BRPI0519300B1

BRPI0519300B1 - Método e sistema para guiar um veículo

Info

Publication number: BRPI0519300B1
Application number: BRPI0519300-1A
Authority: BR
Inventors: Franklin Reid John; Daniel Pickett Terence; Han Shufeng
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2005-01-04
Filing date: 2005-12-15
Publication date: 2018-01-16
Also published as: EP1836648B1; WO2006073739A2; CA2592996C; EP1836648A4; WO2006073739A3; US20060147089A1; US7233683B2; BRPI0519300A2; EP1836648A2; AU2005323178A1; CA2592996A1

Abstract

método e sistema para guiar um veículo. um método e sistema para guiar um veículo inclui um módulo de localização (26) (por exemplo, receptor determinador de localização) para coletar dados de localização preliminares para o veículo. um módulo de visão (22) coleta dados de localização derivados de visão para o veículo durante uma janela de tempo de avaliação. um estimador de qualidade de localização (24) estima dados de qualidade de localização para os dados de localização preliminares coletados correspondentes durante uma janela de tempo de avaliação. um módulo de visão (22) estima dados de qualidade de visão para os dados de localização derivados de visão coletados correspondentes durante a janela de tempo de avaliação. um ajustador (110) ajusta os dados de localização preliminares a dados de localização revisados baseado nos dados de localização derivados de visão tal que os dados de localização revisados sejam registrados ou geralmente co-extensivos com os dados de localização derivados de visão, se o dados de qualidade de visão excederem o nível de limiar minimo.

Description

(54) Título: MÉTODO E SISTEMA PARA GUIAR UM VEÍCULO (51) lnt.CI.: G06K 9/00 (30) Prioridade Unionista: 04/01/2005 US 60/641,240,15/04/2005 US 11/107,114 (73) Titular(es): DEERE & COMPANY (72) Inventor(es): JOHN FRANKLIN REID; TERENCE DANIEL PICKETT; SHUFENG HAN “MÉTODO E SISTEMA PARA GUIAR UM VEÍCULO”

Campo da Invenção

Esta invenção relaciona-se a um método e sistema para guiar um veículo com ajuste de visão.

Fundamento da Invenção

Receptores de Sistema de Posicionamento Global (GPS) foram usados para prover dados de posição para aplicações de orientação veicular. Porém, embora certos receptores de GPS com correção diferencial possam ter um erro de posicionamento geral de aproximadamente 10 centímetros durante uma maioria do seu tempo operacional, um erro de posicionamento absoluto de mais de 50 centímetros é típico para cinco por cento do seu tempo operacional. Adicionalmente, sinais de GPS podem ser bloqueados por edifícios, árvores ou outras obstruções, que pode fazer sistema de navegação só por GPS não confiável em certos locais ou ambientes. Por conseguinte, há uma necessidade por completar ou melhorar um sistema de navegação baseado em GPS com um ou mais sensores adicionais aumentar precisão e robustez.

Sumário da Invenção

Um método e sistema para guiar um veículo incluem um módulo de localização (por exemplo, receptor determinador de localização) para coletar preliminarmente dados de localização para o veículo. Um módulo de visão coleta dados de localização derivados de visão para o veículo durante uma janela de tempo de avaliação. Um módulo de visão estima dados de qualidade de visão para os dados de localização derivados de visão coletados correspondentes durante a janela de tempo de avaliação. Um ajustador ajusta os dados de localização preliminares a dados de localização revisados baseado nos dados de locabzação derivados de visão tal que os dados de locabzação revisados sejam registrados ou geralmente co-extensivos com os dados de locabzação derivados de visão, se os dados de quabdade de visão excederem

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 10/31 o nível de limiar mínimo.

Breve Descrição dos Desenhos

Figura 1 é um diagrama de bloco de um sistema para guiar um veículo baseado em dados de localização preliminares e dados de localização derivados de visão de acordo com a invenção.

Figura 2 é um fluxograma de um método para guiar um veículo baseado em dados de localização preliminares e dados de localização derivados de visão de acordo com a invenção.

Figura 3 é um fluxograma de outro método para guiar um veículo baseado em dados de localização preliminares e dados de localização derivados de visão de acordo com a invenção.

Figura 4 é um gráfico que ilustra erro de posicionamento estático de dados de localização, tal como um sinal de orientação derivado de Sistema de posicionamento global (GPS) diferencial.

Figura 5 é um gráfico que ilustra erro de posicionamento de dados de localização, tal como um sinal de orientação derivado de sinal de Sistema de posicionamento global (GPS) diferencial depois de afinação por outro sensor, tal como um módulo de visão de acordo com a invenção.

Descrição da Concretização Preferida

Figura 1 é um diagrama de bloco de um sistema de orientação para guiar um veículo. O sistema de orientação 11 pode ser montado no ou colocado com um veículo ou robô móvel. O sistema de orientação 11 inclui um módulo de visão 22 e um receptor determinador de localização 28 que se comunica com um ajustador 110.

O módulo de visão 22 pode ser associado com um estimador de qualidade de visão 20. O receptor determinador de localização 28 pode ser associado com um estimador de qualidade de localização 24. O ajustador 110 pode se comunicar com um controlador veicular 25. Por sua vez, o controlador veicular 25 está acoplado a um sistema de direção 27.

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O receptor determinador de localização 28 pode incluir um receptor de Sistema de Posicionamento Global (GPS) com correção diferencial (por exemplo, um receptor de GPS e um receptor para receber um sinal de correção diferencial transmitido por um satélite ou fonte terrestre). O receptor determinador de localização 28 provê dados de localização (por exemplo, coordenadas) de um veículo. O receptor determinador de localização 28 pode indicar uma ou mais das condições seguintes ou estado (por exemplo, por um sinal de estado) para pelo menos o ajustador 110 ou o estimador de qualidade de localização 24: (1) onde o receptor determinador de localização 28 está desabilitado, (2) onde dados de localização não estão disponíveis ou corrompidos para um ou mais intervalos de avaliação correspondentes, e (3) onde a precisão ou confiabilidade estimada dos dados de localização cai abaixo de limiar mínimo para um ou mais intervalos de avaliação. O receptor determinador de localização 28 provê dados de localização para um veículo que são bem apropriados para navegação global ou planejamento de trajeto global.

Em uma concretização ilustrativa, o receptor determinador de localização 28 produz dados de localização no formato seguinte:

Ygps ^- ^off_gps ^head _gps onde E_Off_gp_S é o erro fora de trilha estimado pelo receptor determinador de localização 28 (por exemplo, receptor determinador de localização 28), e Eh_ead_gps é o erro de rumo estimado pelo receptor determinador de localização 28.

O módulo de visão 22 pode incluir um sistema de coleta de imagem e um sistema de processamento de imagem. O sistema de coleta de imagem pode incluir um ou mais do seguinte: (1) um ou mais sistemas de geração de imagem monocular para coletar um grupo de imagens (por exemplo, múltiplas imagens da mesma cena com colocações de foco ou

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 12/31 ajustes de lente diferentes, ou múltiplas imagens para campos de visão diferentes (FOV)); (2) um sistema de visão estéreo (por exemplo, duas unidades de geração de imagem digitais separadas por uma distância e orientação conhecidas) para determinar informação de profundidade ou coordenadas tridimensionais associadas com pontos sobre um objeto em uma cena; (3) um descobridor de alcance (por exemplo, descobridor de alcance a laser) para determinar medições de alcance ou coordenadas tridimensionais de pontos sobre um objeto em uma cena; (4) um sistema de ladar ou sistema de radar a laser para detectar a velocidade, altitude, direção ou alcance de um objeto em uma cena; (5) o sistema de laser de varredura (por exemplo, um sistema de medição a laser que transmite um pulso de luz e estima a distância entre o sistema de medição a laser e o objeto baseado no tempo de propagação entre transmissão do pulso e recepção de sua reflexão) para determinar uma distância a um objeto em uma cena; e (6) um sistema de geração de imagem pra coletar imagens por um sistema micro-eletromecânico óptico (MEMS), MEMS óptico de espaço bvre, ou um MEMS óptico integrado. MEMS óptico de espaço bvre usa de semicondutores e materiais compostos com uma gama ou índices refrativos para manipular luz visível, luz de infravermelho ou ultravioleta, enquanto MEMS óptico integrado usa componentes de pob20 silício para refletir, difratar, modular ou manipular luz visível, luz de infravermelho ou ultravioleta. MEMS pode ser estruturado como matrizes de comutação, lentes, espelhos e grades de difração que podem ser fabricadas de acordo com várias técnicas de fabricação de semicondutor. As imagens coletadas pelo sistema de processamento de imagens podem ser em cor, monocromáticas, em preto e branco, ou imagens em escala de cinza, por exemplo.

O módulo de visão 22 ou dados de locabzação derivados de visão podem suportar a coleta de dados de posição (em coordenadas bi ou tridimensionais) correspondendo à locabzação de características de um objeto

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 13/31 dentro da imagem. O módulo de visão 22 é bem adequado para usar (a) características ou características locais de um ambiente ao redor de um veículo, (b) dados de posição ou coordenadas associadas com tais características, ou ambos para facilitar a navegação do veículo. As características locais podem incluir um ou mais do seguinte: localização de fila de instalação, localização de cerca, localização de prédio, localização de borda de campo, localização de limite, localização de pedregulho, localizações de rocha (por exemplo, maior que um tamanho ou volume de limiar mínimo), aresta e sulcos de solo, localização de árvores, localização de borda de colheita, uma borda de corte em vegetação (por exemplo, relva), e um marcador de referência. Os dados de localização derivados de visão ou dados de posição de características locais podem ser usados para afinar (por exemplo, corrigir deriva) os dados de localização preliminares do receptor determinador de localização 28 em uma base regular (por exemplo, periodicamente).

Em um exemplo, um marcador de referência pode estar associado com coordenadas de localização de alta precisão. Adicionalmente, outras características locais podem ser relacionadas à posição de marcador de referência. A posição de veículo atual pode ser relacionada à posição de marcador de referência ou à localização fixa de características locais ou à localização do veículo. Em uma concretização, o módulo de visão 22 pode expressar os dados de localização derivados de visão sobre a localização de veículo em coordenadas ou um formato de dados que é semelhante ou substancialmente equivalente às coordenadas ou formato de dados do receptor determinador de localização 28.

O módulo de visão 22 pode indicar um ou mais do seguinte por uma mensagem de estado ou de dados para pelo menos o ajustador 110 ou o estimador de qualidade de visão 20: (1) se o módulo de visão 22 está desabilitado, (2) se dados de locabzação derivados de visão não estão

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 14/31 disponíveis durante um ou mais intervalos de avaliação, (3) se os dados de localização derivados de visão são instáveis ou corrompidos e (4) se os dados de imagem estão sujeitos a um nível de precisão, um nível de desempenho ou um nível de confiabilidade que não satisfaz um nível de desempenho/confiabilidade de bmiar.

Em um exemplo, um módulo de visão 22 é capaz de identificar locabzação de fila de instalação com um erro tão pequeno quanto 1 centímetro para soja e 2,4 centímetros para milho.

Em um exemplo ilustrativo, o módulo de visão 22 produz dados de localização derivados de visão no formato seguinte:

Υ vision — 'off _vision head _vision onde E_Off_vision é o erro fora de trilha estimado pelo módulo de visão 22, e Eh_ead_vision é o erro de rumo estimado pelo módulo de visão 22.

O estimador de qualidade de locabzação 24 pode incluir um ou mais dos dispositivos seguintes: um indicador de intensidade de sinal associado com o receptor determinador de locabzação 28, um indicador de taxa de erro de bit associado com o receptor determinador de localização 28, outro dispositivo para medir quabdade de sinal, uma taxa de erro, intensidade de sinal, ou desempenho de sinais, canais, ou códigos transmitidos para determinação de locabzação. Adicionalmente, para determinação de locabzação baseada em satébte, o estimador de quabdade de locabzação 24 pode incluir um dispositivo para determinar se um número mínimo de sinais de satébte (por exemplo, sinais de quatro ou mais satébtes na banda Ll para GPS) de uma qualidade de sinal suficiente são recebidos pelo receptor determinador de localização 28 para prover dados de locabzação confiáveis para um veículo durante um intervalo de avabação.

O estimador de quabdade de localização 24 estima a qualidade dos dados de locabzação preliminares ou dados de quabdade de locabzação

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 15/31 (por exemplo, Qgp_S) produzidos pelo receptor determinador de localização 28. O estimador de qualidade de localização 24 pode estimar a qualidade dos dados de localização preliminares baseado no indicador de intensidade de sinal (ou taxa de erro de bit) de cada componente de sinal recebido pelo receptor determinador de localização 28. O estimador de qualidade de localização 24 também pode basear a estimativa de qualidade em quaisquer dos fatores seguintes: (1) o número de sinais de satélite que estão disponíveis em uma área, (2) o número de satélites que são adquiridos ou recebidos pelo receptor determinador de localização com uma qualidade de sinal suficiente (por exemplo, perfil de intensidade de sinal) e (3) se cada sinal de satélite tem um nível de sinal aceitável ou uma taxa de erro de bit aceitável (BER) ou taxa de erro de quadro (FER).

Em uma concretização, gamas de intensidade de sinal diferentes são associadas com níveis de qualidade correspondentes diferentes.

Por exemplo, a gama de intensidade de sinal mais baixa está associada com a qualidade baixa, uma gama de intensidade de sinal média está associada com uma qualidade regular, e gama de intensidade de sinal mais alta está associada com uma qualidade mais alta. Reciprocamente, a gama de taxa de erro de bit mais baixa está associada com a qualidade mais alta, a gama de erro de bit média está associada com a qualidade regular, e a gama de taxa de erro de bit mais alta está associada com o nível de qualidade mais baixo.

O estimador de qualidade de visão 20 estima a qualidade dos dados de localização derivados de visão (por exemplo, Qvision) produzidos pelo módulo de visão 22. O estimador de qualidade de visão 20 pode considerar a iluminação presente durante uma série de intervalos de tempo em que o módulo de visão 22 opera e adquire imagens correspondentes. O estimador de qualidade de visão 20 pode incluir um foto-detector, um foto-detector com uma lente seletiva em frequência, um grupo de foto-detectores com lentes seletivas em frequência correspondentes, um dispositivo acoplado por carga

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 16/31 (CCD), um fotômetro, célula de sulfeto de cádmio, ou similar. Adicionalmente, o estimador de qualidade de visão 30 inclui um relógio ou temporizador para marcar em tempo, tempos de coleta de imagem e medições de iluminação correspondentes (por exemplo, valores de luminância para imagens). Se a iluminação estiver dentro de uma gama de baixa intensidade, a qualidade de visão é baixa para o intervalo de tempo; se a iluminação estiver dentro de uma gama de intensidade média, a qualidade de visão é alta para o intervalo de tempo; e se a iluminação estiver dentro de uma gama de intensidade alta, a qualidade de visão é regular, baixa ou alta para o intervalo de tempo dependendo de sub-gamas definidas dentro da gama de alta intensidade. A gama de intensidade precedente contra qualidade pode ser aplicada em uma frequência de luz por base de frequência de luz ou cor de luz, em um exemplo. Em outro exemplo, a gama de intensidade contra qualidade pode ser aplicada para frequências de gama de infravermelho e para frequências de gama de ultravioleta diferentemente de para luz visível.

A estimação de qualidade de visão pode ser relacionada a uma medida de confiança em processar as imagens. Se as características desejadas (por exemplo, filas de instalação) forem aparentes em uma ou mais imagens, o estimador de qualidade de visão 20 pode nomear uma qualidade de imagem alta ou alto nível de confiança para as imagens correspondentes. Reciprocamente, se as características desejadas não forem aparentes em uma ou mais imagens (por exemplo, devido a filas de colheita perdidas), o estimador de qualidade de visão 20 pode nomear uma baixa qualidade de imagem ou um baixo nível de confiança. Em um exemplo, o nível de confiança é determinado baseado em uma soma das diferenças absolutas (SAD) da intensidade média de cada vetor de coluna (por exemplo, vetor de velocidade para o módulo de visão 22) para o par de guinada/arfada sob hipótese. Guinada pode ser definida como a orientação do módulo de visão 22 em um plano x-y e arfada pode ser definida como a orientação do módulo de

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 17/31 visão 22 em um plano x-z, que é geralmente perpendicular ao plano x-y.

Se o módulo de visão 22 for incapaz de localizar ou referenciar uma característica de referência ou marcador de referência em uma imagem ou não tiver referenciado um marcador de referência em uma imagem durante um tempo máximo de limiar, o módulo de visão 22 pode alertar o estimador de qualidade de visão 20, que pode degradar a qualidade dos dados de localização derivados de visão por um indicador de degradação de qualidade.

Em geral, o ajustador 110 inclui um processador de dados, um microcontrolador, um microprocessador, um processador de sinal digital, um processador embutido ou qualquer outro dispositivo programável (por exemplo, programável em campo) programado com instruções de software. Em uma concretização, o ajustador 110 inclui um gerente de regras. O gerente de regras do ajustador 110 os dados de localização preliminares, ou um derivado deles, como o sinal de controle de erro para um intervalo de tempo correspondente, a menos que os dados de qualidade de visão excedam o nível de limiar mínimo. Nenhum ajuste pode ser requerido a menos que os dados de localização preliminares e os dados de localização derivados de visão difiram por mais que uma tolerância máxima. O peso de visão determina a extensão que a contribuição dos dados de localização derivados de visão (por exemplo, yvision) do módulo de visão 22 governa. O peso de localização determina a extensão que a contribuição de dados de localização do módulo de localização 22 governa. O misturador 14 determina as contribuições relativas de dados de localização (por exemplo, ygp_S) e dados de localização derivados de visão (por exemplo, y_Vi_Sion) para o sinal de controle de erro (por exemplo, y) baseado ambos no peso de visão e no peso de localização. Em uma concretização, o misturador 14 pode incluir um filtro digital, um processador de sinal digital, ou outro processador de dados arranjado para aplicar um ou mais do seguinte:

(1) o peso de dados de localização derivados de visão, (2) o peso de dados de localização, e (3) uma expressão de relação de mistura das contribuições

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 18/31 relativas dos dados de localização dos dados de localização derivados de visão para um intervalo de tempo de avaliação.

O sinal de controle de erro representa uma diferença 9ou um erro) entre dados de localização medidos (medidos pelo módulo de visão 22 e por módulo de localização) e a localização atual do veículo. Tal sinal de controle de erro é introduzido ao controlador de veículo 25 para derivar um sinal de controle compensado. O sinal de controle compensado corrige a administração e controle do sistema de direção 27 baseado no sinal de controle de erro. O sistema de direção 27 pode incluir uma interface elétrica para comunicação com o controlador de veículo 25. Em uma concretização, a interface elétrica inclui um sistema de direção hidráulica controlada por solenóide ou outro dispositivo eletromecânico para controlar fluido hidráulico.

Em outra concretização, a sistema de direção 27 inclui uma unidade de sistema de direção (SSU). A SSU pode ser associada com um requisito de rumo contratempo para guiar ou dirigir o veículo ao longo de um curso desejado ou em conformidade com um plano de trajeto desejado. O rumo está associado com um erro de rumo (por exemplo, expresso como a diferença entre o ângulo de rumo atual e o ângulo de rumo desejado).

A SSU pode ser controlada para compensar erros na posição estimada do veículo pelo módulo de visão 22 ou pelo receptor determinador de localização 28. Por exemplo, um erro fora de trilha indica ou é representativo da posição atual do veículo (por exemplo, em coordenadas de GPS) contra a posição desejada do veículo (por exemplo, em coordenadas de

GPS). O erro fora de trilha pode ser usado para modificar o movimento do veículo com um rumo compensado. Porém, se não houver nenhum erro fora de trilha a qualquer ponto em tempo ou um intervalo de tempo, um rumo não compensado pode bastar. O erro de rumo é uma diferença entre rumo de veículo atual e rumo de veículo estimado pelo módulo de visão 22 e pelo

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 19/31 receptor determinador de localização 28.

Figura 2 é um fluxograma de um método para guiar um veículo com dados de localização derivados de visão e dados de localização. O método da Figura 2 começa na etapa S200.

Na etapa S200, um receptor determinador de localização 28 determina dados de localização preliminares para um veículo associado com ele. Por exemplo, o receptor determinador de localização 28 (por exemplo, um receptor de GPS com correção diferencial) pode ser usado para determinar coordenadas do veículo para um ou mais intervalos de tempo de avaliação ou tempos correspondentes. Adicionalmente, na etapa S200, o receptor determinador de localização 28 pode determinar ou derivar um sinal de erro de localização (por exemplo, ygp_S) dos dados de localização. O sinal de erro de localização pode representar (1) uma diferença entre a localização veicular atual e uma localização veicular desejada durante um tempo desejado, (2) uma diferença entre o rumo veicular atual e um rumo veicular desejado para um tempo desejado ou posição, (3) ou outra expressão de erro associada com os dados de localização. O sinal de erro de localização pode ser definido, mas não precisa ser definido, como dados de vetor.

Na etapa S202, um módulo de visão 22 associado com o veículo determina dados de localização derivados de visão para um ou mais de ditos intervalos de tempo de avaliação ou tempos correspondentes. Por exemplo, o módulo de visão 22 pode coletar imagens e processar as imagens coletadas para determinar dados de localização derivados de visão. Em um exemplo, os dados de localização derivados de visão incluem dados de posição derivados de visão de um veículo que são obtidos por referência a um ou mais marcadores de referência visual ou características com locais conhecidos correspondentes para determinar coordenadas de um veículo. As coordenadas de um veículo podem ser determinadas de acordo com um sistema de coordenada global ou um sistema de coordenadas locais.

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Adicionalmente, na etapa S202, o receptor determinador de localização 28 pode determinar ou derivar um sinal de erro de visão (por exemplo, yvision) dos dados de localização. O sinal de erro de visão representa (1) uma diferença entre a localização veicular atual e uma localização veicular desejada para um tempo desejado, (2) uma diferença entre o rumo veicular atual e um rumo veicular desejado para um tempo desejado ou posição, (3) ou outra expressão de erro associada com os dados de localização derivados de visão.

Na etapa S204, um estimador de qualidade de visão 20 estima dados de qualidade de visão durante a janela de tempo de avaliação. O estimador de qualidade de visão 20 pode incluir uma luminância ou fotodetector e um temporizador ou relógio par marcar em tempo medições de luminância para determinar um nível de qualidade baseado nas condições de iluminação ambiente. O estimador de qualidade de visão 20 também pode incluir uma medida de confiança ou confiabilidade em processar as imagens para obter características desejadas. A confiança ou confiabilidade em processar as imagens pode depender de quaisquer dos fatores seguintes, entre outros: especificação técnica (por exemplo, resolução) do módulo de visão 22, confiabilidade of reconhecer um objeto (por exemplo, marco em uma imagem), confiabilidade de estimar uma localização do objeto reconhecido ou um ponto nele, confiabilidade de converter coordenadas de imagem ou coordenadas de local para coordenadas globais ou dados de localização ou derivados de visão que são consistentes espacialmente e temporalmente com os dados de localização do receptor determinador de localização 28.

Etapa S204 pode ser efetuada por várias técnicas que podem ser aplicadas altemadamente ou cumulativamente. Sob uma primeira técnica, o estimador de quabdade de visão 20 pode estimar uma confiança ou confiabibdade na precisão de dados de locabzação derivados de visão. Sob uma segunda técnica, o estimador de quabdade de visão 20 primeiro estima o nível de confiança, nível de confiabibdade, ou outro nível de quabdade na

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 21/31 precisão dos dados de localização derivados de visão; e, segundo, o estimador de qualidade de visão 20 converte o nível de qualidade em um valor linguístico correspondente.

Na etapa S206, um ajustador 110 ajusta os dados de 5 localização preliminares a dados de localização revisados baseado nos dados de localização derivados de visão tal que os dados de localização revisados sejam registrados ou geralmente co-extensivos com os dados de localização derivados de visão, se os dados de qualidade de visão excederem o nível de limiar mínimo. Por exemplo, o ajustador 110 pode ajustar os dados de localização preliminares para qualquer abertura de tempo ou janela de tempo de avaliação, onde os dados de qualidade de visão excedem um nível de limiar mínimo. Registrado ou geralmente co-extensivos significa que os dados de localização derivados de visão e os dados de localização preliminares para o mesmo intervalo de tempo são geralmente co-extensivos ou diferem por uma tolerância máxima (por exemplo, que pode ser expressa como uma distância, um vetor, ou separação em segundos (ou outras unidades) entre coordenadas geográficas). Por exemplo, a tolerância máxima pode ser fixada para ser uma distância particular (por exemplo, 2,54 centímetros) dentro de um alcance de 1 centímetro a 10 centímetros.

Em uma concretização, o ajustador 110 transmite ou faz disponível um sinal de controle de erro para o controlador veicular 25 baseado nos dados de localização preliminares ou dados de localização revisados. Os dados de localização revisados, ou o sinal de controle de erro derivado dele, pode ser atualizado em uma base de abertura de tempo por abertura de tempo (por exemplo, durante uma janela de tempo de aplicação). Cada abertura de tempo pode ser comensurável em extensão ao intervalo de tempo de avaliação.

O ajustador 206 pode aumentar a confiabilidade e precisão dos dados de localização revisados ou informação de posição que é provida para

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 22/31 navegação ou controle do veículo usando os dados de localização derivados de visão de qualidade verificada como um ponto de referência de qualidade contra os dados de localização preliminares. Embora os dados de localização preliminares e dados de qualidade derivados de visão sejam coletados durante uma janela de tempo de avaliação, o ajuste da etapa S206 para os dados de localização revisados pode ser aplicado durante uma janela de tempo de aplicação que retarda a janela de tempo de avaliação ou que é substancialmente co-extensivo com o intervalo de tempo de avaliação. Indiferente de como a janela de tempo de avaliação e a janela de tempo de aplicação são definidas neste exemplo, em outros exemplos, o ajustador 110 pode prover dados de controle preditivos, dados de controle de alimentação dianteira, ou dados de controle de realímentação para o controlador de veículo

25.

O método da Figura 3 é semelhante ao método da Figura 2, exceto que o método da Figura 3 inclui uma etapa adicional S205 e substitui a etapa S206 com a etapa S208. Mesmos números de referência indicam mesmos procedimentos ou etapas.

Na etapa S205, um estimador de qualidade de localização 24 estima dados de qualidade de localização para os dados de localização durante uma janela de tempo de avaliação. Etapa S205 pode ser efetuada por várias técnicas que podem ser aplicadas altemadamente ou cumulativamente. Sob uma primeira técnica, o estimador de qualidade de localização 24 pode estimar ou medir qualidade de sinal, uma taxa de erro (por exemplo, taxa de erro de bit ou taxa de erro de quadro), um nível de intensidade de sinal (e.g., em dBm), ou outros níveis de qualidade. Sob uma segunda técnica, o estimador de qualidade de localização 24 primeiro estima ou mede qualidade de sinal, uma taxa de erro (por exemplo, taxa de erro de bit ou taxa de erro de quadro), um nível de intensidade de sinal (por exemplo, em dBm), ou outros níveis de qualidade; segundo, o estimador de qualidade de localização 24

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 23/31 classifica os dados de qualidade de sinal em gamas, descrições linguísticas, valores linguísticos, ou de outra forma.

Na etapa S208, um ajustador 110 ajusta os dados de localização preliminares a dados de localização revisados baseado nos dados de localização derivados de visão tal que os dados de localização revisado sejam registrados ou geralmente co-extensivos com os dados de localização derivados de visão, se os dados de qualidade de visão excederem o nível de limiar mínimo e se os dados de qualidade de localização forem menos que ou igual a um nível de limiar de ativação. Por exemplo, o ajustador 110 pode ajustar os dados de localização preliminares para qualquer abertura de tempo ou janela de tempo de avaliação, onde os dados de qualidade de visão excedem um nível de limiar mínimo e onde os dados de qualidade de localização são menos que ou igual a um nível de limiar de ativação. Por exemplo, o nível de limiar de ativação pode ser onde a confiabilidade ou precisão dos dados de localização preliminares é menos que desejado por causa da falta de disponibilidade de satélites, ou baixa qualidade de sinal recebido (por exemplo, baixa intensidade de sinal) de sinais de satélite ou transmissões auxiliares (por exemplo, referências terrestres) usadas para determinar precisão de dados de localização preliminares. O ajustador 206 pode aumentar a confiabilidade e precisão dos dados de localização revisados ou informação de posição que é provida para navegação ou controle do veículo usando os dados de localização derivados de visão de qualidade verificada como um ponto de referência de qualidade contra os dados de localização preliminares. O método da Figura 3 faz o ajuste para os dados de localização revisados de uma maneira mais seletiva do que Figura 2, impondo a condição adicional de qualidade de dados de localização caindo abaixo de um padrão (por exemplo, nível de limiar de ativação).

Figura 4 é um gráfico que ilustra erro de posicionamento estático de dados de localização, tal como um sinal de GPS diferencial. O

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 24/31 eixo vertical mostra erro em distância (por exemplo, metros), enquanto o eixo horizontal mostra tempo (por exemplo, segundos).

Figura 5 é um gráfico que ilustra erro de posicionamento dinâmico de dados de localização, tal como um sinal de GPS diferencial (por exemplo, dados de localização) depois de afinação a uma frequência ou taxa de atualização desejada. O eixo vertical mostra erro em distância (por exemplo, metros), enquanto o eixo horizontal mostra tempo (por exemplo, segundos). Figura 5 mostra o erro original sem afinação como pontos circulares sólidos e erro depois de afinação como círculos. A afinação é alcançada usando os dados de localização derivados de visão para ajustar os dados de localização a intervalos regulares (por exemplo, a intervalos de 5 segundos ou 0,2 Hz como ilustrado na Figura 5).

Tendo descrito a concretização preferida, se tomará aparente que várias modificações podem ser feitas sem partir da extensão da invenção como definida nas reivindicações acompanhantes.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para guiar um veículo, o método compreendendo: coletar dados de localização preliminares para o veículo baseado em um receptor determinador de locabzação associado com o veículo 5 durante uma janela de tempo de avabação;

coletar dados de locabzação derivados de visão para o veículo baseado em um módulo de visão associado com o veículo durante a janela de tempo de avabação;

estimar dados de quabdade de visão para os dados de 10 locabzação derivados de visão durante a janela de tempo de avabação, caracterizado pelo fato de que os dados de quabdade de visão são baseados em uma intensidade de iluminação correspondente; e ajustar os dados de locabzação prebminares a dados de locabzação revisados baseados nos dados de locabzação derivados de visão 15 tal que os dados de locabzação revisados sejam registrados ou geralmente coextensivos com os dados de locabzação derivados de visão, se os dados de quabdade de visão excederem o nível de bmiar mínimo.
2. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ajuste inclui ajustar os dados de locabzação prebminares se os

20 dados de quabdade de visão excederem o nível de bmiar mínimo e se os dados de locabzação derivados de visão forem substanciaimente os mesmos como os dados de localização prebminares dentro de uma tolerância definida.
3. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda designar os dados derivados de visão de locabzação

25 como em um bom estado se os dados de quabdade de visão correspondendo aos dados de locabzação derivados de visão satisfizerem ou excederem o nível de limiar mínimo.
4. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda determinar se os dados de locabzação prebminares são

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 26/31 consistentes com dados de localização derivados de visão para a janela de tempo de avaliação se dados de qualidade de visão excederem um nível de limiar mínimo.
5. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo 5 fato de que compreende ainda repetir o processo anterior para uma próxima janela de tempo de avaliação de menos que ou igual a aproximadamente 0,2 segundos.
6. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ajuste é realizado provendo dados de localização revisados a

10 uma frequência de 5 Hertz.
7. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dados de localização derivados de visão coletados estimam uma localização de veículo com respeito a um ou mais marcos de referência visual em um campo de visão, onde cada marco de referência visual tem

15 coordenadas geográficas conhecidas.
8. Método de acordo com reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o marcador de referência visual inclui uma fila de instalações.
9. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dados de qualidade de visão são baseados em uma gama de

20 intensidade contra dados de qualidade em uma frequência de luz por base de frequência de luz.
10. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dados de quabdade de visão são baseados em uma gama de intensidade contra dados de quabdade que são apbcados para frequências de

25 gama infravermelho e para frequências de gama ultravioleta diferentemente do que para luz visível.
11. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que estimar os dados de quabdade de visão compreende nomear uma baixa quabdade se a iluminação estiver dentro de uma gama de intensidade

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 27/31 baixa e nomear uma alta quabdade se a iluminação estiver dentro de uma gama de intensidade média.
12. Método de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que estimar os dados de quabdade de visão compreende determinar

5 uma soma das diferenças absolutas de uma intensidade média para cada vetor de coluna para um par de guinada/arfada sob hipótese.
13. Sistema para guiar um veículo, o sistema incluindo:

um módulo de locabzação para coletar dados de locabzação prebminares para o veículo baseado em um receptor determinador de locabzação

10 associado com o veículo durante uma janela de tempo de avabação;

um módulo de visão para coletar dados de locabzação derivados de visão para o veículo baseado em um módulo de visão associado com o veículo durante a janela de tempo de avaliação;

um estimador de qualidade de visão para estimar dados de 15 quabdade de visão para os dados de locabzação derivados de visão durante a janela de tempo de avabação, caracterizado pelo fato de que os dados de quabdade de visão são baseados em uma intensidade de iluminação correspondente; e um ajustador para ajustar os dados de locabzação preliminares 20 a dados de locabzação revisados baseados nos dados de locabzação derivados de visão tal que os dados de localização revisados sejam registrados ou geralmente co-extensivos com os dados de locabzação derivados de visão, se os dados de quabdade de visão excederem o nível de hmiar mínimo.
14. Sistema de acordo com reivindicação 13, caracterizado 25 pelo fato de que o ajustador ajustando os dados de locabzação prebminares se os dados de quabdade de visão excederem o nível de limiar mínimo e se os dados de locabzação derivados de visão forem substancialmente os mesmos como os dados de localização prebminares dentro de uma tolerância definida.
15. Sistema de acordo com reivindicação 13, caracterizado

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 28/31 pelo fato de que o estimador de qualidade de visão designa os dados de localização derivados de visão como em um bom estado se os dados de quabdade de visão correspondendo aos dados de locabzação derivados de visão satisfizerem ou excederem o nível de limiar mínimo.

5
16. Sistema de acordo com reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que um avabador determina se os dados de locabzação preliminares são consistentes com dados de locabzação derivados de visão para a janela de tempo de avabação se dados de quabdade de visão excederem um nível de limiar mínimo.

10
17. Sistema de acordo com reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda repetir o processo anterior para uma próxima janela de tempo de avabação de menos que ou igual a aproximadamente 0,2 segundos.
18. Sistema de acordo com reivindicação 13, caracterizado

15 pelo fato de que o ajustador ajusta os dados de locabzação revisados a uma frequência de 5 Hertz.
19. Sistema de acordo com reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que um módulo de processamento de dados de localização derivados de visão estima uma locabzação de veículo com respeito a um ou
20 mais marcos de referência visual em um campo de visão, onde cada marco de referência visual tem coordenadas geográficas conhecidas.

20. Sistema de acordo com reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o marcador de referência visual inclui uma fila de instalações.

25
21. Sistema de acordo com reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o estimador de qualidade de visão compreende um dispositivo de medição de iluminação selecionado de um grupo que consiste de um fotodetector, um fotodetector com uma lente seletiva em frequência, um grupo de fotodetectores com lentes seletivas em frequência

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 29/31 correspondentes, um dispositivo acoplado por carga (CCD), um fotômetro, e uma célula de sulfeto de cádmio.
22. Sistema de acordo com reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que os dados de qualidade de visão são baseados em uma gama

5 de intensidade contra dados de qualidade em uma frequência de luz por base de frequência de luz.
23. Sistema de acordo com reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que os dados de quabdade de visão são baseados em uma gama de intensidade contra dados de qualidade que são apbcados para frequências

10 de gama infravermelho e para frequências de gama ultravioleta diferentemente do que para luz visível.

Petição 870170065028, de 01/09/2017, pág. 30/31

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25<Sinal de controle compensado _z

Controlador veicular (por exemplo, controlador de direção)

Sistema de direção (por ex., sistema de direção hidráulica)

110

Ajustador

Sinal de controle deerro

Estimador de qualidade de visão

Nível de limiar mínimo

Dados de qualidade de localização (porex., Qgps)

Estimador de qualidade de localização

Dados de qualidade de visão (por ex.,

Qvision) / V Vision gps