CN101750972A - 用于靠近自动机器使用的衣服 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于靠近自动机器使用的衣服。本发明提供一种用于定位操作员的方法和装置，使用衣服、能够被自动车辆检测的多个定位设备、以及能够发送控制信号给所述自动车辆的控制器。

Description

用于靠近自动机器使用的衣服

交叉参考相关申请

本申请是下列申请的部分继续：美国专利申请序列号12/208,752(律师文档号18152-US)名称为“操作员在旁边的主从半自动车辆”；美国专利申请序列号12/208,659(律师文档号18563-US)名称为“操作员在旁边的主从全自动车辆”；美国专利申请序列号12/208,691(律师文档号18479-US)名称为“用于机器定位和防护的高整体性感知”；美国专利申请序列号12/208,851(律师文档号18680-US)名称为“具有高整体性感知系统的车辆”；美国专利申请序列号12/208,885(律师文档号18681-US)名称为“多车高整体性感知”；和美国专利申请序列号12/208,710(律师文档号18682-US)名称为“高整体性感知方案”。

技术领域

本发明总体涉及用于机器导航的系统和方法，尤其是用于多个非公路机器的高整体性协调的系统和方法。更特别是本公开涉及用于定位机器的操作员的方法和装置。

背景技术

在今天的作业环境中出现正在增加发展自动化或半自动化设备的趋势。在该趋势的某些情况中，设备完全不同于正在被取代的操作员控制的设备，操作员控制的设备不允许任何情况下操作员出现在机器附近或接管机器的运行。此类无人设备可能不可靠，因为涉及的系统的复杂性、计算控制的现状以及在各种运行环境中的不确定性。因此，半自动化设备更常用。该类型的设备类似于以前操作员控制的设备，但采用一个或多个自动化的操作，而不是操作员控制。这种半自动化的设备允许人工监控，并允许操作员在必要时采取控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种定位操作员的方法和装置，使用衣服、能够被自动机器检测的多个定位设备、以及能够发送控制信号给所述自动机器的控制器。

本发明的各种实施例可以独立地实现本发明的特点、功能和优点，或者可以结合其它的实施例，进一步详情可参考以下说明书和附图。

附图说明

示例实施例的特征的创新特点载于所附权利要求中。然而示例实施例及优选的使用方式、进一步的目的和优点通过参考结合附图进行的下述详细说明将被更好地理解，其中：

图1是示例实施例可被实施的运行环境中工人和车辆的框图；

图2是示例实施例所述的机器与操作员相互作用的框图；

图3是示例实施例所述的衣服的框图；

图4是示例实施例所述的数据处理系统的框图；

图5是在示例实施例所述的机器控制器中执行的功能软件组件的框图；

图6是示例实施例所述的用于控制车辆的组件的框图；

图7是示例实施例所述的知识库的框图；

图8是示例实施例所述的固定知识库的框图；

图9是示例实施例所述的学得知识库的框图；

图10是示例实施例所述的用来选择用于探测和定位衣服和/或工人的传感器的知识库中的格式的框图；

图11是表示示例实施例所述的用于接合车辆的过程的流程图；

图12是示例实施例所述的用于验证工人的过程的流程图；

图13是示例实施例所述的用于通过车辆定位工人的过程的流程图；

图14是示例实施例所述的利用衣服控制车辆的过程的流程图；

图15是示例实施例所述的用于接收来自衣服的命令以控制车辆的过程流程图；

图16是示例实施例所述的用于监控工人的条件的过程的流程图；

图17是示例实施例所述的用于监控运行环境的条件的过程的流程图；

图18是示例实施例所述的用于侧面跟随的过程的流程图。

具体实施方案

本发明的实施例提供用于机器协调的系统和方法，尤其是用于协调多台机器的系统和方法。作为一个例子，本发明的实施例提供一种使用用于机器的协调和导航的机器人控制模块的方法和系统。

机器人和自动机器，有时也被称为移动机器人平台，通常具有控制机器的操作系统的机器人控制系统。在被限定为运输功能的机器中，诸如车辆，操作系统可以包括转向、制动、传动和油门系统。这种自主机器一般都具有用于机器的操作系统的控制的集中机器人控制系统。一些军用车辆已适于自动运行。在美国，一些坦克、人员输送车、斯特瑞克(Stryker)车和其它车辆已调整为自动性能。一般来说，这些也以有人操纵模式使用。

机器人控制系统传感器输入可包括与机器目的地、预编程路径信息以及检测的障碍物信息相关联的数据。根据与上述信息相关联的这些数据控制机器的运动。机器内的障碍物检测系统通常使用扫描激光在视野领域上方扫描光束，或使用相机捕捉视野领域上方的图像。激光扫描周期可通过整个范围的光束方向循环，或提供随机访问任何特定方向的扫描光束。相机或多个相机可以记录宽阔领域视野或视野领域内的特定范围的图像。对于机器的障碍物探测应用，在宽领域视野上的图像数据的采集响应时间应迅速，以便障碍物的早期识别和避免。

位置传感设备包括里程表、全球定位系统以及基于视觉的三角测量系统。许多位置传感设备随着时间以及在不同的地理位置在提供精确定位估计中易有误差。里程表由于表面地形易受材料误差。基于卫星的导航系统，如基于全球定位系统的制导系统，今天常被用来作为在汽车、飞机、船舶、计算机控制的收获机、矿山卡车和其它车辆中的导航辅助，在大量植物或其它永久障碍物，如山脉、建筑物、树木和地形，阻碍或抑制全球定位系统信号被所述系统准确地接收时，所述系统可能很难制导。基于视觉的三角测量系统可以在某些角度范围和距离范围由于相机和陆标的相对位置而产生误差。

为了提供一种系统和方法，其中多个组合载人/自动机器精确导航并管理工地旁人工操作员，用于处理工具和定位传感设备的具体机械调节是必需的。因此，具有一种方法和装置以提供用于多个机器的导航和协调的附加特征将是有利的。

示例实施例认识到需要一种系统和方法，其中多个组合载人/自动机器能精确导航和管理工地旁的人力操作员。因此，示例实施例提供一种计算机实现的方法、装置和计算机程序产品用以协调机器和利用人力操作员穿着的衣服定位工人。参考所述的附图，尤其是参考图1，不同的示例实施例可用于各种不同的机器，如车辆、生产线以及其它运行环境的机器。例如，生产线上的机器可以是焊接装配线上的零件的机器人。例如，不同的示例实施例可用于各种车辆，如汽车、卡车、收获机、联合收获机、农用工具、拖拉机、割草机、装甲车和多用途车。本发明的实施例也可用于在单个计算系统或分布式计算系统。

下面的附图中提供的车辆或多车辆的示例并不意味对可实现的不同示例实施例的方式进行物质或结构限制。例如，在其它实施例中，其它机器可以用于增加至或替换在这些附图中描述的车辆。例如，在其它实施例中，图1中的车辆106可以是产品装配线上的机器。

图1描述示例实施例所述的运行环境中的工人和车辆的框图。工人是操作员的示例例子，其可以与运行环境中的汽车协调工作。这里所用的若干项指一个或多个项。例如，若干工人是一个或多个工人。该示例实施例利用若干车辆和若干操作员来实现。图1描述了示例环境，包括在一个实施例中的运行环境100。在这个例子中，运行环境100可以是任何类型的具有植被的工作场所，诸如，例如灌木、花坛、树木、草、农作物或其它植物。

在这个例子中，车辆106可以是任何类型的自动或半自动多用途车，用于喷洒、施肥、浇水、或清洁植被。车辆106可独立于操作员、与操作员同时、或与操作员或其它自动或半自动车辆协调的方式执行操作。在此示例实施例中，当操作员施用化学制剂给农作物或其它植物时，车辆106可具有安装并跟随操作员的化学喷雾器，所述操作员诸如工人102，其穿着衣服，诸如衣服104。在此例子中，工人102可以是任何类型的操作员。在示例的例子中，操作员被定义为所述衣服的穿着者。操作员可以包括但不限于：人、动物、机器人、自动车辆情况、或任何其它合适的操作员。在这个例子中，衣服104可以是由诸如工人102的操作员穿着的任何类型衣服。

车辆106和衣服104利用高整体性系统以协调方式操作。这里使用的“高整体性”用来描述组件工具，该组件跨越不同运行环境执行很好。换言之，在外部环境的变化而减少系统中的组件的性能，或在系统内组件整体性下降，剩余组件的数量和性能的数目出现一定程度的冗余，以提供故障安全或环境的最好故障操作感知，而无人工监控或干预。

传感器、无线链接、以及执行器是具有在不同运行环境降低能力的组件的例子。例如，如果干扰出现在一个频率范围，则无线通信链路在该频率范围内运行可能无法有效，而使用不同频率范围的另一通信链路可能不会受到影响。在另外一个例子中，高整体性协调系统具有硬件冗余，也许该系统继续运行。运行水平可以是相同的。在系统中一些数量的故障之后操作水平可能降级，这样系统的故障是适度的。

适度的故障意味个系统组件中的故障不会导致系统整体故障或立即停止工作。该系统在硬件和/或软件组件故障、环境变化、或来自其它故障或事件之后可能损失一些功能或性能水平。其余的功能水平和持续时间可能只足以使车辆安全关机。在范围另一端，完整的功能可以被维持，直到另一组件故障。

在示例例子中，车辆106可以是跟随车辆，而衣服104可以是引导者。车辆106可在运行环境100中利用若干不同的操作模式跟随衣服104操作，以帮助操作员喷洒、施肥、浇水、或清洗植被。这里使用的若干项指一个或多个项。例如，若干不同模式的数目是一个或多个不同的模式。在另一示例例子中，车辆106可协调其活动，以便与工人102或在工地运行的另一车辆同时执行共同的任务，例如，当工人102利用连接至车辆106的软管108喷洒肥料到植被时在工人102旁边移动的车辆。所述模式包括，例如：侧面跟随模式、示教和回放模式、遥控操作模式、路径映射模式、直线模式和其它适当的操作模式。操作员可以是，例如，在车辆以侧面跟随模式操作时被作为引导者跟随的人、驾驶车辆的人、和/或以遥控操作模式控制车辆运动的人。

在一个例子中，在侧面跟随模式下，穿着衣服的操作员104是引导者，车辆106是跟随者。一个示例实施例中，车辆106可以是多个作为跟随者的车辆中的一个，其跟随穿着衣服104的工人102，以协调方式执行运行环境100中的任务。

侧面跟随模式可以包括预编程的操纵，其中操作员可以从车辆106的另外的直线行进路径改变车辆106的运动。例如，如果在运行环境100中检测到障碍物，则操作员可以启动绕过障碍物的操纵，使车辆106以预置路径驶出和绕过障碍物。

利用该模式，自动障碍物识别和避免功能仍可使用。利用示例实施例所述的机器控制组件的辅助，可以出现车辆106采取的不同动作。车辆106使用的机器控制组件可位于车辆106中和/或位于远离车辆106的衣服，诸如衣服104中。在一些实施例中，机器控制组件可以分布在一车辆与一衣服之间或者分布在若干车辆与一衣服之间。

在另一例子中，操作员可以沿着运行环境100中的一路径驾驶车辆106而不停止，产生一映射路径。在行驶所述路径之后，操作员可以使车辆106返回映射路径的开端，并利用沿着所述路径驾驶车辆106时产生的所述映射路径指定任务给车辆106。在第二次通过该路径时，操作员可使车辆106从起点到端点行驶所述映射路径而不停止，或使车辆106行驶所述映射路径，但沿着所述映射路径几次停止。

以该方式，车辆106从开始到结束一直沿着所述映射路径行驶。车辆106还可包括一些障碍物检测水平以使车辆106不辗过或碰撞障碍物，诸如运行环境100中的工人102或其它车辆。这些动作也可以利用示例实施例所述的机器控制组件的辅助发生。

在遥控操作模式，例如，操作员利用位于衣服104上的控制器以类似其它远程控制车辆的方式操作或无线控制车辆106。利用该类型的操作模式，操作员可以通过无线控制器控制车辆106。

在路径映射模式，在到达运行环境100之前操作员可以映射不同的路径。施肥例子中，每次通过植被的分段路径可以相同，以及操作员可根据事实车辆106每次将沿着相同的路径移动。只有当存在障碍物时，才发生干预或偏离映射路径。此外，在示例实施例，在路径映射模式，可设置多个路点以允许车辆106停在不同地点。

在直线模式，车辆106可能被放在中间或者从离路径边缘一定距离偏移。车辆106可顺着路径沿直线以移动。在这种类型模式的操作中，车辆106的路径总是直的，除非遇到障碍物。在这种类型模式的操作中，操作员可以按需开动和停止车辆106。这种类型的模式可以最大限度地减少所需驾驶员的干预。这些例子中的一些或全部不同操作可以在示例实施例所述地机器控制组件的辅助下执行。

在不同的示例中，不同类型模式的操作可结合使用以实现预期目标。在这些例子中，这些模式的操作中至少一个可以用来使驾驶最小化，同时使施肥过程的安全与效率最大化。在这些例子中，描述的车辆可以利用每一个不同类型模式的操作以实现预期目标。本文中在一列项时所使用的短语“至少一个”指一个或多个项的不同组合可以被利用，只有所述列中每一项的一个可以是必须的。例如，“项A、项B、和项C的至少一个”可包括例如但不限于项A或项A和项B，该例子也可包括项A、项B和项C或项B和项C。作为另一例子，项A、项B、和项C的至少一个可包括项A、2个项B以及4个项C。

在不同的示例实施例中，动态条件影响车辆的运行。动态条件是在车辆周围环境的改变。例如，动态条件可包括但不限于：环境中另一车辆至一新地点的运动、障碍物的检测、环境中一个新物体或多个物体的探测、接收用户输入以改变车辆运动、接收来自诸如衣服104的控制系统的指令、车辆中系统或组件故障等等。为应答动态条件，车辆的运动以各种方式改变，例如包括但不限于：停止车辆、加速车辆的推进、减速车辆的推进以及改变车辆的方向。

此外，自治路线可包括几个直区块。在其它的例子，路径可以围绕正方形或长方形格区块。当然，根据具体应用也可以使用其它类型式样。路线和式样可在示例实施例所述的知识库辅助下实施。在这些例子中，操作员可以驾驶车辆106到田地或到路径的开始位置。操作员也可以监控车辆106，为安全运行并最提供车辆106行为的基本控制。

在这些例子中，路径可以是预设的路径、在侧面跟随模式中随着车辆106进行改变以跟随操作员而不断计划的路径、在遥控操作模式中通过操作员使用遥控控制指引的路径、或一些其它路径。路径可以是根据应用的任何长度。路径可以利用示例实施例所述的知识库的辅助被存储和访问。

在这些例子中，不同种类冗余传感器集位于工地中的车辆和衣服上以提供具有故障容差的高整体性感知。这些例子中的冗余传感器是可被用来补偿其它传感器的损失和/或失能以获得所需控制车辆或检测工人的信息的传感器。传感器组的冗余使用受到每个传感器的目的用途以及在某些动态条件下降级的控制。该传感器组鲁棒性地提供根据组件故障或临时环境条件的定位和/或安全防护的数据。例如，动态条件可以是影响传感器性能的地面和气候条件，以促进定位和安全防护。这些条件可以包括但不限于：阳光、云、人工照明、满月光、新月暗度、由于季节基于太阳位置的阳光亮度、阴影、雾、烟、沙、灰尘、雨、雪等等。

在这些例子中，不同种类冗余车辆集控制组件位于工地内的车辆和衣服上以提供具有故障容差的高整体性机器控制。这些例子中的冗余车辆控制组件是可用于补偿其它车辆组件的损失和/或不能以精确和有效控制车辆的车辆控制组件。例如，控制制动系统的冗余执行器可以提供故障容差，如果一个执行器发生故障，则启用另一执行器以维持车辆的制动系统的控制并提供给车辆控制系统高整体性。

在这些例子中，不同种类的通信链路和信道集位于工地内的车辆和衣服上以提供具有故障容差的高整体性通信。这些例子中的冗余通信链路和信道是可以用来补偿其它通信链路和信道的损失和/或失能以发送数据给车辆和衣服或接收来自车辆和衣服的数据的通信链路和信道。多个通信链路和信道可以为故障安全通信提供冗余。例如，冗余通信链路和信道可以包括调幅(AM)无线电频率信道、调频(FM)无线电频率信道、蜂窝频率、全球定位系统接收器、蓝牙(Bluetooth)接收器、Wi-Fi信道、和Wi-Max信道。

在这些例子中，冗余处理器位于工地内的车辆上以提供具有故障容差的高整体性机器协调。高整体性机器协调系统可以与高整体性机器控制系统共享物理处理工具，或具有自己专用的处理器。

因此，不同的示例实施例提供若干不同模式以利用诸如衣服104的衣服操作诸如车辆106的车辆。虽然图1示例了用于喷洒、施肥、浇水或清洗植被的车辆，但该示例并不是要限制可应用不同模式的方式。例如，不同的示例实施例可应用于其它类型车辆和其它类型用途。在示例例子中，不同类型的车辆可包括可控制车辆、自动车辆、半自动车辆或它们的任何组合。

车辆可包括具有腿的车辆、具有轮的车辆、具有轨道的车辆以及具有辊的车辆。作为具体的例子，不同的示例实施例可应用于军车，其中士兵使用侧面跟随模式以提供跨越空旷地的庇护。在其它的实施例中，车辆可以是农用车，用于收获、脱粒、或清洁作物。在另外一个例子，示例实施例可以适用于高尔夫球场和草坪护理车辆。在另一个例子，实施例可应用于林业车辆，具有诸如砍伐、轧碎、转送或其它适合的林业应用的功能。这些类型的模式也可能提供避障和远程控制性能。作为另一个例子，说明不同的示例实施例可应用于运载车辆，如用于邮局或其它商业运载车辆。

此外，不同的示例实施例可采取任何数量的车辆实施。例如，不同的示例实施例可能以少至一辆车、或两个或多辆车辆、或任何数量的车辆实施。此外，不同的示例实施例可能以不同种类组的车辆或相同类型组的车辆实施。作为一个例子，示例实施例可以包括人员输送车、坦克和多用途车的一组车辆实施。在另一个例子，示例实施例以一组六辆多用途车实施。

不同的示例实施例可使用任何数量的操作员实施。例如，不同的示例实施例可使用一个操作员、两个操作员或任何其它数量的操作员实施。不同的示例实施例可使用任何数量的车辆和操作员的组合来实施。作为一个例子，示例实施例可以使用一辆车辆和一个操作员来实施。在另一个例子，示例实施例可使用一辆汽车和多个操作员来实施。在另一个例子，示例实施例可使用多辆车辆和多个操作员来实施。在另一个例子，示例实施例的可使用多辆车辆和一个操作员来实施。

不同的示例实施例的说明已提交，为了说明和描述的目的，而不是详尽无遗或仅限于实施例披露的形式。许多修改和变化对本领域技术人员将是显而易见的。此外，不同的实施例可以提供相对于其它实施例的不同优点。实施例或多个实施例的选择和描述是为了最好地说明本发明的原理、实际应用以及使本领域的普通技术人员能够理解本发明的具有适合于具体应用预想到的各种修改的各种实施例。

现在参考图2，描述的是示例实施例所述的操作员与机器交互的框图。衣服200图1中衣服104的一个例子。衣服200可以是任何类型的衣服，包括但不限于：背心、茄克、头盔、衬衫、连身衣、手套等等。车辆202是图1中车辆106的例子。

衣服200包括颜色204、图案206、尺寸208、射频识别标签210和控制系统212。颜色204可以是但不限制于衣服材料颜色或位于衣服上的色块。

图案206可以是但不限于：可见标识、可见标志、条形码，或有图案的衣服材料。尺寸208可以是但不限于：衣服的尺寸、或衣服可见区域的尺寸。颜色204、图案206和尺寸208可用于识别衣服200的穿着者以及定位该穿着者。

射频识别标签210存储和处理信息，以及通过内置天线发送和接收信号。射频识别标签210由位于诸如位于车辆202上的冗余传感器232的传感器系统中的射频识别读出器检测。射频识别标签210可在若干不同的频率操作以提供衣服200的检测的高整体性。衣服200可以具有若干射频识别标签。本文提到的若干可以是一个或多个频率，或一个或多个射频识别标签。

控制系统212包括通信单元214、控制器216和界面218。通信单元214在这些例子中提供与诸如位于车辆202上的通信单元228的其它数据处理系统或设备通信。在这些例子中，通信单元214和228包括多个通信链路和信道，以便为故障安全通信提供冗余。例如，通信单元214和228可使用AM射频收发器、FM射频收发器、蜂窝单元、全球定位系统接收器、蓝牙接收器、Wi-Fi收发器和Wi-Max收发器进行通信。通信单元214和228可以通过使用物理和无线通信链路中的一个或二者提供通信。

控制器216可以使用处理器或类似设备实现。控制器216接收来自界面218的用户输入，生成命令并传送该命令给车辆202中的机器控制器230。在一个示例的实施例中，控制器216可通过通信单元214发射能被车辆202上的通信单元228检测的无线电频率发送命令给机器控制器230。控制器216还能接收来自车辆202中的机器控制器230信息。在一个示例的实施例，216控制器也可以集成有触摸屏226。

界面218包括显示器220、按钮222、麦克风224和触摸屏226。显示器220可以是附着至或整合在衣服上对操作员可见的显示屏。显示器220提供用户界面用于查看通过车辆202发送到衣服200的信息。按钮222可以是用来传输信号或命令给车辆202的任何类型的按钮。例如，在示例实施例中，按钮222可以是紧急停止按钮。在一个示例的实施例，如果多辆车辆在运行环境中，紧急停止按钮还可包括选择选项以选择紧急停止命令的车辆202。麦克风224可以是将声音转化为电信号的任何类型的传感器。在一个示例实施例，麦克风224可以检测诸如图1中的工人102的操作员的语音，并将操作员语音的声音转换为发送给车辆202上的接收器的电信号。麦克风224可允许诸如图1中的工人102的操作员利用语音命令控制诸如图1中的车辆106的车辆。

触摸屏226是可检测区域内触摸的存在和位置的区域。在一个示例实施例，触摸屏226可检测手指或手对该区域的触摸或接触。在另一个示例实施例，触摸屏226可检测尖笔或其它类似设备对该区域的触摸或接触。触摸屏226可包含控制选项，允许诸如图1中的工人102的操作员利用触摸屏226上的按钮或选择区域的触摸控制车辆，如图1中的车辆106。控制选项的例子可以包括但不限于：车辆推进、车辆加速推进、车辆减速推进、转向车辆、制动车辆以及车辆的紧急停止。在一个示例实施例，触摸屏226可集成有控制器216。在另一个示例实施例，控制器216可表现为触摸屏226。

车辆202包括通信单元228、机器控制器230、冗余传感器系统232、以及机械系统234。

这些例子中的通信单元228提供与诸如位于衣服200上的通信单元214的其它数据处理系统或设备通信。在这些例子中，通信单元228包括多个通信链路和信道，以提供故障安全通信冗余。例如，通信单元228可包括AM射频收发器、调频射频收发器、蜂窝单元、全球定位系统接收器、蓝牙接收器、Wi-Fi收发器和Wi-Max收发器。通信单元228可通过物理和无线通信链路中的一个或二者兼有提供通信。

机器控制器230可以是例如数据处理系统或可执行过程以控制车辆的运动的其它设备。机器控制器230可以是如计算机、应用程序集成专用电路和/或其它合适的设备。不同类型的设备和系统可用于提供冗余和容错。机器控制器230利用高整体性控制软件执行过程来控制机械系统的234，以控制车辆202的运动。机器控制器230可发送各种命令给机械系统234，以不同的操作模式操作车辆202。这些命令可以根据应用采取各种形式。例如，所述命令可以是用来控制这些系统的电压和/或电流的变化的模拟电信号。在其它应用实施中，该命令可以采取数据形式发送给系统以启动所需的动作。

冗余传感器系统232是高整体性传感器系统，并可以是用来收集有关车辆周围环境及车辆周围环境的人的信息的传感器集。冗余传感器系统可检测232可以检测衣服200上的颜色204、图案206、尺寸208、射频识别标签210，并使用检测的信息来识别和定位衣服200的穿着者。在这些例子中，信息被发送到机器控制器230以提供数据以确定车辆该如何以不同的操作模式移动，以在具有衣服200的穿着者的环境中安全操作。在这些例子中，集是指一个或多个项。传感器集是这些例子中的一个或多个传感器。传感器集可以是不同类型和/或相同类型的传感器集。

在一个示例的实施例，冗余传感器系统232检测的车辆202运行环境中的障碍物，并发送有关障碍物的信息给衣服200上的显示器220。穿着衣服200的操作员观看该信息并使用触摸屏226发送避障命令返回给车辆202。在另一示例实施例，冗余传感器系统232检测的车辆202运行环境中的障碍物并自动执行避障操纵。在另一个示例实施例，冗余传感器系统232检测的车辆202运行环境中的障碍物，并发送有关的障碍物探测的信息给衣服200上的显示器220，并自动执行避障操纵，而不用从操作员接收避障命令。

机械系统234可包括各种车辆控制组件，诸如而不限于：转向系统、推进系统、制动系统。机械系统234接收来自机器控制器230的命令。

在一个示例例子，穿着衣服200的操作员使用触摸屏226发送制动命令给车辆202上的机器控制器230。机器控制器230接收命令并与机械系统234交互作用以应用车辆202的刹车。

衣服200的示例不意味着物理或结构方面的限制在可实施的不同示例的实施例。例如，在其它的实施例，其它组件可被添加或取代衣服的200所示的组件。例如，在其它实施例，衣服200可以没有显示器220。在另外一些示例实施例，衣服200可包括互连不同设备的网络。此外，其它的实施例，衣服200可包括个人数字助理、移动电话或其它合适的设备。还有一些实施例，控制系统212可采取紧急停止按钮和发射机的形式。

图3是示例实施例所述的衣服的框图。衣服300是图1中的衣服104的例子。衣服300也是图2中的衣服200可采取的方式的例子。

衣服300包括扬声器302、麦克风304、无线通信模块306、射频识别标签308、触敏区310、触摸传感器312、全球定位系统传感器314、相机316、袖子318、显示器320、冗余传感器322、可见标识324、条形码326、和电池组328。扬声器302可以是将电信号转换为声音的任何类型机电变换器。衣服300上可以有一个或多个扬声器302。在一个示例实施例，扬声器302可以接收来自诸如图2中的车辆202的车辆的电信号，其携带有关车辆、工地、任务或工人的信息。

麦克风304可以是将声音转化为电信号的任何类型的传感器。在一个示例实施例，麦克风304可以检测诸如图1中的工人102的操作员的语音，并将操作员语音的声音转换为电信号，其被发送给诸如图1中的车辆106的车辆上的接收器。

无线通信模块306是图2的控制系统212中的通信单元214的例子。无线通信模块306允许在相同工地的衣服300与车辆之间无线通信。无线通信模块306可以是冗余的同构和/或异构的通信信道集。通信信道集可以包括多个通信链路和信道，以便为故障安全通信提供冗余。例如，无线通信模块306可以包括AM射频信道、调频射频信道、蜂窝频率、全球定位系统接收器、蓝牙接收器、Wi-Fi信道和Wi-Max信道。

射频识别标签308是图2中的射频识别标签210的例子。射频识别标签308存储和处理信息，以及通过内置天线发送和接收信号。射频识别标签308由位于传感器系统中的射频识别读出器检测，所述传感器系统诸如图2中车辆202上的冗余传感器系统232，其使车辆202能够检测和定位衣服300的穿着者的存在和方向。

触敏区310是图2中的触摸屏226的例子。触敏区310包括触摸传感器312，其能够检测出触摸的存在和位置。在一个示例的实施例，触敏区310的触摸传感器312可检测手指或手对该区的触摸或接触。在另一个示例实施例，触摸传感器312可以检测尖或其它类似物体对该区的触摸或接触。触摸传感器312可以各指向不同的控制选项，允许诸如图1中的工人102的操作员利用触摸传感器312中的一个传感器的触摸控制诸如图1中的车辆106的车辆。在一个示例的实施例，触摸传感器312可包括但不限于对车辆推进、车辆加速推进、车辆减速推进、转向车辆、制动车辆、车辆紧急停止的控制。

全球定位系统传感器314可识别衣服300相对于环境中包括一个或多个车辆的其它物体的位置。全球定位系统传感器314也可以提供信号给诸如图1中的车辆106的工地中的车辆，使车辆能够检测和定位穿着衣服300的工人。全球定位系统传感器314可以是任何类型基于信号强度和/或飞越时间的射频三角测量方案。例子包括但不限于：全球定位系统、全球导航卫星系统(Glonass)、伽利略、以及行动电话塔相对信号强度。位置通常被报告为具有误差的经度和纬度，所述误差取决于诸如电离层条件、卫星星座、和来自植被的信号衰减的因素。

相机316可以是任何类型的相机，包括但不限于：红外相机或可见光相机。相机316可以是一个相机、或两个或更多相机。相机316可以是包括两个或两个以上不同类型和/或相同类型相机的相机集。红外相机检测相对无生命物体的活物的热指示。红外相机也可利用红外辐射形成图像。可见光相机可以是标准静态图像相机，其可单独用于颜色信息或与第二个相机生成立体或三维图像。当可见光相机使用第二个相机产生立体图像时，两个或更多的相机可设定不同的曝光设置以提供照明条件范围下的更高性能。可见光相机也可以是捕捉和记录动态影像的摄像机。

袖子318是衣服300可选部分的示例实施例，其中衣服300是一件背心。衣服300可以是任何类型的衣服，包括但不限于：背心、外套、头盔、衬衫、连身衣、手套等等。衣服300可以具有可选部分或部件，如袖子318。在另一示例实施例，衣服300可以是具有长或短袖子可选部件的衬衫。在另一个示例实施例，衣服300可以是具有指套可选部件的手套。提供的示例实施例并不意味着以任何方式限制衣服300的物理结构。

显示器320可以是附着或整合在衣服300上的操作员可见的显示屏。显示器320提供用户界面用于查看由诸如图2中的车辆202的车辆发送给衣服300的信息。

冗余传感器322可用于监控衣服300周围环境和/或衣服300穿着者的安康。冗余传感器322的例子可包括但不限于：心率监控器、血压传感器、二氧化碳监控器、体温传感器、温度传感器环境、危险化学传感器、有毒气体传感器，等等。

可见标识324可以是诸如图1中的车辆106的车辆上的相机可见的任何类型的标识。可见标识324可以是公司表识、公司名称、符号、字、形状或衣服300上可见的任何其它区别标志。可见标识324由车辆上的可见光相机进行检测，并用于识别衣服300的穿着者以及定位衣服300的穿着者和确定他或她的方向。

条形码326可以是任何类型的光学机器可读取的数据表示。条形码316可以由位于车辆上或操作员手持的条形码扫描仪读出。电池组328可以是用于电力储存的任何类型电化学电池组。电池组328可以是一次性的或可再充电。

在一个示例的实施例，衣服300由操作员使用来控制执行工地中任务的车辆的运动。在一个示例实施例，工地是花坛区域，任务是用给花床施用化学喷雾。操作员可穿着衣服300。射频识别标签306允许具有化学喷雾罐的车辆，如图1中的车辆106，检测并执行衣服300的定位，以在穿着衣服300的操作员旁边工作。在一个示例实施例，操作员可以发出语音命令来控制车辆的运动，语音命令被麦克风304获取并被转换成传输给车辆的电信号。在另一个示例实施例，操作员可以使用触敏区310来控制车辆的运动，选择通过触摸传感器312中的一个提供的命令选项，以发送命令给诸如图2中的机器控制器230的车辆的机器控制器。辆车将根据该命令移动以执行任务，同时使用诸如图2中的冗余传感器系统232的传感器系统保持衣服300意识。这允许车辆与穿着衣服300的操作员之间的高整体性协调，以确保安全和为人工操作提供故障安全操作工作条件。

现在参考图4，表示示例实施例所述的数据处理系统的框图。数据处理系统400是一种方式的例子，其中可以实施衣服104与图1中的车辆106的相互作用。在此示例例子中，数据处理系统400包括通信架构402，其提供处理器单元404、内存406，永久存储器408、通信单元410、输入/输出(I/O)单元412以及显示器414之间的通信。

处理器单元404用于执行可加载到内存406的软件的指令。处理器单元404可以是一个或多个处理器集或可以是多处理器核，根据具体应用而定。此外，处理器单元404使用一个或多个异构处理器系统实施，其中主处理器与二级处理器一起出现在单个芯片上。作为另一个例子，处理器单元404可以是包含相同类型的多个处理器的对称多处理器系统。

内存406和永久存储器408是存储设备的例子。存储设备是能够在临时基础和/或永久基础上存储信息的任何硬件。在这些例子中，内存406可以是例如随机存取存储器或任何其它合适的易失性和非易失性存储设备。永久存储器408可根据具体应用采取各种形式。例如，永久存储器408可以包含一个或多个组件或设备。例如，永久存储器408可以是硬盘驱动器、闪存、可擦写光盘、可擦写磁带、或上述的一些组合。永久存储器408使用的媒体也可以是可移动的。例如，移动硬盘可用于永久存储器408。

在这些例子中，通信单元410提供与其它数据处理系统或设备通信。在这些例子中，通信单元410是网络接口卡。通信单元410可通过使用物理和无线通信链路中的一个或二者兼有进行通信。

输入/输出单元412允许利用可以与数据处理系统400连接的其它设备输入和输出数据。例如，输入/输出单元412可以通过键盘和鼠标为用户输入提供连接。此外，输入/输出单元412可以发送输出给打印机。显示器414提供机构以显示信息给用户。

用于操作系统和应用程序或程序的指令位于永久存储器408。这些指令可以被加载到内存406以由处理器单元404执行。使用计算机执行的指令通过处理器单元404可以执行不同实施例的过程，所述指令可以位于诸如内存406的内存。这些指令被称为程序代码、计算机可用程序代码或计算机可读程序代码，其可以由处理器单元404中的处理器读取和执行。不同实施例中的程序代码可以被嵌入各种物理或有形计算机可读媒体，如内存406或永久存储器408。

程序代码416以可选择性移动的计算机可读媒体418上的功能形式被查找，并可以被加载到或转移到数据处理系统400用于由处理单元404执行。在这些例子中程序代码416和计算机可读媒体418形成计算机程序产品420。在一个例子中，计算机可读媒体418可以是有形形式，诸如，例如插入或放置到作为永久存储器408的部件的驱动器或其它设备中的光或磁盘，用于转移到存储设备，如硬盘驱动器，其是永久存储器408部件。以有形形式，计算机可读媒体418也可以采取诸如硬盘驱动器、拇指驱动器或闪存的永久存储器，其连接至数据处理系统400。计算机可读媒体418的有形形式也被称为计算机可录存储媒体。在某些情况下，计算机可读媒体418可以不是可移动的。

此外，程序代码416可以通过至通信单元410的通信链路或通过至输入/输出单元412的连接从计算机可读媒体418转移到数据处理系统400。所述通信链路和/或连接可以是物理或示例实施例中的无线。计算机可读媒体也可以采取非有形媒体形式，如通信链路、或包含程序代码的无线传输。

示例的数据处理系统400的不同组件不是为了提供结构限制于可实施的不同实施例的方式。不同的示例实施例可以数据处理系统实施，其包括添加至或替代数据处理系统400示例的那些组件的组件。图4中所示的其它组件可以所示的示例例子进行改变。

举一个例子，数据处理系统400中的存储设备是可以存储数据的任何硬件装置。内存406、永久存储器408、和计算机可读媒体418是有形形式存储设备的例子。

在另一个例子中，总线系统可用于实现通信架构402，并可以包括一个或多个总线，诸如系统总线或输入/输出总线。当然，总线系统可利用任何合适类型的结构来实施，其提供连接至总线系统地不同组件或设备之间的数据传输。此外，通信单元可以包括用于发送和接收数据的一个或多个设备，如调制解调器或网络适配器。此外，内存可以是，例如内存406或高速缓存，如在接口和内存控制器中心发现的可以存在于通信架构402。

现在参考图5，表示示例实施例所述的在机器控制器中实施的功能软件组件的框图。机器控制器500是图2中机器控制器230的例子。在这个例子中，示出了不同的功能软件组件可用于控制汽车。所述车辆可以是诸如图1中的车辆106的车辆。机器控制器500利用诸如图4中的数据处理系统400的数据处理系统在诸如图2中的车辆202的车辆中被实施。在这个例子中，处理模块502、传感器处理算法504、对象异常规则506存在于机器控制器500中。机器控制器500与知识库510、用户界面512、车载数据通信514和传感器系统508交互作用。

机器控制器500传输信号给转向、制动和推进系统以控制车辆的运动。机器控制器500还可以传输信号给诸如传感器系统500的传感器系统的组件。例如，在示例实施例，机器控制器500传输信号给传感器系统508的可见光相机526，以摇动、倾斜或变焦相机的镜头以获取车辆周围环境中穿着诸如图3中的衣服300的衣服的操作员的不同图像的透视图。机器控制器500还可以传输信号给传感器系统508内的传感器以激活、停用或操纵传感器本身。

传感器处理算法504接收来自传感器系统508的传感器数据并分类所述传感器数据。此分类可以包括识别环境中已被检测的物体。例如，传感器处理算法504可以将物体分类为人、电话线杆、树、道路、灯杆、车道、栅栏或一些其它类型的物体。所述分类可以被执行以提供有关环境中物体的信息。此信息可用于产生专题地图，其可以包含属性的空间格局。所述属性可以包括分类对象。所述分类对象可以包括三维信息，诸如，例如位置、高度、宽度、颜色和其它合适的信息。该地图可以用来规划车辆的行动。所述行动可以是，例如，在侧面跟随模式或执行物体避开中，规划跟随穿着诸如图3中的衣服300的衣服的操作员的路线。

所述分类可以自主完成或利用通过用户界面512的用户输入的辅助完成。例如，在示例实施例，传感器处理算法504接收来自诸如传感器系统508中的二维/三维激光雷达520的激光测距仪的数据，识别环境中的点。用户输入可以被接收以关联数据类符与环境中的点，诸如，例如，“树”的数据类符关联一个点，而“栅栏”的数据类符关联另外一点。树和栅栏是环境中专题特征的例子。传感器处理算法504然后与知识库510交互以在存储在知识库510中的专题地图上定位所述分类的专题特征，并基于传感器数据结合陆标定位计算出车辆位置。机器控制器500接收来自传感器处理算法504的环境数据，并与知识库510交互作用以确定发送给车辆的转向、制动和推进组件的命令。

这些示例不是为了以任何方式限制本发明。多种类型的传感器和传感器数据可用于执行多种类型的定位。例如，传感器数据可以用来确定操作员穿着的衣服、环境中物体的位置，或用于障碍物检测。

对象异常规则506提供给机器控制器500当车辆发生异常时如何操作车辆的指令，如传感器处理算法504接收的传感器数据与知识库510中存储的环境数据不一致时。例如，对象异常规则506可以包括但不限于：通过用户界面514警告用户的指令、或启动传感器系统508中的不同传感器以获得环境的不同透视图的指令。

传感器系统508包括冗余传感器。这些例子中的冗余传感器是可用于补偿其它传感器的损失和/或失能以获得控制车辆必需的信息的传感器。冗余传感器可以是另一同构传感器和/或异构传感器，其能够提供与其它传感器相同目的的信息。

如所示，传感器系统508包括，例如：全球定位系统516、结构光传感器518、二维/三维激光雷达520、条形码扫描仪522、远/中红外相机524、可见光相机526、雷达528、超声波声纳530、和射频识别读出器532。这些不同的传感器可用于识别车辆周围的环境以及操作员穿着的诸如图1中的衣服104和图3中的衣服300的衣服。例如，这些传感器可用于检测图1中穿着衣服104的工人102的位置。另一个例子中，这些传感器可用于探测环境中的动态条件。传感器系统508中的传感器可以是选自总能够感应在不同运行环境中操作车辆所需的信息的传感器之一。

全球定位系统516可以识别车辆相对于环境中其它物体的位置。全球定位系统516可以是基于信号强度和/或飞越时间的任何类型射频三角测量方案。例子包括但不限于：全球定位系统、GLONASS、伽利略以及行动电话塔相对信号强度。位置通常被报告为具有误差的经度和纬度，所述误差取决于诸如电离层条件、卫星星座、来自植被的信号衰减的因素。

结构光传感器在518以图案形式发射光，诸如一条或多条线，通过相机读回光的反射，并解释所述反射以检测和测量环境的物体。二维/三维激光雷达520是一种光学遥感技术，其测量散射光的属性以查找远距离目标的距离和/或其它信息。二维/三维激光雷达520发出一个激光脉冲光束，扫描光束以产生二维或三维距离矩阵。该距离矩阵被用来通过测量脉冲传输与反射信号的检测之间的时延确定到物体或表面的距离。

条形码扫描仪522是一种用于读取条形码的电子设备。条形码扫描仪522包括光源、镜头以及将光脉冲转换为电脉冲的光导体。条形码扫描仪522包含译码电路，其分析光导体提供的条形码的图像数据并发送条形码内容给条形码扫描仪522的输出端口。

远/中红外相机524检测指示相对无生命物体的活东西的热。红外相机也可以利用红外辐射形成图像。远/中红外相机524能够在传感器系统508的其它传感器故障时检测人工操作员的存在，提供故障安全冗余给在人工操作员旁边工作的车辆。

可见光相机526可以是标准静态图像相机，其可单独用于颜色信息或与第二个相机一起产生立体或三维图像。当可见光相机526与第二个相机一起用来产生立体图像时，两个或多个相机可设定不同曝光设置以提供照明条件范围内的改良性能。可见光相机526也可以是捕捉和记录动态影像的摄像机。

雷达528使用电磁波以识别距离、高度、方向、或移动和固定物体二者移动的速度。雷达528是本领域熟知技术，可以飞越时间模式来计算到对象的距离，以及以多普勒(Doppler)模式来计算对象的速度。超声波声纳530使用超声波频率的声传播来测量到对象的距离，通过测量从脉冲的传输到接收的时间并利用已知的声速将该测量转换成距离。超声波声纳530是本领域熟知技术，也可以飞越时间模式或多普勒模式使用，类似于雷达528。射频识别读出器532依赖存储的数据和使用被称为诸如图2中的射频识别标签210的射频识别(RFID)标签的设备或转发器远程检索数据。

传感器系统508可由一个或多个传感器检索环境数据以获取环境中不同的视图。例如，传感器系统508可由可见光相机526获取视觉数据、由二维/三维激光雷达520获取环境中有关车辆相对物体距离的数据、以及由全球定位系统516获取有关车辆相对地图的位置数据。

除了接收环境的不同视图之外，传感器系统508提供传感器故障时的冗余，这有利于车辆的高整体性操作。例如，在示例实施例，如果可见光相机526是侧面跟随模式中用来识别操作员的位置的主传感器，且可见光相机526故障，则射频识别读出器532将仍会通过操作员穿着的诸如图3中的衣服300的衣服上的射频识别标签检测操作员的位置，从而为车辆的安全运行提供冗余。

知识库510包含有关运行环境的信息，诸如，例如，显示街道、建筑物、树的位置和其它静态物体位置的固定地图。知识库510还可包含但不限于诸如以下的信息：运行环境的本地植物群和动物群、运行环境的当前天气、运行环境的天气历史、影响车辆的工作区域的具体环境特点，等等。知识库510中的信息可以被用来进行分类和计划行动。知识库510可以整体位于机器控制器500中或部分或全部知识库510可位于由机器控制器500访问的远距离位置。

在一个示例实施例中，用户界面512可以呈现为安装车辆一侧并对操作员可见的显示监视器。用户界面512可以显示来自车辆周围环境的传感器数据以及消息、警报和用于操作员查询。在其它示例的实施例，用户界面512可呈现为操作员穿着的衣服上远距离显示器。例如，在示例实施例，传感器处理算法512接收来自诸如二维/三维激光雷达520的激光测距仪的数据以识别环境中的点。由传感器处理算法504处理的信息通过用户界面512被显示给操作员。用户输入可以被接收以关联数据类符与环境中的点，例如，例如，数据类符“路缘”关联环境中的一个点，“街道”关联另一个点。路缘和街道是环境中专题特征的例子。传感器处理算法504然后与知识库510交互以在存储在知识库510中的专题地图上定位分类专题特征，并基于传感器数据结合陆标定位计算车辆位置。机器控制器500接收来自传感器处理算法504的环境数据并与知识库510交互作用以便确定发送给车辆的转向、制动和推进组件的命令。

车载数据通信514是图2中的通信单元的例子。车载数据通信514提供衣服与车辆之间的无线通信。车载数据通信514也可但不限于用作第一与第二衣服、第一衣服与第一远距离后端办公、或者第一衣服与第二车辆之间的转播。

现在参考图6，表示示例实施例所述的用于控制车辆的组件的框图。在这个例子中，车辆600是诸如图1中的车辆106的车辆的例子。车辆600是图2中车辆202的实现的例子。在这个例子中，车辆600包括机器控制器602、转向系统604、制动系统606、推进系统608、传感器系统610、通信单元612、行为库616、和知识库618。

机器控制器602可以是，例如，诸如图4中的数据处理系统400的数据处理系统，或可以执行过程以控制车辆的运动的其它设备。机器控制器602可以是例如计算机、应用程序集成的专用电路和/或其它合适的设备。不同类型的设备和系统可用于提供冗余和故障容错。机器控制器602可执行过程以控制转向系统604、制动系统606、和推进系统608以控制车辆的运动。机器控制器602可发送各种命令给这些组件以便用操作模式操作车辆。这些命令可以根据具体应用采取各种形式。例如，命令可以是模拟电信号，其中电压和/或电流变化用来控制这些系统。在其它应用中，该命令可以采取发送到系统以启动所需动作的数据形式。

转向系统604可响应接收来自机器控制器602的命令控制车辆的方向或转向。转向系统604可以是例如电控液压转向系统、电驱动齿轮齿条转向系统、阿克曼(Ackerman)转向系统、滑移转向转向系统、差动转向系统或其它合适的转向系统。

制动系统606可以响应来自机器控制器602的命令降速和/或停止车辆。制动系统606可以是电控制动系统。该制动系统可以是例如液压制动系统、摩擦制动系统、或可以电控的其它适当的制动系统。

在这些例子中，推进系统608可响应来自机器控制器602的命令推进或移动车辆。推进系统608可以保持或增加车辆响应接收来自机器控制器602的指令移动的速度。推进系统608可以是电控推进系统。推进系统608可以是例如内燃发动机、内燃发动机/电动混合系统、电动发动机，或其它合适的推进系统。

传感器系统610可以是用来收集有关车辆周围环境信息的传感器集。在这些例子中，信息被发送给机器控制器602以提供确定车辆如何以不同操作模式移动的数据。在这些例子中，集指一或多个项。在这些例子中传感器集是一个或多个传感器。

通信单元可612提供若干冗余的通信链路和信道给机器控制器602以接收信息。通信链路和信道可以是异构和/或同构冗余组件，其提供故障安全通信。该信息包括，例如，数据、命令和/或指令。通信单元612可以采取多种形式。例如，通信单元612可包括无线通信系统，诸如行动电话系统、Wi-Fi无线系统、蓝牙无线系统、和/或其它合适的无线通信系统。此外，通信单元612还可包括通信端口，诸如例如，通用串行总线端口、串行接口、并行接口、网络接口、和/或其它合适的端口以提供物理通信链路。通信单元612可用于与远程位置或操作员通信。

行为库616包含具体到机器协的各种行为过程，其可以被机器控制器602调用和执行。行为库616可在诸如图1中的衣服104的远程位置实现，或在一个或多个车辆中实现。在一个示例实施例中，在车辆600上可以有行为库616的若干拷贝，以提供冗余。

知识库618包含有关运行环境的信息，诸如例如，显示街道、建筑物、树位置、和其它静态物体位置的固定地图。知识库618还可包含但不限于以下信息，诸如运行环境的本地植物群和动物群、运行环境的当前天气、运行环境的天气历史、影响车辆的工作区域的具体环境特点，等等。知识库618中的信息可以被用来执行分类和计划行动。知识库618可以整体位于车辆600中，或者部分或全部的知识库618都可位于远程位置，由机器控制器602访问。

现在参考图7，表示示例实施例所述知识库的框图。知识库700是台机器控制器的知识库组件的例子，诸如图6中的车辆600的知识库618。例如，知识库700可以是但不限于导航系统、自动机器控制器、半自动机器控制器或可用于关于工地活动和协调活动的管理决策的组件。知识库700包括固定知识库702和学得知识库704。

固定知识库702包含有关车辆的运行环境的静态信息。有关车辆的运行环境的信息类型包括但不限于：显示街道、建筑物、树木和环境中的其它静态物体的固定地图；存储的有关运行环境的地理信息；以及与运行环境相关的该年的具体时间的天气模式。

固定知识库702也可包含有关运行环境中可以被识别的物体的信息，其可用于分类环境中识别的物体。该固定信息可以包括分类物体的属性，例如，具有高、窄、垂直和圆柱形的属性的识别的物体可以与“电话线杆”的分类相关联。固定知识库702可以进一步包含固定的工地信息。固定知识库702可基于来自学得知识库706的信息被更新。

固定知识库702也可与诸如图6中的通信单元612的通信单元相关联以无线访问互联网。固定知识库702可动态地提供信息给机器控制过程，可以调整传感器数据处理、具体地点传感器精度计算、和/或传感器信息的排除。例如，固定知识库702可包括来自在线源的运行环境的当前天气条件。在一些例子，固定知识库702可以是远程访问的知识库。该天气信息可以被图6中的机器控制器602使用以确定要激活的传感器，以便获得运行环境的准确环境数据。诸如雨、雪、雾和霜冻的天气可以限制某些传感器的范围，并需要以其它传感器属性的调整，以便获取来自运行环境的准确环境数据。可以获得的其它类型的信息包括但不限于：诸如树叶部署、叶子跌落状态、草地水分应力的植被信息，以及建筑活动，其可导致某些区域的陆标被忽略。

学得知识库704可以是知识库700的分离的组件，或者可选择地在示例实施例中可以与固定知识库702整合在一起。学得知识库704包含当车辆在具体工地花费较多时间时所学到的知识，并可以根据与固定知识库702和用户输入的交互作用暂时或长期变化。例如，学得知识库704可以侦测到上次接收来自工作区的环境数据出现的树木的缺席。学得知识库704可以暂时改变与工作区域相关的环境数据，以反映新缺席的树木，稍后可以通过用户输入确认该树木实际上被砍伐而永久性改变。学得知识库704通过监督或无人监督学习。

现在参考图8，表示示例实施例所述的固定知识库的框图。固定知识库800是图7中的固定知识库702的例子。

固定知识库800包括标识数据库802、背心颜色数据库804、以及授权工人数据库806。标识数据库802、背心颜色数据库804以及授权工人数据库806是存储的信息的例子，其被机器控制器使用以在启动过程或执行任务之前验证穿着衣服的工人。

标识数据库802存储有关与车辆操作相关的可识别的标识的信息。在示例例子中，诸如图5中的机器控制器500的机器控制器可以通过操作员使用车辆的传感器系统上的可见光相机搜索操作员穿着的衣服上的标识。一旦机器控制器检测标识，则机器控制器与固定知识库800交互作用以比较检测的标识与存储在标识数据库802中的被认可或可识别的标识。如果标识匹配被认可或可识别的标识，则车辆可以启动一过程或执行一任务，如跟随穿着具有被认可或可识别的标识的衣服的操作员。在另一示例实施例，如果检测的标识在标识数据库802中未找到，则车辆可能无法启动一过程或执行一任务。

背心颜色数据库804存储有关与车辆相关的被认可或可识别的背心颜色的信息。授权工人数据库806可包括授权工人的信息，包括但不限于：身体描述和雇员身份验证。

示例的固定知识库800并不意味对可实现的不同示例实施例的方式的物理和结构限制。例如，在其它的实施例，其它组件可用于添加至或取代固定知识库800示例的组件。例如，在其它实施例中，固定知识库800可以没有标识数据库802。在另外一些示例实施例中，固定知识库800可包括识别信息的附加数据库，如机器人操作员的序列号数据库。

现在参考图9，表示示例实施例所述的学得知识库的框图。学得知识库900是图7中的学得知识库704的例子。

学得知识库900包括工作日的验证工人902、机器的授权工作小时904、以及签验证工人的授权工作小时906。工作日的验证工人902、机器的授权工作小时904、以及验证工人的授权工作小时906存储的信息的例子，所述信息被机器控制器使用以在启动一过程或执行任务用来验证之前验证操作员。

工作日的验证工人902可以包括用于个体操作员的识别信息和有关具体的操作员一星期被授权的工作日或几个工作日的信息。机器的授权工作小时904可包括指示时段集、时间集、或车辆被授权工作的星期内具体工作日或历日的时间段集。验证工人的授权工作小时906可包括工作日中的具体时间、工作日或历日内具体时间段、或历日中的具体小时，期间操作员被授权利用车辆工作。在一个示例实施例中，如果穿着诸如图1中的衣服104的衣服的操作员试图使用诸如图1中的车辆106的车辆启动行动或执行过程，则诸如图6中的机器控制器602的机器控制器将与学得知识库900相互作用以确定操作员是否是工作日的授权工人，且如果当前请求是在对车辆和验证的工人的授权工作小时期间开始进行。

示例的学得知识库900并不意味可以实现的不同示例实施例中的方式进行物理和结构限制。例如，在其它的实施例，其它组件可以被添加至或取代学得知识库900的示例的组件。例如，在其它的实施例，学得知识库900可以没有机器的授权工作小时904。在另外一些示例的实施例，学得知识库900可以包括验证信息的附加的数据库。

现在参考图10，表示示例实施例所述的用于选择用于检测和定位衣服和/或工人的传感器的知识库中的格式的框图。该格式可以通过图5中的机器控制器500使用诸如图5种的传感器系统508的传感器系统进行使用。

所述格式被描述在表1000中，说明用于衣服和/或工人的定位的异构传感器冗余。衣服/工人属性1002可以是能够由传感器系统检测的任何类型的有区别或可识别的属性。有区别或可识别的属性的例子包括但不限于：衣服颜色、衣服图案、衣服尺寸、射频识别标签、可见标识、条形码、工人身份识别号码、工人大小、工人质量、工人的身体属性，等等。机械传感器1004可以是诸如图5中的传感器系统508的传感器系统中的任何类型的传感器。

在一个示例实施例，其中衣服/工人属性1002是黄色背心和蓝色短裤1006，可见光相机1008可检测背心和裤子的颜色以定位穿着黄色背心和蓝色短裤1006的工人的位置。然而，在可见度低的运行环境中，可见光相机1008可能无法检测到黄色背心和蓝色短裤1006。在低可见度情况下，例如，具有工人身份标识号码1010的射频识别标签可以由位于车辆上的射频识别读出器1012检测。工人大小和质量1014可以由激光雷达1016或声纳1018检测。通过冗余的异构传感器和衣服/工人属性提供高整体性检测和定位。

表1000中的示例并不意味着对可以实现的不同示例实施例中的方式进行物理或结构的限制。例如，在其它的实施例，可以有两个或更多具有工人身份标识号码1010的射频识别标签，其可由射频识别读出器1012检测。在该示例实施例，其中两个或更多射频识别标签可被检测，其中一个射频识别标签故障时，射频识别读出器1012可仍然能够检测一个或多个其它位于衣服上的射频识别标签。这是同构冗余的例子，与提供检测和定位诸如图3中的衣服300的衣服的穿着者的异构冗余并排使用。

现在参考图11，表示示例实施例所述的用于接合车辆的过程的流程图。该过程可以由图5中的处理模块502执行。

该过程通过检测潜在的操作员开始(步骤1102)。该过程确定是否潜在的操作员是授权的工人(步骤1104)。授权的工人是被允许使用该车辆或是被允许在车辆运行时接近车辆的操作员。授权的工人也可以是被允许在操作员请求使用车辆的时间使用车辆。该确定可利用诸如图5中的知识库510的知识库作出以检索授权工人或当前时间和工作日的授权工人的信息。如果该过程确定潜在的操作员不是授权的工人，则该过程终止。如果该过程确定潜在的操作员是授权的工人，则该过程然后接合车辆(步骤1106)，此后过程终止。接合车辆可以是但不限于：启动车辆发动机、推进车辆、开始车辆任务或行动，等等。在允许车辆进行任务或行动之前确定工人授权对车辆提供安全保障，防止车辆被未经授权的人员使用或用于未经授权工作或行动。

现在参考图12，表示示例实施例所述的用于验证操作员的过程的流程图。该过程可以通过图5中的处理模块502执行。用于操作员身份识别和验证的一些或所有数据可以被加密。

该过程通过扫描位于操作员穿着的衣服上的传感器开始(步骤1202)。传感器可以包括但不限于：射频识别标签、全球定位系统传感器、条形码、以及诸如但不限于颜色、尺寸、图案、标识等的衣服的属性。接着，该过程核实衣服和操作员的身份(步骤1204)。该核实可以使用不同方面的知识库执行，如图8中的标识数据库802、背心颜色数据库804、和授权工人数据库806。授权工人数据库806可以需要用于进一步验证的密码或来自数字生成工具的数字。然后，该过程确定操作员是否在当前小时被授权(步骤1206)，使用各方面的知识库，如图9中的工作日的验证的工人902、机器授权工作小时904、和验证的工人的验证的工作小时906。如果在操作员在当前小时不被授权，则该过程终止。如果操作员在当前小时被授权，则该过程随后验证操作员(步骤1208)，此后该过程终止。

图12所示的过程并不意味着物理和结构限制。例如，该过程可以扫描工作环境中的一个或多个潜在操作员穿着的一件或更多衣服。当被授权利用机器工作时或在当前小时期，该过程可以验证多于一个的操作员。在一个示例实施例，若干验证的操作员具有对车辆或机器不同程度的控制。例如，每个验证的操作员可以具有紧急停止控制功能，但一个验证的操作员可以有权在工作区内转向、换档、调速和刹车，而另一个验证的操作员除前述的权利之外可以有权移动车辆离开工地。呈现的例子是本发明可以实现的不同示例实施例。

现在参考图13，表示示例实施例所述的用于由车辆为操作员定位的过程的流程图。该过程可以由图5中的处理模块502执行。

该过程通过接收衣服全球定位系统数据开始(步骤1302)。该数据可以接收来自工人的衣服上的全球定位系统传感器。接着，该过程接收来自位于操作员所穿着的衣服上的一个或多个射频识别标签的射频识别标签信息(步骤1304)。然后该过程环境的相机图像(步骤1306)，其可以包括操作员以及车辆周围的运行环境的图像。该过程使用诸如图5中的传感器系统508的传感器系统从环境的扫描接收激光雷达或超声波声纳信息(步骤1308)。然后，该过程确定操作员的位置(步骤1310)，基于接收的全球定位数据、射频识别标签信息、环境的图像、和激光雷达和/或超声波声纳信息，此后该过程终止。

现在参考图14，表示示例实施例所述的用于利用衣服控制车辆的过程的流程图。该过程可以由图2中的衣服200的控制器216执行。

该过程通过接收用户输入以控制车辆开始(步骤1402)。用户输入可以使用诸如图2中的界面218的用户界面接收。接着，该过程基于用户输入产生命令(步骤1404)。命令通过诸如图2中的控制器216的控制器产生。该控制器与用户界面交互以获得在用户界面接收的用户输入并将用户输入转化成机器命令。然后该过程基于用户输入传输命令给车辆(步骤1406)，此后该过程终止。

现在参考图15，表示示例实施例所述的用于接收来自衣服的命令以控制车辆的过程的流程图。该过程可以由图2中的车辆202上的机械控制器230执行。

该过程通过接收来自诸如图2中的衣服200上的控制器216的衣服控制器的命令开始(步骤1502)。所述接收的命令是在以由在诸如图2中的衣服200的衣服接收的用户输入产生的车辆控制命令的形式。接收的命令例如可以通过但不限于转向车辆、推进车辆、使车辆暂停、应用车辆制动、跟随穿着衣服的引导者、跟随路线、以及执行行为等等的命令。该过程随后基于接收的命令执行过程以控制车辆的运动(步骤1504)，此后该过程终止。在一个示例的实施例，所述过程由诸如图2中的机器控制器230的机器控制器执行，使用高整体性控制软件以控制车辆的机械系统，如转向、制动、以及推进系统。在一个示例的实施例，如果接收的命令是转向车辆的命令，则机器控制器可发出信号给车辆机械系统的转向组件以按照接收的命令的方向转向车辆。

现在参考图16，表示示例实施例所述的用于监控操作员的条件的过程的流程图。该过程可以由图5中的处理模块50执行。

该过程通过检测衣服开始(步骤1602)。可以使用诸如图5中的传感器系统508的传感器系统检测所述衣服，以检测位于所述衣服上的许多不同的传感器和/或属性。例如，在示例的实施例，该过程可以检测衣服上的射频识别标签，以及衣服的颜色和衣服上的可见标识。

接着，该过程接收来自衣服上的传感器的信息(步骤1604)。在示例的实施例，接收的信息可以是来自诸如图3中的冗余传感器322的用于监控衣服的穿着者的安康。冗余传感器322的例子可以包括但不限于：心率监控器、血压传感器、二氧化碳监控器、以及体温感应器等等。

在另一个示例实施例，接收的信息可以来自诸如图3中的射频识别标签308的射频识别标签，其提供定位信息和关于衣服穿着者方向的信息。例如，衣服穿着者的方向可以是有关操作员相对自动车辆的方向和/或有关操作员相对运行环境表面的方向的信息。在另一示例的实施例，有关操作员相对运行环境的表面的方向的信息可以指示操作员是否跌倒或倒伏，例如，由于人或动物操作员的身体恶化，或机器人或自动车辆操作员的系统故障。然后，该过程监控穿着衣服的操作员的身体条件(步骤1606)，此后所述过程终止。

过程1600中的示例并不意味着对可以实现的不同实施例的方式的限制。例如，在其它的实施例，其它步骤和/或组件可添加至或取代过程1600所示例的。例如，在其它的实施例，接收来自传感器的信息可以包括有关穿着衣服的操作员的进一步身体信息，诸如机器人操作员的系统整体性。监控操作员的身体条件是另一方面的故障安全操作。

现在参考图17，表示示例实施例所述的用于监控运行环境的条件的过程的流程图。该过程可以由图5中的处理模块502执行。

该过程通过检测衣服开始(步骤1702)。该衣服可以被使用诸如图5中的传感器系统508的传感器系统进行检测，以检测位于所述衣服上的许多不同的传感器和/或属性。例如，在示例的实施例，该过程可以检测位于衣服上的射频识别标签，以及衣服图案和穿着衣服的工人的质量。

接着，该过程接收来自衣服上的传感器的信息(步骤1704)。在一个示例实施例，接收的信息可以来自监控衣服周围环境的传感器，诸如图3中的冗余传感器322。冗余传感器322的例子可以包括但不限于：环境温度传感器、危险化学传感器、和有毒气体传感器，等等。然后该过程监控衣服周围的运行环境的条件(步骤1706)，此后所述过程终止。

现在参考图18，表示示例实施例所述的用于侧面跟随的过程的流程图。该过程可以由图5中的机器控制器500执行。

该过程通过接收用户输入以接合自动模式开始(步骤1802)。所述用户输入可以接收来自衣服上的用户界面，如图2中的衣服200上的界面218。该过程识别跟随的条件(步骤1804)和识别引导者的位置(步骤1806)。跟随条件被存储为图6中的行为库616中的侧面跟随机器行为部分。跟随条件可以是诸如但不限于以下的条件：识别车辆周围区域授权的工人、检测朝向车辆前部的授权的工人、检测车辆旁边的授权的工人、检测授权工人的位置正朝向计划路径中的下一个位置改变，等等。引导者可以是通过各种工具识别的授权的工人，所述工具包括但不限于：位于授权工人穿着的衣服上的射频识别标签或通过授权工人识别工人为引导者的用户输入。

接着，该过程基于引导者的运动计划车辆的路径(步骤1808)并沿着计划的路径移动车辆(步骤1810)。图5中的机器控制器500基于通过诸如图5中的传感器系统508的传感器系统检测的工人的运动为车辆计划路径。传感器系统508发送穿感器信息给机器控制器500中的传感器处理算法504。机器控制器500使用所述传感器信息以沿着所述计划的路径跟随所述工人移动车辆。接着，该过程继续监控引导者位置(步骤1812)。当监控引导者位置时，该过程确定引导者是否还在所述车辆的旁边(步骤1814)。该过程可以通过使用图5中的传感器系统508确定所述引导者的位置。

如果所述引导者仍然处于车辆的旁边，则该过程在基于引导者运动为车辆计划的路径上继续(步骤1808)。如果所述引导者不再在车辆的旁边，则该过程然后确定车辆是否应继续跟随所述引导者(步骤1816)。如果该过程确定车辆应该继续跟随所述引导者，则其返回到基于引导者运动为车辆计划的路径上(步骤1808)。但是，如果该过程确定车辆不应该继续跟随所述引导者，则该过程停止车辆运动(步骤1818)，此后所述过程终止。

为了示例和说明的目的，已呈现了不同优势的实施例，其目的不是详尽无遗或仅限于所公开实施例的形式。许多修改和变化对本领域技术人员将是显而易见。此外，不同的实施例可以提供相对于其它实施例不同的优势。所选实施例或多个实施例的选择为了更好地解释本发明原理、实际应用以及使本领域的普通技术人员能够理解本发明具有各种修改的各种实施例适于预想的具体使用。

Claims (46)

1.一种用于提供机器与该机器的操作员之间的人机界面的装置，该装置包括：

一衣服，其能够被所述操作员穿着；

与所述衣服连接的至少一个定位设备，该定位设备能够由所述机器检测用以确定所述衣服的位置；和

一控制器，其能够发送来自所述衣服的控制信号至所述机器以控制所述机器的操作。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

位于所述衣服的前、后、右和左侧每一侧上的分离的定位设备，用以确定所述操作员的方向。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述机器是一车辆。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器是所述衣服上的一触敏区。

5.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

与所述衣服连接的至少一个传感器，用以检测所述操作员的至少一个身体条件。

6.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

与所述衣服连接的一无线通信发射器和接收器工具，用以传递信息给所述机器和接收来自所述机器的信息。

7.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

多个不同类型的属性，其与所述衣服相关联并可由位于所述机器上的多个不同类型的传感器检测。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述多个不同类型的属性包括衣服材料颜色、衣服尺寸、衣服图案、可见标识、条形码和射频识别标签中的至少一个。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述的属性可由全球定位系统、光传感器、两个二维/三维模型激光雷达、条形码扫描仪、远/中红外相机、可见光相机、雷达、超声波声纳和射频识别读出器中的至少一个检测。

10.一种衣服，包括：

一颜色可由计算机从一工作环境中区分的材料；和

至少一个射频识别标签。

11.根据权利要求10所述的衣服，其中所述至少一个射频识别标签用于被一附近的车辆识别、验证和定位。

12.根据权利要求11所述的衣服，其中所述附近的车辆包括一用于检测所述衣服上的所述至少一个射频识别标签的射频识别读出器。

13.根据权利要求10所述的衣服，进一步包括：

多个射频识别标签中至少一个位于所述衣服的前侧的射频识别标签；

多个射频识别标签中至少一个位于所述衣服的左侧的射频识别标签；

多个射频识别标签中至少一个位于所述衣服的右侧的射频识别标签；及

多个射频识别标签中至少一个位于所述衣服的后侧的射频识别标签，其中位于所述衣服上不同位置的所述多个射频识别标签用于确定穿着所述衣服的操作员的方向。

14.根据权利要求10所述的衣服，进一步包括：

用于在所述衣服与所述附近的车辆之间传送信息的无线通信工具。

15.根据权利要求14所述的衣服，其中所述无线通信工具进一步包括：

多个不同类型的通信信道；

一集成麦克风；及

一集成扬声器。

16.根据权利要求15所述的衣服，进一步包括：

一用于所述附近的车辆的远程控制的触敏区，其中所述触敏区使用所述无线通信工具以传送命令给所述附近的车辆。

17.根据权利要求16所述的衣服，其中所述触敏区进一步包括一用于所述附近的车辆的远程控制的紧急停止控制区。

18.根据权利要求16所述的衣服，其中所述触敏区进一步包括用于所述附近的车辆的远程控制的推进、转向和制动控制区。

19.根据权利要求10所述的衣服，进一步包括：

用于显示所述附近的车辆的操作信息的显示器。

20.根据权利要求10所述的衣服，进一步包括：

一给所述衣服的电子元件供电的电池；及

用于给所述电池再充电的工具。

21.根据权利要求10所述的衣服，进一步包括：

一由一条形码扫描仪可读取的条形码。

22.根据权利要求10所述的衣服，进一步包括：

多个不同类型的传感器，用于监控穿着所述衣服的操作员的一身体条件。

23.根据权利要求22所述的衣服，其中用于监控穿着所述衣服的操作员的所述身体条件的所述多个不同类型的传感器包括心率传感器、血糖传感器、脱水传感器和体温传感器中的至少一个。

24.根据权利要求10所述的衣服，进一步包括：

用于监控一运行环境的多个不同类型的传感器。

25.根据权利要求24所述的衣服，其中用于监控所述运行环境的所述多个不同类型的传感器包括环境温度传感器、化学传感器、危险物传感器、辐射传感器、振动传感器和氧传感器中的至少一个。

26.一种通过机器实施的用于与附近的操作员相互作用的方法，该方法包括：

使用多个不同类型的传感器检测所述操作员穿着的一衣服的至少两个属性；及

从所述衣服接收用于所述机器的控制操作。

27.根据权利要求26所述的方法，其中所述机器是一车辆。

28.根据权利要求26所述的方法，其中所述至少两个属性包括所述衣服的图像、颜色、图案、尺寸、标识、射频识别标签和条形码中的至少一个。

29.根据权利要求26所述的方法，其中所述多个不同类型的传感器包括全球定位系统、光传感器、二维/三维模型激光雷达、条形码扫描仪、远/中红外相机、可见光相机、雷达、超声波声纳和射频识别读出器中的至少两个。

30.根据权利要求26所述的方法，进一步包括：

接收来自所述衣服的信息；

处理接收来自所述衣服的所述信息；及

基于所述处理的信息发送一消息给所述衣服上的一用户显示器。

31.一种远程控制机器的方法，该方法包括：

从一操作员穿着的衣服发射一射频；及

从所述衣服发送操作命令给所述机器的一机器控制器。

32.根据权利要求31所述的方法，其中从所述衣服发送操作命令给所述机器的机器控制器进一步包括：

使用所述衣服的一触敏区发送操作命令给所述车辆。

33.根据权利要求31所述的方法，其中从所述衣服发送操作命令给所述机器的机器控制器进一步包括：

使用所述衣服上的一麦克风发送操作命令给所述车辆，其中所述发送的操作命令是语音命令。

34.根据权利要求31所述的方法，其中，所述操作命令包括推进命令、转向命令、制动命令和紧急停止命令中的至少一个。

35.一种用于监控靠近自动车辆的操作员的安全的方法，该方法包括：

检测所述操作员穿着的一衣服；

接收来自位于所述衣服上的多个不同类型的传感器的信息；和

使用所述信息监控所述操作员的一位置。

36.根据权利要求35所述的方法，进一步包括：

使用所述信息监控所述操作员的一身体条件；和

使用所述信息监控所述操作员的一方向。

37.根据权利要求36所述的方法，其中使用所述信息监控所述操作员的所述身体条件进一步包括：

接收体温信息；

接收心率信息；和

接收血压信息。

38.根据权利要求36所述的方法，其中监控所述操作员的所述方向进一步包括：

接收有关所述操作员相对于所述自动车辆的所述方向的所述信息；

接收有关所述操作员相对于所述运行环境表面的所述方向的所述信息，其中所述操作员相对于所述运行环境表面的所述方向指示所述操作员是否跌倒。

39.根据权利要求35所述的方法，进一步包括：

使用所述信息识别所述运行环境的一条件。

40.根据权利要求39所述方法，其中使用所述信息识别所述运行环境的所述条件进一步包括：

接收环境温度信息；

接收有毒气体水平信息；和

接收有害化学物质水平信息。

41.一种用于监控自动车辆的若干操作员的方法，该方法包括：

识别穿着一第一衣服的一第一操作员的一位置，该第一衣服具有能够被所述自动车辆检测的若干定位设备和具有一第一控制器；

识别穿着一第二衣服的一第二操作员的一位置，该第二衣服具有能够被所述自动车辆检测的所述若干定位设备和具有一第二控制器；及

基于所述第一操作员和所述第二操作员的所述位置以及由所述第一控制器产生的一控制信号执行操作。

42.根据权利要求41所述的方法，进一步包括：

利用一自动车辆检测一人；及

如果该人穿着所述衣服，则将该人识别为一第三操作员。

43.根据权利要求41所述的方法，其中所述如果该人穿着所述衣服，则将该人识别为第三操作员的步骤包括：

确定该人是否被授权成为所述第三操作员；及

在确定该人被授权成为所述第三操作员后识别该人为所述第三操作员。

44.根据权利要求42所述的方法，其中确定该人是否被授权成为所述第三操作员进一步包括：

接收一验证值，其中所述验证值是验证码、射频识别标签、条形码、面部识别、身体描述识别和标识识别中的至少一个。

45.根据权利要求41所述的方法，其中基于所述第一操作员和所述第二操作员的所述位置以及由所述第一控制器产生的所述控制信号执行操作进一步包括：

接收来自所述第一操作员的命令；及

基于来自所述第一操作员的所述命令控制所述自动车辆的运动。

46.根据权利要求45所述的方法，其中接收来自所述第一操作员的所述命令包括停止所述车辆、开动所述车辆、转向所述车辆和推进所述车辆中的至少一个。

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