem um ângulo de direção e uma velocidade de roda. Em algumas modalidades, as informações do estado do veículo podem incluir qualquer outra informação de qualquer combinação de sensores de estado do veículo que permitem que o método 1300 determine as entradas de controle relevam sendo aplicadas e a uma taxa na qual o veículo 102 está se movendo. No bloco de procedimento 1308, o módulo de apoio autônomo 316 determina uma nova localização do objeto e uma nova orientação do veículo 102 em relação ao objeto. Este bloco de procedimento 1308 é semelhante ao bloco de procedimento 1302, pelo menos em que um procedimento como o procedimento 600 pode ser usado, e pode retornar as coordenadas do objeto (ou o veículo 102) em um sistema de coordenadas e uma orientação do veículo 102 em relação ao objeto ou ao sistema de coordenadas. A principal diferença entre o procedimento do bloco 1308 e o bloco de procedimento 1302 é que em vez de escolher um objeto para detectar receber uma seleção de um objeto para detectar, o bloco de procedimento 1308 reutiliza o objeto detectado pelo bloco de procedimento 1302.

[067] Em seguida, no bloco 1310, o módulo de apoio autônomo 316 atualiza o modo com base em uma comparação da nova localização e orientação do veículo 102 para a localização e orientação do veículo 102. O módulo de apoio autônomo 316 usa esta combinação para determinar uma translação e uma rotação do veículo 102 no sistema de coordenadas e usa as informações do estado do veículo como valores conhecidos no modelo para resolver para vários valores desconhecidos (incluindo, mas não se limitando ao comprimento da distância entre eixos, eixo largura da pista, raio de lavagem, pressão dos pneus e configuração de convergência). O modelo atualizado pode ser armazenado no armazenamento de dados de modelo de veículo 318. O método 1300 então prossegue para um bloco de decisão 1312, onde uma determinação é sobre se deve continuar. Em algumas modalidades, a determinação pode ser com base em se mudanças significativas foram feitas no modelo no bloco 1310, ou se o modelo permaneceu essencialmente o mesmo. Se nenhuma mudança significativa foi feita, o modelo já pode refletir com precisão a dinâmica de rotação do veículo 102, e mais refinamentos podem não ser necessários. Em algumas modalidades, a determinação pode ser com base em se o método 1300 foi executado por uma quantidade predeterminada de tempo, ou para um número predeterminado de loops. Em algumas modalidades, a determinação pode ser feito com base no fato de um objeto estar atualmente selecionado em outro método sendo executado simultaneamente pelo veículo 102, tal como um dos métodos de controles autônomos descritos acima. Se a determinação no bloco de decisão 1312 achar que o método 1300 deve continuar, então o resultado do bloco de decisão 1312 é SIM, e o método 1300 retorna para o bloco 1304. Caso contrário, se a determinação no bloco de decisão 1312 descobrir que não há mais mudanças no modelo são projetadas, então o resultado do bloco de decisão 1312 é NÃO, e o método 1312 prossegue para um bloco final e termina. A descrição acima descreve o método 1300 como sendo executado pelo módulo de apoio autônomo 316, mas em algumas modalidades, o método 1300 pode ser realizado por outro componente do veículo 102, tal como o módulo de condução autônomo 315 ou outro componente do ECU314.

[068] Muitas alternativas para os veículos, sistemas e métodos descritos neste documento são possíveis. Como um exemplo, embora algumas modalidades aqui descritas se refiram a sistemas de computador de bordo do veículo, tais modalidades podem ser estendidas para envolver sistemas de computador que não estão a bordo de um veículo.

Um veículo devidamente equipado pode comunicar-se com outros sistemas de computador sem fio, por exemplo, via WIFI ou rede de celular.

Tais sistemas podem fornecer serviços de processamento e armazenamento de dados remanescentes, serviços remotos de diagnóstico, treinamentos ou assistência do motorista, ou outros serviços relacionados com modalidades aqui descritas.

Em tal modalidade, aspectos dos sistemas e métodos descritos neste documento podem ser implementados em um ou mais dispositivos de computação que comunicam-se, mas estão separados de, e potencialmente a uma grande distância do veículo.

Em tais arranjos, modelos de veículos, modelos de dinâmica de giro e outras informações podem ser baixadas, enviadas, armazenadas e processadas por sistemas de computadores remotos em um arranjo de computação em nuvem, o que pode permitir veículos para se beneficiar de dados obtidos por outros veículos.

Como outro exemplo, aspectos dos sistemas e processos relacionados aqui descritos transcendem qualquer tipo particular de veículo e pode ser aplicado a veículos que empregam um motor de combustão interna (por exemplo, gás, diesel, etc.), trem de força híbrido ou motor elétrico.

Embora as modalidades ilustrativas tenham sido ilustradas e descritas, será apreciado que várias mudanças podem ser feitas nele sem se afastar do espírito e escopo da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de manobrar autonomamente um veículo, usando os sensores ambiente, o método caracterizado por compreender: por um módulo de direção autônomo do veículo: calcular os primeiros dados de coordenadas com base nas informações recebidas de um primeiro conjunto de um ou mais sensores ambientais montados em uma primeira porta do veículo; determinar, com base pelo menos na primeira parte nos primeiros dados de coordenadas, um primeiro alvo em um primeiro local; determinar um caminho para manobrar o veículo até o primeiro local; determinar os primeiros comandos para componentes do veículo para automaticamente controlar o veículo para manobrar ao longo do caminho impedido para o primeiro local; transmitir os primeiros comandos aos componentes do veículo; calcular dados de segunda coordenada com base nas informações recebidas de um segundo conjunto de um ou mais sensores de ambiente montados em uma segunda porta do veículo que difere da primeira parte do veículo; determinar com base, pelo menos em parte, nos segundos dados de coordenadas, um segundo alvo em um segundo local; determinando um caminho para manobrar o veículo do primeiro local para o segunda localização; determinar a segunda vírgula para os componentes do veículo para controlar autonomamente o veículo para manobrar ao longo do caminho determinado desde a primeiro localização para a segunda localização; e transmitir os segundos comandos para os componentes do veículo.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo conjunto de um ou mais sensores de ambiente são montados mais abaixo no veículo do que o primeiro conjunto de um ou mais sensores de ambiente.

3. Método, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por onde o primeiro conjunto de um ou mais sensores de ambiente incluem pelo menos um sensor de imagem de alcance e em que determinar o primeiro alvo no primeiro local que inclui: apresentar, por um dispositivo de interface do operador do veículo, uma imagem capturada por pelo menos um sensor de imagem de alcance; e receber, pelo dispositivo de interface de operação, uma entrada de um operador indicando uma localização dentro da imagem que corresponde a um primeiro objeto na primeira localização.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que determinar o caminho para manobrar o veículo para o primeiro local inclui: detectar dentro da imagem uma superfície de uma primeira parte do objeto; e determinar uma distância para a superfície e uma orientação da superfície com base em informações de profundidade associadas à imagem.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o segundo conjunto de um ou mais sensores de ambiente incluem um sensor lidar, e em que determinar o segundo alvo em o segundo local inclui: com base nos dados da segunda coordenada, determinar uma localização de uma segunda porção do objeto no espaço de coordenadas.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o sensor lidar compreende um scanner a laser direcionado em um ângulo para cima, e em que o scanner a laser varre horizontalmente em um plano orientado ao longo do ângulo para cima.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a transmissão do primeiro e o segundo comandos para componentes do veículo incluem: transmitir comandos para um ou mais de um módulo de controle de freio, um sistema de módulo de controle de direção e um módulo de solicitação de torque.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o veículo é uma unidade de trator.

9. Meio legível por computador não transitório caracterizado por ser executável por instruções de computador nele armazenadas que, em resposta à execução por um dispositivo de computação, causam no veículo para realizar ações para dar ré para um trailer, as etapas de qualquer uma das reivindicações 1 a 8.

10. Meio legível por computador, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de computação compreende uma unidade de controle eletrônico (ECU) do veículo.

11. Veículo caracterizado por compreender: um primeiro conjunto de um ou mais sensores de ambiente montados em uma primeira porção do veículo; um segundo conjunto de um ou mais sensores de ambiente montados em uma segunda porção do veículo que difere da primeira parte do veículo; um módulo de controle de frenagem para controlar eletronicamente um sistema de freio; um módulo de controle de direção para controlar eletronicamente um sistema de direção; um módulo de solicitação de torque para fazer eletronicamente com o veículo produzir uma quantidade solicitada de torque; e uma unidade de controle eletrônico (ECU) configurada para: calcular os dados da primeira coordenada com base nas informações recebidas do primeiro conjunto de um ou mais sensores de ambiente; determinar, com base pelo menos em parte nos primeiros dados de coordenadas, um primeiro alvo em um primeiro local; determinar um caminho para manobrar o veículo para o primeiro local; determinar os primeiros comandos para controlar autonomamente o veículo ao longo do caminho determinado até o primeiro local; transmitir os primeiros comandos para um ou mais do módulo de controle de frenagem, o módulo de controle de direção e o módulo de solicitação de torque; calcular os dados da segunda coordenada com base nas informações recebidas do segundo conjunto de um ou mais sensores de ambiente; determinar com base, pelo menos em parte, nos segundos dados de coordenadas, um segundo alvo em um segundo local; determinar um caminho para manobrar o veículo do primeiro local para a segunda localização; determinar segundos comandos para controlar autonomamente o veículo para a manobra ao longo do caminho determinado do primeiro local para o segundo local; e transmitir os segundos comandos para um ou mais módulo dos controles de frenagem, o módulo de controle de direção e o módulo de solicitação de torque.

12. Veículo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o segundo conjunto de um ou mais sensores de ambiente são montados mais abaixo no veículo do que o primeiro conjunto de um ou mais sensores de ambiente.

13. Veículo, de acordo com a reivindicação 11 ou reivindicação 12, caracterizado por envolver ainda um operador dispositivo de interface, em que o primeiro conjunto de um ou mais sensores de ambiente inclui pelo menos um sensor de imagem de alcance, e em que determinar o primeiro alvo no primeira localização inclui: apresentar, pelo dispositivo de interface de operação, uma imagem capturada por pelo menos um sensor de imagem de alcance; e receber, pelo dispositivo de interface do operador, uma entrada de um operador indicando uma localização dentro da imagem que corresponde a um primeiro objeto na primeira localização.

14. Veículo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que determinar o caminho para manobrar o veículo para o primeiro local inclui: detectar dentro da imagem uma superfície de uma primeira porção do objeto; e determinar uma distância para a superfície e uma orientação da superfície com base em informações de profundidade associadas à imagem.

15. Veículo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que o segundo conjunto de um ou mais sensores de ambiente incluem um sensor lidar, e em que a determinação do segundo alvo no segundo local inclui: com base nos dados da segunda coordenada, determinar uma localização de uma segunda porção do objeto no espaço de coordenadas.

16. Veículo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo sensor lidar ser composto por um scanner à laser direcionado em um ângulo para cima, e em que o scanner a laser está configurado para varrer horizontalmente em um plano orientado ao longo do ângulo ascendente.

17. Veículo, de acordo com as reivindicações 11 a 16, caracterizado pelo veículo ser uma unidade de trator.