CN113811791A - 用于自动驾驶车辆的旋转传感器套件 - Google Patents

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M·李
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R·罗
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Abstract

本文描述了用于自动驾驶车辆(AV)上的有效载荷载体结构中的转向传感器的技术。一种示例方法可包括：通过AV上的电机控制系统接收指令，该指令用于控制电机控制系统上的电机以将有效载荷载体结构从第一位置重新定位至第二位置；基于该指令，通过电机控制系统上的控制器向电机控制系统上的电机驱动器发送命令，该命令指示电机驱动器将有效载荷载体结构从第一位置重新定位至第二位置；通过电机驱动器向电机发送由电机驱动器基于该命令生成的控制信号，该控制信号控制电机以将有效载荷载体结构重新定位至第二位置；以及通过电机将有效载荷载体结构和传感器移动至第二位置。

Description

用于自动驾驶车辆的旋转传感器套件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年5月29日提交的标题为“用于自动驾驶车辆的旋转传感器套件(ROTATING SENSOR SUITE FOR AUTONOMOUS VEHICLES)”的第16/425,348号美国申请的优先权的权益，该美国申请的全部内容通过引用的方式并入本文。
技术领域
本发明总体上涉及用于自动驾驶车辆的传感器实现方式。
背景技术
自动驾驶车辆是一种无需人类驾驶员即可导航的机动车辆。示例性自动驾驶车辆可包括各种传感器，诸如相机传感器、光探测和测距(LIDAR)传感器和无线电探测和测距(RADAR)传感器等。传感器收集自动驾驶车辆可使用来进行诸如导航等操作的数据和测量值。传感器可向自动驾驶车辆的内部计算系统提供数据和测量值，该系统可使用数据和测量值来控制自动驾驶车辆的机械系统，诸如车辆推进系统、制动系统或转向系统。通常，传感器安装在自动驾驶车辆上的固定定位。
传感器的视野和覆盖范围取决于它们的能力和放置(例如，定位、角度等)。在自动驾驶车辆的背景下，传感器的视野和覆盖范围也会受到运动、驾驶角度和方向的变化以及环境变化的显著影响，包括周围对象的运动、角度和位置的相对变化。例如，当自动驾驶车辆行驶并执行各种驾驶操作时，传感器相对于车辆周围环境的位置和视角也会发生变化。传感器相对位置和视角的变化会生成盲点并减少其覆盖范围，从而限制传感器可“看到”或检测到的内容。然而，自动驾驶车辆需要对其环境有深入的了解才能安全运行，而且由于它们在很大程度上依赖传感器来导航和了解其环境，因此传感器盲点或覆盖范围缩小可能会给人类生命和财产带来重大风险。
附图说明
通过参考附图中所示的具体实施方式，本技术的各种优点和特征将变得显而易见。本领域普通技术人员将理解，这些附图仅示出了本技术的一些示例，并且不会将本技术的范围限制于这些示例。此外，本领域技术人员将理解通过使用附图以附加的特性和细节描述和解释的本技术的原理，其中：
图1示出包括与自动驾驶车辆通信的计算系统的示例自动驾驶车辆环境；
图2是用于在自动驾驶车辆上机械地移动、旋转和/或定位传感器的有效载荷的示例传感器定位平台的框图；
图3示出示例传感器定位平台；
图4示出在自动驾驶车辆的每一侧具有传感器定位平台的自动驾驶车辆的示例配置；
图5示出在自动驾驶车辆上的传感器定位平台的示例使用；
图6示出用于在自动驾驶车辆上实现传感器定位平台的示例方法；以及
图7示出用于实现本技术的各个方面的示例计算系统架构。
具体实施方式
下面详细讨论本技术的各种示例。虽然讨论了具体的实现方式，但应当理解，这只是为了说明的目的。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本技术的精神和范围的情况下可使用其他组件和配置。在一些情况下，众所周知的结构和设备以框图形式示出，以便于描述一个或多个方面。此外，应当理解，被描述为由某些系统组件执行的功能可由比所示更多或更少的组件来执行。
所公开的技术解决了本领域对改进车辆传感器技术和能力的需求。在一些示例中，自动驾驶车辆上的传感器定位平台可包括多个共同定位的传感器，这些传感器可根据需要旋转或重新定位以获得最佳传感器覆盖范围。传感器可安装在传感器定位平台的旋转有效载荷载体结构上，该结构用作传感器的方位定位台。传感器定位平台可包括用于移动、重新定位和/或旋转传感器和有效载荷载体结构的电机，以及用于通过电机控制传感器和有效载荷载体结构的移动、重新定位和/或旋转的电气组件。传感器定位平台可从远程计算系统接收命令，以用于移动、重新定位和/或旋转传感器和有效载荷载体结构。
通过传感器定位平台，可重新定位传感器以增加传感器覆盖范围，提供瞬时视野，并瞄准特定区域或对象。传感器还可重新定位以考虑车辆运动、行驶角度和方向的变化以及车辆环境和周围对象的运动、角度和位置的相对变化。本文的动态和适应性传感器重新定位可提高传感器的可见性、准确性和检测能力。传感器重新定位平台可让自动驾驶车辆监控其周围环境并对其环境有更深入的了解。此外，传感器重新定位平台和相关联功能可在成本、传感器数据冗余和传感器融合方面提供显著优势。
图1示出示例自动驾驶车辆环境100。示例自动驾驶车辆环境100包括自动驾驶车辆102、远程计算系统150和合乘应用程序170。自动驾驶车辆102、远程计算系统150和合乘应用程序170可通过一个或多个网络彼此通信，这样的网络诸如公共网络(例如，公共云、互联网等)、专用网络(例如，局域网、私有云、虚拟私有网络等)和/或混合网络(例如，多云或混合云网络等)。
自动驾驶车辆102可基于自动驾驶车辆102上的传感器104-108生成的传感器信号来在没有人类驾驶员的情况下在道路上导航。自动驾驶车辆102上的传感器104-108可包括一种或多种类型的传感器，并可围绕自动驾驶车辆102布置。例如，传感器104-108可包括但不限于一个或多个惯性测量单元(IMU)、一个或多个图像传感器(例如，可见光图像传感器、红外图像传感器、摄像机传感器等)、一个或多个发光传感器(例如，一个或多个激光器、一个或多个光探测和测距传感器(LIDAR)等)、一个或多个全球定位系统(GPS)设备、一个或多个雷达、一个或多个声纳一个或多个加速度计、一个或多个陀螺仪、一个或多个磁力计、一个或多个高度计、一个或多个倾斜传感器、一个或多个运动检测传感器、一个或多个光传感器、一个或多个音频传感器等。在一些实现方式中，传感器104可以是雷达，传感器106可以是第一图像传感器(例如，可见光相机)，并且传感器108可以是第二图像传感器(例如，红外相机)。其他实现方式可包括任何其他数量和类型的传感器。
自动驾驶车辆102可包括用于实现自动驾驶车辆102的运动的若干机械系统。例如，机械系统可包括但不限于车辆推进系统130、制动系统132和转向系统134。车辆推进系统130可包括电动机、内燃机或两者。制动系统132可包括发动机制动器、制动块、致动器和/或被配置为帮助使自动驾驶车辆102减速的任何其他合适的组件。转向系统134包括被配置为在导航期间控制自动驾驶车辆102的移动方向的合适组件。
自动驾驶车辆102可包括安全系统136。安全系统136可包括灯和信号指示器、停车制动器、安全气囊等。自动驾驶车辆102可还包括舱室系统138，该舱室系统138可包括舱室温度控制系统、舱内娱乐系统等。
自动驾驶车辆102可包括与传感器104-108和系统130、132、134、136和138通信的内部计算系统110。内部计算系统110包括一个或多个处理器和用于存储可由该一个或多个处理器执行的指令的至少一个存储器。计算机可执行指令可构成一个或多个服务，这些服务用于控制自动驾驶车辆102、与远程计算系统150通信、接收来自乘客或人类副驾驶的输入、记录关于传感器104-108和人类副驾驶收集的数据的度量等。
内部计算系统110可包括控制服务112，该控制服务112被配置为控制车辆推进系统206、制动系统208、转向系统210、安全系统136和舱室系统138的操作。控制服务112可从传感器104-108接收传感器信号，可与内部计算系统110的其他服务通信以实现自动驾驶车辆102的操作。在一些示例中，控制服务112可与自动驾驶车辆102的一个或多个其他系统协同执行操作。
内部计算系统110还可包括约束服务114以促进自动驾驶车辆102的安全推进。约束服务116包括用于在自动驾驶车辆102运行时根据基于规则的约束激活约束的指令。例如，约束可以是根据被配置为避免与其他对象占用相同空间、遵守交通法规、避开避让区域等的协议激活的对导航的限制。在一些示例中，约束服务114可以是控制服务112的一部分。
内部计算系统110还可包括通信服务116。通信服务116可包括用于往返于远程计算系统150接收和发送信号的软件和硬件元件。通信服务116可被配置为通过网络无线发射信息，例如，通过提供蜂窝(长期演进(LTE)、第三代(3G)、第五代(5G)等)通信的天线阵列或接口。
在一些示例中，内部计算系统110的一个或多个服务被配置为出于以下原因向远程计算系统150发送和接收通信：报告用于训练和评估机器学习算法的数据、请求来自远程计算系统150的帮助或通过远程计算系统150请求来自人工操作员的帮助、软件服务更新、合乘上车和下车指令等。
内部计算系统110还可包括等待时间服务118。等待时间服务118可利用往返于远程计算系统150的通信的时间戳来确定是否已经及时从远程计算系统150接收到有用的通信。例如，当内部计算系统110的服务请求来自远程计算系统150的关于时间敏感过程的反馈时，等待时间服务118可确定是否及时从远程计算系统150接收到响应，因为信息很快就会变得陈旧而无法操作。当等待时间服务118确定在阈值时间段内未接收到响应时，等待时间服务118可使自动驾驶车辆102的其他系统或乘客能够的决定或提供所需的反馈。
内部计算系统110还可包括用户接口服务120，该用户接口服务120可与舱室系统138通信以向人类副驾驶或乘客提供信息或接收信息。在一些示例中，可要求或请求人类副驾驶或乘客评估和超控来自约束服务114的约束。在其他示例中，人类副驾驶或乘客可能希望向自动驾驶车辆102提供关于目的地、请求的路线或其他请求的操作的指令。
如上所述，远程计算系统150可被配置为往返于自动驾驶车辆102发送和接收信号。信号可包括例如但不限于为训练和评估服务(诸如机器学习服务)报告的数据、用于请求来自远程计算系统150或人类操作员的帮助的数据、软件服务更新、合乘接送指令等。
远程计算系统150可包括分析服务152，该分析服务152被配置为从自动驾驶车辆102接收数据并分析数据，以训练或评估用于操作自动驾驶车辆102机器学习算法。分析服务152还可执行关于与自动驾驶车辆102报告的一个或多个错误或约束相关联的数据的分析。
远程计算系统150还可包括用户接口服务154，该用户接口服务154被配置为向远程计算系统150的操作员呈现从自动驾驶车辆102报告的度量、视频、图片、声音、地图、路线、导航数据、通知、用户数据、车辆数据、软件数据和/或任何其他内容。用户接口服务154可从操作员接收用于自动驾驶车辆102的输入指令。
远程计算系统150还可包括用于发送关于操作自动驾驶车辆102的指令的指令服务156。例如，响应于分析服务152或用户接口服务154的输出，指令服务156可向自动驾驶车辆102的一个或多个服务或自动驾驶车辆102的副驾驶或乘客提供指令。
远程计算系统150还可包括合乘服务158，该合乘服务158被配置为与在诸如平板电脑、膝上型电脑、智能手机、头戴式显示器(HMD)、游戏系统、服务器、智能设备、智能可穿戴设备和/或任何其他计算设备等计算设备上操作的合乘应用程序170交互。在一些情况下，此类计算设备可以是乘客计算设备。合乘服务158可从乘客合乘应用程序170接收请求，诸如用户上车或下车的请求，并且可为请求的行程调度自动驾驶车辆102。
合乘服务158还可充当合乘应用程序170和自动驾驶车辆102之间的中介。例如，合乘服务158可从乘客接收关于自动驾驶车辆102的指令，诸如绕过障碍物、改变路线、按喇叭等的指令。合乘服务158按要求可向自动驾驶车辆102提供此类指令。
远程计算系统150还可包括被配置为与合乘应用程序170和/或合乘应用程序170的递送服务172交互的包裹服务162。操作合乘应用程序170的用户可与递送服务172交互以指定关于使用自动驾驶车辆102递送的包裹的信息。指定信息可包括例如但不限于包裹尺寸、包裹重量、目的地地址、递送指令(例如，递送时间、递送单、递送限制等)等等。
包裹服务162可与递送服务172交互以向用户提供包裹标识符以用于包裹标记和跟踪。包裹递送服务172还可通知用户将他们的贴有标签的包裹带到哪里以便还车。在一些示例中，用户可请求自动驾驶车辆102来到特定定位，诸如用户的定位，以提取包裹。尽管递送服务172已被示出为合乘应用程序170的一部分，但本领域普通技术人员将了解，递送服务172可以是其自有的单独应用。
将自动驾驶车辆102用于合乘和包裹递送的一个有益方面是提高自动驾驶车辆102的利用率。通过用有效益的包裹递送行程填补时间(否则将是空闲时间)，指令服务156可连续地保持自动驾驶车辆102在合乘行程之间参与有效益的行程。
图2是通过自动驾驶车辆102实现的用于机械地移动、旋转和/或定位传感器104-108的有效载荷222的示例传感器定位平台200的框图。传感器定位平台200可附接至、耦合至和/或以其他方式紧固至自动驾驶车辆102。有效载荷222和/或有效载荷222上的传感器104-108可位于自动驾驶车辆102的外部，以便接近和/或看到外部或外侧环境(例如，自动驾驶车辆102的外侧或外部环境)，因此传感器104-108可捕获与外部环境、外部环境的条件或特性、位于外部环境中的对象或人等有关的传感器数据或测量值。
除了为传感器104-108提供对外部或外侧环境的接近和/或可见性之外，如本文进一步描述，传感器定位平台200可机械地移动、旋转和/或重新定位传感器104-108的有效载荷222，以允许传感器104-108捕获外部环境的不同区域或地区的传感器数据或测量值、扩展可寻址视野、扩展和/或提供瞬时视野、提供传感器可见性或进入聚焦或特定区域或对象、考虑不同角度、考虑不同车辆操纵等。传感器数据或测量值可用于检测对象(例如，其他车辆、障碍物、交通信号、标志等)、人、动物、状况(例如，天气状况、能见度状况、交通状况、道路状况等)、路线或导航状况和/或与外部环境相关联的任何其他数据或特性。
在一些示例中，自动驾驶车辆102可使用传感器数据或测量来执行一个或多个操作(或在执行一个或多个操作时使用传感器数据或测量)，诸如映射操作、跟踪操作、导航或转向操作、安全操作、制动操作等。为了进行说明，自动驾驶车辆102可使用传感器数据或测量值来获得对外部环境和外部环境条件的洞察力或可见性。自动驾驶车辆102然后可在做出导航决策时使用这种洞察力，诸如确定速度、确定操纵、确定如何避开对象、确定轨迹、确定导航变化(例如，位置、速度、角度、方向的变化等)等等。
传感器定位平台200可包括用于控制传感器104-108的有效载荷222的位置、角度和/或移动的电机控制系统202。电机控制系统202可包括用于往返于远程定位224发送和/或接收数据的通信接口204，诸如自动驾驶车辆102、远程计算系统150、交换机或路由器、远程服务器、网络(例如，本地和/或远程网络)、互联网、云、远程服务等。
例如，电机控制系统202可使用通信接口204来从远程定位224(例如，云、服务器、自动驾驶车辆102、远程计算系统150等)接收命令，如本文进一步描述的，这些命令带有关于如何或在何处定位、旋转和/或移动传感器104-108的有效载荷222和/或电机控制系统202上的电机212以进一步控制传感器104-108的有效载荷222的定位、旋转和/或移动的指令。为了进行说明，电机控制系统202可通过通信接口204接收来自服务器或云的命令，该命令指示电机控制系统202将传感器104-108的有效载荷222(例如，经由电机212)移动或旋转至特定的角度和/或位置。
在一些实现方式中，通信接口204可支持无线通信，诸如蜂窝、WIFI通信等。在其他实现方式中，通信接口204可支持有线或有线通信，诸如以太网通信、光纤通信等。例如，在一些情况下，通信接口204可以是用于以太网通信的以太网网络接口。以太网网络接口可连接至例如单独的以太网设备或接口，诸如以太网交换机，以用于将以太网网络接口与远程定位(224)，诸如计算设备、网络(例如，远程和/或本地网络)、路由器、自动驾驶车辆102、远程计算系统150、云站点、互联网、服务器等相连接。
通信接口204可与电机控制系统202上的控制器206通信以往返于控制器206发送和接收数据(例如，指令、命令、信号、内容等)。例如，通信接口204可向控制器206发射从远程定位224接收的数据，诸如传感器或电机重新定位数据。作为另一示例，通信接口204可向远程定位224发射从控制器206接收的数据，诸如来自传感器104-108的数据或测量值。
控制器206可包括一个或多个电子电路(例如，一个或多个微处理器、图形处理单元(GPU)、微控制器、数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)和/或任何其他合适的电子电路)，和/或可包括和/或可使用计算机软件、固件或其任何组合来实现，以执行本文描述的各种操作。在一些示例中，控制器206可以是微控制器。微控制器可包括一个或多个计算组件，诸如一个或多个CPU、输入/输出(I/O)端口或外围设备、定时器、存储器(例如，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器等)和/或任何其他电子电路或硬件。在图2所示的示例中，控制器206包括用于存储数据、固件、软件和/或其任何组合的存储器208，诸如EEPROM。
如前所述，通信接口204可接收用于在传感器定位平台200上机械地移动、旋转和/或定位传感器104-108和/或电机212的有效载荷222的命令或指令。通信接口204可将此类命令或指令传达给控制器206，该控制器206然后可解析命令或指令，基于命令或指令来生成一个或多个控制信号，并将一个或多个控制信号发送给电机控制系统202上的电机驱动器210，电机驱动器210可使用一个或多个控制信号来将电机212(和传感器104-108的有效载荷222)移动至指定位置、角度和/或定位。
在一些情况下，当生成一个或多个控制信号时，控制器206可计算电机212(和传感器104-108的有效载荷222)的请求位置(例如，在由通信接口204接收的命令或指令中指定)与电机212(和传感器104-108的有效载荷222)的实际或当前位置之间的差值。例如，控制器206可从电机控制系统202中的位置传感器214获得传感器数据，该传感器数据可包括电机212的当前或实际位置的测量值，并使用此类测量值来确定电机212的当前或实际位置。控制器206可使用电机212的当前或实际位置来计算电机212的当前或实际位置与用于重新定位电机212(和传感器104-108的有效载荷222)的请求位置之间的差值。
控制器206然后可使用计算出的差值来对在至电机驱动器210的一个或多个控制信号中定义的位置进行任何调整。在一些情况下，控制器206可从位置传感器214连续地接收位置测量值以计算此类差值并对在至电机驱动器210的控制信号中指定的位置进行调整。如此，控制器206可微调在至电机驱动器210的控制信号中指定的位置以解决任何此类差值，并增加电机212(和传感器104-108的有效载荷222)的位置调整的准确度。
用于获得电机212的位置测量值的位置传感器214可包括一个或多个传感器设备，它们可包括任何类型的传感器、编码器、换能器、检测器、发射器和/或能够测量位置的感测组件(例如，线性、角度等)和/或目标或对象(诸如电机212)的位置变化。可用于获得电机212的位置测量值(例如位移、线性位置、角位置等)的位置传感器(214)的非限制性示例包括光学编码器、电位计、磁性位置传感器(例如，霍尔效应)传感器、磁致伸缩位置传感器等)、旋转编码器、线性编码器、电容式位置传感器、电感式位置传感器(例如，旋转变压器、线性可变差动变压器等)、光纤位置传感器、光电二极管阵列、编码器等。这些示例并非排他性的，而是出于解释的目的而提供，因为本文中还涵盖其他类型的位置传感器。
此外，位置传感器214可位于电机212下方、沿电机212的外侧、沿电机212的转子的外侧、沿电机212的定子的外侧、和/或允许位置传感器214获得电机212的定位测量值并适配在电机控制系统202的组件内的任何其他定位中。例如，在一些实现方式中，位置传感器214可使用多极磁条来确定电机212的位置。多极磁条可位于电机212的外侧、电机212的转子、电机212的定子、和/或允许多极磁条准确确定电机212的位置的任何其他定位上。在一些示例中，多极磁条可沿电机212的转子的外侧齐平放置。
在从控制器206接收到一个或多个控制信号之后，电机驱动器210可将一个或多个控制信号转换成可将电机212移动至特定位置的格式和功率电平。如前所述，可在一个或多个控制信号中定义特定位置。电机驱动器210然后可将转换的信号发射至电机212以将电机212移动至特定位置。基于来自电机驱动器210的转换信号，电机212可移动包含传感器104-108的有效载荷222的有效载荷载体结构220，以便将传感器104-108移动或重新定位至特定位置。电机212可以是能够将电能转换成机械能的电机，电机212可使用机械能来移动有效载荷载体结构220和/或传感器104-108的有效载荷222。在一些实现方式中，电机212可以是万向节电机。
传感器104-108的有效载荷222可附接、耦合、固定或以其他方式紧固至有效载荷载体结构220。例如，传感器104-108可共同定位在有效载荷载体结构220上。因此，通过移动或重新定位有效载荷载体结构220，电机212也可移动或重新定位传感器104-108的有效载荷222。此外，通过将传感器104-108固定和/或共同定位在有效载荷载体结构220上，可减少或消除校准传感器104-108或监测它们的相对位置的任何需要，因为传感器104-108的(实际和相对)位置可以是固定和已知的。
有效载荷载体结构220可以是例如但不限于用于传感器104-108的铰接或定位台、框架或平台。例如，有效载荷载体结构220可以是传感器104-108的方位定位台。此外，有效载荷载体结构220可附接、耦合、固定或以其他方式紧固至电机控制系统202。
在一些情况下，电机控制系统202和/或有效载荷载体结构220可附接、耦合、固定、放置或以其他方式紧固至自动驾驶车辆102的外部部分以为传感器104-108提供接近和/或对外侧或外部环境的可见性。例如，电机控制系统202和/或有效载荷载体结构220可牢固地放置在自动驾驶车辆102的支柱(诸如A柱)上。在此示例中，电机控制系统202和/或有效载荷载体结构202可位于自动驾驶车辆102的挡风玻璃、发动机罩与乘客或驾驶员侧之间的自动驾驶车辆102的外侧上。因此，传感器104-108可驻留在自动驾驶车辆102的外侧并可接近和/或看到外侧或外部环境。
在其他情况下，电机控制系统202的一部分和/或有效载荷载体结构220可附接、耦合、固定、放置或以其他方式紧固至自动驾驶车辆102的内部部分，电机控制系统202的另一部分和/或有效载荷载体结构220从自动驾驶车辆102延伸、挤压、突出、凸出和/或伸出至自动驾驶车辆102的外侧。因此，传感器104-108可驻留在自动驾驶车辆102的外侧并因此可接近和/或看到外侧或外部环境。
电机212可如先前描述的那样任意次数地移动有效载荷载体结构220和/或传感器104-108的有效载荷222，以便根据需要调整传感器104-108的位置或角度并因此调整传感器104-108的可见性和/或覆盖范围。例如，根据需要周期性地(例如，以特定或随机的时间间隔)、随机地和/或响应于一个或多个事件(诸如自动驾驶车辆102的操纵、自动驾驶车辆102的位置或运动的变化、检测到的人或对象(例如，另一辆车、交通标志、道路上的对象、护栏等)、检测到的状况(例如，自动驾驶车辆102的状况、外部环境的状况、交通状况、道路状况、安全状况或威胁等)、导航指令、预测的导航事件等，电机212可移动传感器104-108的有效载荷载体结构220和/或有效载荷222。
电机控制系统202和/或传感器定位平台200还可包括电源216，以用于为传感器定位平台200的各种电子组件，诸如通信接口204、控制器206、存储器208、电机驱动器210、电机212、位置传感器214、传感器104-108和/或任何其他电子组件供电。在一些情况下，电源216还可包括或实现电源过滤和保护元件218。
在一些实现方式中，电机控制系统202可包括组件或可容纳在组件中。组件可包含和/或保护电机控制系统202的各种组件。在一些示例中，组件可具有小和/或圆柱形外形尺寸。在其他示例中，组件可具有任何其他尺寸、形状或设计。此外，组件可具有一个或多个中空部分，诸如中空轴，以使电缆穿过(例如，从组件的底部和中间)组件到达组件的顶部和/或到达有效载荷载体结构220上的传感器104-108。
此外，在一些情况下，组件内部的一个或多个电子组件或硬件(例如，通信接口204、控制器206、存储器208、电机驱动器210、位置传感器214等)可包括在印刷电路板(PCB)中或由其实现。在一些实现方式中，这种PCB可放置或位于电机212下方。
尽管传感器定位平台200和电机控制系统202在图2中示出为包括某些组件，但普通技术人员应了解，传感器定位平台200和/或电机控制系统202可包括比图2所示的组件更多或更少的组件。例如，在一些情况下，传感器定位平台200和/或电机控制系统202可包括一个或多个不同的或附加组件，诸如一个或多个存储器组件(例如，一个或多个RAM、ROM、高速缓存、缓冲器等)、图2未示出的一个或多个处理设备、一个或多个辅助控制晶体管、一个或多个存储设备(例如，一个或多个硬盘驱动器、一个或多个固态驱动器等)、图2未示出的一个或多个电路、图2未示出的一个或多个传感器和/或任何其他电子或机械组件。
图3示出示例传感器定位平台200。在此示例中，传感器定位平台200包括有效载荷载体结构220以及容纳电机控制系统202的组件302，该有效载荷载体结构220包括或包含传感器104-108。组件302可包括固定元件304，以用于将传感器定位平台200紧固、附接、耦合或固定至自动驾驶车辆102。在一些示例中，固定元件304可以是旋转或铰接元件或构件，它可沿旋转或运动轴线(诸如滚动轴(例如，Z轴))旋转、枢转或重新定位组件302(以及因此如下文进一步描述的有效载荷载体结构220和传感器104-108)。
组件302中的电机控制系统202上的电机212的一部分、元件或接头可附接、连接或耦合至有效载荷载体结构220以允许电机212控制有效载荷载体结构220的位置、角度、定向和/或移动。例如，在一些情况下，电机212的顶部可与有效载荷载体结构220接口连接，以使得电机212能够移动并控制有效载荷载体结构220和有效载荷载体结构220上的传感器104-108的位置、角度、定向和/或移动。
在一些示例中，电机212或电机212的一部分可从组件302延伸以接合或连接至有效载荷载体结构220。在其他示例中，组件302可具有开口，该开口允许有效载荷载体结构220和电机212或电机212的一部分彼此接触和/或固定、耦合、连接和/或附接。此外，在一些实现方式中，有效载荷载体结构220和电机212可通过组件302的顶部部分、从该顶部部分、或与该顶部部分连接、固定、附接和/或耦合。然而，在其他实现方式中，有效载荷载体结构220和电机212可通过组件302的任何其他部分或定位、从该部分或定位或与该部分或定位连接、固定、附接和/或耦合。
电机212可在有效载荷载体结构220上施加力，以调整或控制有效载荷载体结构220的位置、角度、定向和/或移动，如先前所解释。例如，电机212可在有效载荷载体结构220上施加力以将有效载荷载体结构220旋转310至请求或指定的位置或角度。随着有效载荷载体结构220旋转310，传感器104-108也可随着有效载荷载体结构220旋转310。因此，有效载荷载体结构220的这种旋转可重新定位传感器104-108并调整传感器104-108的定向、位置、视野和/或覆盖范围。
此外，如前所述，有效载荷载体结构220可包括传感器104-108。传感器104-108可固定、耦合、固定、连接和/或附接至有效载荷载体结构220，使得当有效载荷载体结构220旋转、重新定位时，传感器104-108可与有效载荷载体结构220一起移动，或以其他方式由电机212移动。有效载荷载体结构220因此可用作传感器104-108的定位台或平台。例如，在一些情况下，有效载荷载体结构220可用作传感器104-108的方位定位台。此外，在一些示例中，传感器104-108可固定或静态地固定至有效载荷载体结构220，使得传感器104-108相对于彼此和有效载荷载体结构220保持相同(或基本相同)的定位、位置、角度、视野等。
在一些情况下，有效载荷载体结构220可沿水平轴或偏航轴(例如，X轴)旋转310，并因此可提供传感器104-108沿水平轴或偏航轴的旋转移动。在其他情况下，有效载荷载体结构220可沿各个轴旋转，从而为传感器104-108提供多个自由度。例如，在一些情况下，有效载荷载体结构220可沿水平或偏航轴(例如，X轴)和竖直或俯仰轴(例如，Y轴)旋转，从而提供传感器104-108沿水平或偏航轴以及垂直或俯仰轴的旋转移动。在一些情况下，有效载荷载体结构220还可向上或向下延伸或以其他方式向上或向下移动传感器104-108以调整传感器104-108的海拔高度或高度。
组件302可包括中空空间来使电缆308(诸如电力电缆和数据电缆(例如，以太网电缆、光纤电缆等))延行穿过组件302并到达传感器104-108，因此电缆308可连接至有效载荷载体结构220上的传感器104-108。例如，组件302可包括中空轴306，它允许线缆308穿过组件302到达有效载荷载体结构220上的传感器104-108。在一些情况下，有效载荷载体结构220还可包括自由空间、开口和/或中空区域，以允许线缆308穿过和/或围绕有效载荷载体结构220延行并连接至传感器104-108。
在图3所示的示例中，有效载荷载体结构220包括雷达传感器104和两个共同定位的图像传感器104-106，诸如可见光图像传感器和IR图像传感器。然而，应当注意，为了解释的目的，这种配置被提供为非限制性示例，并且本文中还涵盖其他配置。例如，在其他配置中，有效载荷载体结构220可包括比图3所示的传感器更多或更少的传感器、与图3中所示的传感器不同的一种或多种类型的传感器、与图3中所示的传感器相同的一种或多种相同类型的传感器和/或与图3所示的传感器组合或放置不同的传感器组合或放置。为了进行说明，在一些示例中，有效载荷载体结构220可包括一个或多个图像传感器(例如，可见光相机、IR相机等)、一个或多个雷达和/或一种或多种其他类型的传感器，诸如激光LIDAR、IMU等。
图4是示例自动驾驶车辆102的视图400，在自动驾驶车辆102的每一侧上有如图3所示的传感器定位平台。如视图400所示，自动驾驶车辆102包括自动驾驶车辆102的驾驶员侧上的第一传感器定位平台200A和自动驾驶车辆102的乘客侧上的第二传感器定位平台200B。传感器定位平台200A-200B可包括包含传感器104-108的相应有效载荷载体结构220、容纳相应电机控制系统(例如，202)的相应组件302、和用于将传感器定位平台200A-200B紧固至自动驾驶车辆102的相应固定元件304。
通过传感器定位平台200A-200B，相应有效载荷载体结构220上的传感器104-108可接近和看到外侧或外部环境，从而允许传感器104-108收集传感器数据和测量值(例如，图像、外侧或外部环境的视频、雷达传感器数据、激光传感器数据、结构光数据等)。如前所述，传感器定位平台200A-200B上的有效载荷载体结构220可移动、定位、旋转、定向等，允许传感器104-108从不同的位置、角度、定位、视角、视野或覆盖范围等收集传感器数据和测量值。在一些情况下，传感器104-108可从当前位置、调整位置和/或当传感器104-108重新定位(例如，旋转、定向等)时连续或定期收集传感器数据和测量值。
重新定位传感器104-108并从空间和时间的不同维度获得传感器数据和测量值的能力可允许传感器104-108从各种角度收集传感器数据和测量值，并且可增加可寻址的关注领域传感器104-108的传感器数据和测量值，改变传感器104-108的瞬时视野，允许增加和/或减少可允许的跟踪差值等。此外，自动驾驶车辆102可使用来自传感器的传感器数据和测量值。传感器104-108用于一种或多种操作，诸如例如检测操作(例如，检测固定和/或移动对象、动物、人等；检测环境条件；检测场景或视图等)、跟踪操作、定位操作、测绘操作、规划操作、安全操作、导航操作等。
图5示出在自动驾驶车辆102上的传感器定位平台200A-200B的示例使用500。在此示例中，自动驾驶车辆102在时间t1沿线性轨迹502行驶。自动驾驶车辆102包括驾驶员侧上的传感器定位平台200A和乘客侧上的传感器定位平台200B。传感器定位平台200A-200B上的有效载荷载体结构220包括传感器104-108，当自动驾驶车辆102沿轨迹502行进时，它们从其相应位置或视角主动或连续地收集传感器数据和测量值。
在t1，传感器定位平台200A上的有效载荷载体结构220相对于自动驾驶车辆102(和/或自动驾驶车辆102的轨迹502)按第一旋转角502A或偏航角定位，并且有效载荷传感器定位平台200B上的载体结构220相对于自动驾驶车辆102(和/或自动驾驶车辆102的轨迹502)按第二旋转角502B定位。第一旋转角502A与第二旋转角502B可相同也可不同。
鉴于与传感器定位平台200A上的有效载荷载体结构220相关联的第一旋转角502A，该有效载荷载体结构220上的传感器104-108在t1具有特定视野506A，它至少部分地基于那些传感器104-108驻留在其上的有效载荷载体结构220的第一旋转角502A。类似地，鉴于与传感器定位平台200B上的有效载荷载体结构220相关联的第二旋转角502B，该有效载荷载体结构220上的传感器104-108在t1具有特定视野506B，它至少部分地基于那些传感器104-108驻留在其上的有效载荷载体结构220的第二旋转角502B。
如图5所示，在t2，自动驾驶车辆102正在转弯并因此将其行进方向改变成不同轨迹508。随着自动驾驶车辆102在不同轨迹508上转弯和行进(或在此之前)，传感器定位平台200A-200B上的有效载荷载体结构220可重新定位至不同的旋转角510A-510B。如前所述，有效载荷载体结构220可通过传感器定位平台200A-200B上的相应电机212重新定位。此外，可重新定位有效载荷载体结构220以调整传感器定位平台200A-200B上的传感器104-108的位置，以实现不同的视野512A-512B，这可至少部分地基于不同的旋转角510A-510B，并至少部分地在不同的视野512A-512B内获得不同感兴趣区域的传感器数据。
在一个说明性示例中，不同的感兴趣区域可包括沿自动驾驶车辆102正在穿越或计划穿越的不同轨迹508的区域、以及自动驾驶车辆102需要在自动驾驶车辆102在或朝向不同轨迹508行驶之前或之时(例如，在自动驾驶车辆102穿过车道、转弯、进行操纵、改变方向等之前或之时)检查对象(例如，来往的车辆、行人等)的区域。可通过有效载荷载体结构220的重新定位作为目标的感兴趣区域的其他非限制性示例可包括：自动驾驶车辆102正在跟踪的特定对象或条件所在的区域、盲点、自动驾驶车辆102想要收集更多传感器数据的区域(例如，以获得对该区域和/或周围环境的更深入的洞察力或可见性，以确认不存在安全隐患或接近的对象等)、自动驾驶车辆102想要获得新的或附加的传感器数据的区域和/或出于任何原因(例如，安全、导航、可见性、定位、地图绘制等)可能对自动驾驶车辆102感兴趣的任何其他区域。
在一些情况下，可响应于或预期不同轨迹508和/或t1与t2之间的自动驾驶车辆102的方向或轨迹的变化(实际和/或预测)来计算和/或执行t2时的有效载荷载体结构220(和/或不同的旋转角510A-510B)的重新定位。例如，可选择和/或计算不同的旋转角510A-510B以考虑不同轨迹508、自动驾驶车辆102和其他对象的归因于不同轨迹508的相对位置或运动的变化、自动驾驶车辆102的归因于不同轨迹508的周围环境和/或环境的变化、归因于不同轨迹508的可见性和/或当前数据的差距、归因于不同轨迹508的获得附加的视角的需要、归因于不同轨迹508的补充一个或多个区域的数据或估计值的需要和/或由自动驾驶车辆102将其行进方向改变成不同轨迹508所提示的任何其他原因或条件。
已经公开一些示例系统组件和概念，本发明现在转向图6，图6示出用于在自动驾驶车辆上实施传感器定位平台的示例方法600。为了清楚起见，方法600是根据被配置为实践方法的传感器定位平台200来描述的，如图2所示。本文概述的步骤是示例性的并且可以其任何组合来实施，包括排除、添加或修改某些步骤的组合。
在步骤602处，方法600可包括通过自动驾驶车辆(102)上的电机控制系统(202)的通信接口(204)接收一个或多个指令，以用于控制电机控制系统上的电机(212)以将具有多个传感器(例如，104、106、108)的有效载荷载体结构(220)从第一位置重新定位至第二位置。一个或多个指令可源自远程计算系统或网络，诸如自动驾驶车辆上的内部计算系统(110)、远程服务器、远程计算设备(例如，150)、云或云服务、移动用户设备(例如，平板电脑、膝上型电脑、智能手机等)或任何其他计算系统或网络。
一个或多个指令可指定被请求用于重新定位有效载荷载体结构的第二位置。此外，在一些示例中，一个或多个指令可包括将电机(以及因此有效载荷载体结构和多个传感器)移动至第二位置的请求。在其他示例中，一个或多个指令可包括移动有效载荷载体结构和/或多个传感器的请求，作为将电机移动至第二位置的请求的补充或代替。
在一些情况下，如果自动驾驶车辆具有多个传感器定位平台，则一个或多个指令可包括将多个传感器定位平台上的相应电机、有效载荷载体结构和/或多个传感器移动至第二位置的请求。在其他情况下，如果自动驾驶车辆具有多个传感器定位平台，则一个或多个指令可包括将每个传感器定位平台上的每个相应的电机、有效载荷载体结构和/或多个传感器移动至请求位置的请求。为特定传感器定位平台指定的请求位置可与为一个或多个其他传感器定位平台指定的请求位置相同或不同。
一个或多个指令中指定的第二位置可基于与自动驾驶车辆和/或周围或外部环境相关联的一个或多个因素来确定。可用于确定第二位置的一个或多个因素的非限制性示例可包括：自动驾驶车辆的当前、预测或测量位置；自动驾驶车辆的轨迹(例如，行驶方向)；自动驾驶车辆的运动；自动驾驶车辆的状况；自动驾驶车辆的运动或位置发生变化；安全状况(例如，道路状况、附近对象、行人、其他车辆、安全隐患等)；导航数据；传感器数据；多个传感器的可见性或可见性差距；场景或感兴趣区域的定位或位置；传感器或导航反馈；使用或可用数据(例如，传感器数据、导航数据、数据估计、计算或预测等)中的误差、交通状况、检测到的活动(例如，与自动驾驶车辆、其他对象、人类等相关联的活动)、交通规则、传感器定位平台的一个或多个组件(例如，多个传感器、电机、有效载荷载体结构等)的当前位置等。
在一些示例中，可基于为自动驾驶车辆计算的运动动力学和感兴趣的传感器覆盖区域来确定第二位置。运动动力学可包括例如但不限于自动驾驶车辆的运动、自动驾驶车辆的位置或运动变化、自动驾驶车辆的速度、自动驾驶车辆的轨迹、自动驾驶车辆的加速度、自动驾驶车辆的位置、自动驾驶车辆的定位等。
在步骤604处，方法600可包括基于一个或多个指令来通过电机控制系统上的控制器(206)向电机控制系统上的电机驱动器(210)发送命令，该命令指示电机驱动器将有效载荷载体结构(和/或电机/传感器)从第一位置重新定位至第二位置。控制器可解析从通信接口接收到的一个或多个指令，生成命令，并将命令发送给电机驱动器。在一些情况下，当生成命令时，控制器可检查第二位置并进行任何更正或调整。
例如，控制器可从电机控制系统上的位置传感器(214)获得电机的当前或实际位置的测量值。控制器然后可使用该测量值来将电机的当前或实际位置与被请求的第二位置进行比较，并基于比较和/或基于比较识别的瞬时差值进行任何校正或调整。在一些实现方式中，位置传感器可包括或实现多极磁条以测量电机的当前或实际位置。多极磁条可沿电机的外侧、电机的转子、电机的定子或适合测量电机位置的任何其他定位放置。
位置传感器可包括能够测量电机的位置(例如，线性、角度等)和/或位置变化的任何类型的传感器、编码器、换能器、检测器、发射器和/或感测组件。例如但不作为限制，位置传感器可包括光学编码器、电位计、磁性位置传感器(例如，霍尔效应传感器、磁致伸缩位置传感器等)、旋转编码器、线性编码器、电容式位置传感器、电感式位置传感器(例如，旋转变压器、线性可变差动变压器等)、光纤位置传感器、光电二极管阵列、编码器和/或任何其他类型的位置(例如，线性、角度、位移等)测量设备。此外，位置传感器可位于电机下方、沿电机的外侧、沿电机的转子的外侧、沿电机的定子的外侧和/或允许位置传感器获得电机的定位测量值的任何其他定位中。
在步骤606处，方法600可包括通过电机驱动器向电机发送由电机驱动器基于命令生成的控制信号，控制信号用于控制电机以将有效载荷载体结构重新定位至第二位置。在一些示例中，为了生成控制信号，电机驱动器可将来自控制器的命令转换成可将电机移动至第二位置的格式和功率电平。电机驱动器然后可向电机发送具有转换的格式和功率电平的控制信号。
在步骤608处，方法600可包括：响应于控制信号，通过电机将有效载荷载体结构和有效载荷载体结构上的多个传感器移动至第二位置。例如，电机可使用控制信号来在有效载荷载体结构上施加一定量的力以将有效载荷载体结构移动至第二位置。因此，电机可基于控制信号来旋转、移动或以其他方式将有效载荷载体结构重新定位至第二位置。
在一些情况下，电机可在自动驾驶车辆的操作期间将有效载荷载体结构移动至第二位置。自动驾驶车辆的操作可包括例如但不限于以一种或多种速度行驶、执行导航操纵、在自动驾驶车辆停止时运行自动驾驶车辆的车辆推进系统(130)(例如，等待交通信号灯等)或移动等。
在步骤610处，方法600可包括接收由多个传感器从第二位置捕获的传感器数据。例如，多个传感器可从第二位置收集测量值和传感器数据，并将它们提供给电机控制系统，电机控制系统然后可将数据报告或发送给远程计算系统(诸如云)、内部计算系统自动驾驶车辆、远程服务器、远程网络、远程计算系统和/或任何其他计算系统或网络。在一些情况下，多个传感器可在它们从第一位置移动至第二位置时收集测量值和传感器数据，以便不仅从第二位置而且从第一位置与第二位置之间的一个或多个位置捕获传感器数据。
在一些示例中，多个传感器可包括一个或多个图像传感器(例如，可见光图像传感器或相机、红外图像传感器或相机、摄像机等)、一个或多个雷达传感器、一个或多个激光LIDAR、一个或多个惯性测量单元、一个或多个位置传感器、一个或多个发光传感器(例如结构化发光传感器、激光器等)、一个或多个GPS设备和/或任何其他类型的传感器。此外，传感器数据可包括例如但不限于图像数据(例如，一个或多个图像或图像帧、一个或多个视频等)、雷达回波、热图像、LIDAR激光回波、滚动测量、俯仰测量、偏航测量和/或任何其他类型的传感器数据。
在一些方面中，方法600可包括：在有效载荷载体结构从第一位置移动至第二位置时，通过有效载荷载体结构上的多个传感器收集传感器数据；在自动驾驶车辆的操作期间，通过电机将有效载荷载体结构和有效载荷载体结构上的多个传感器从第二位置移动至第三位置；以及在有效载荷载体结构从第二位置移动至第三位置时，通过有效载荷载体结构上的多个传感器收集传感器数据。在此示例中，有效载荷载体结构上的多个传感器因此可从第一位置、从第一位置与第二位置之间的一个或多个位置、从第二位置、从第二位置与第三个位置之间的一个或多个位置以及从第三位置收集测量值或传感器数据。
如本文所述，本技术的一个方面包括收集和使用可从各种来源获得的数据以提高质量和体验。本发明预期在某些情况下，该收集的数据可包括个人信息。本发明预期涉及此类个人信息的实体尊重并重视隐私政策和实践。
图7示出了计算系统700的示例，该计算系统700可以是例如构成内部计算系统110、远程计算系统150、执行合乘应用程序170的乘客设备或任何其他设备。在图7中，计算系统700的组件使用连接705彼此通信。连接705可以是经由总线的物理连接，或者是到处理器710的直接连接，诸如在芯片组架构中。连接705也可以是虚拟连接、网络连接或逻辑连接。
在一些实施例中，计算系统700是分布式系统，其中，本发明中描述的功能可分布在数据中心、多个数据中心、点对点网络等内。在一些实施例中，所描述的系统组件中的一个或多个代表许多此类组件，每个组件执行所描述的组件的一些或全部功能。在一些实施例中，组件可以是物理或虚拟设备。
示例系统700包括至少一个处理单元(CPU或处理器)710和连接705，该连接705将包括系统存储器715(诸如只读存储器(ROM)720和随机存取存储器(RAM)725)的各种系统组件耦合至处理器710。计算系统700可包括高速存储器712的高速缓存，该高速存储器与处理器710直接连接、紧邻或集成为处理器710的一部分。
处理器710可包括任何通用处理器和硬件服务或软件服务，诸如存储在存储设备730中的服务732、734和736，这些服务被配置为控制处理器710以及专用处理器，其中，软件指令被并入实际的处理器设计中。处理器710本质上可以是完全独立的计算系统，包含多个核或处理器、总线、存储器控制器、高速缓存等。多核处理器可以是对称的或非对称的。
为了实现用户交互，计算系统700包括输入设备745，该输入设备745可表示任何数量的输入机制，诸如用于语音的麦克风、用于手势或图形输入的触敏屏幕、键盘、鼠标、运动输入、语音等。计算系统700还可包括输出设备735，该输出设备735可以是本领域技术人员已知的多种输出机制中的一种或多种。在一些情况下，多模式系统可使用户能够提供多种类型的输入/输出，以与计算系统700通信。计算系统700可包括通信接口740，该通信接口740通常可控制和管理用户输入和系统输出。对在任何特定硬件布置上的操作没有限制，因此此处的基本特征可很容易地替换为改进的硬件或固件布置(当这些改进的硬件或固件布置被开发时)。
存储设备730可以是非易失性存储设备并且可以是硬盘或可以存储计算机可接近的数据的其他类型的计算机可读介质，诸如磁带、闪存卡、固态存储设备、数字多用磁盘、盒式磁带、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和/或这些设备的一些组合。
存储设备730可包括软件服务、服务器、服务等，当定义这种软件的代码由处理器710执行时，使系统执行功能。在一些实施例中，执行特定功能的硬件服务可包括存储在计算机可读介质中的软件组件与必要的硬件组件，诸如处理器710、连接705、输出设备735等，以执行功能。
为了解释的清楚，在一些情况下，本技术可被呈现为包括单独的功能块，这些单独的功能块包括包含设备、设备组件、以软件体现的方法中的步骤或例程或硬件和软件的组合的功能块。
本文描述的任何步骤、操作、功能或过程可由硬件和软件服务的组合单独或与其他设备组合来执行或实现。在一些实施例中，服务可以是驻留在客户端设备和/或内容管理系统的一个或多个服务器的存储器中并在处理器执行与该服务相关联的软件时执行一个或多个功能的软件。在一些实施例中，服务是执行特定功能的程序或程序集合。在一些实施例中，服务可被认为是服务器。存储器可以是非暂时性计算机可读介质。
在一些实施例中，计算机可读存储设备、介质，并且存储器可包括包含比特流等的电缆或无线信号。然而，当提及时，非暂时性计算机可读存储介质明确不包括诸如能量、载波信号、电磁波和信号本身的介质。
根据上述示例的方法可使用存储的或以其他方式从计算机可读介质中获取的计算机可执行指令来实现。此类指令可包括例如使或以其他方式配置通用计算机、专用计算机或专用处理设备以执行特定功能或一组功能的指令和数据。使用的部分计算机资源可通过网络访问。可执行计算机指令可以是例如二进制、中间格式指令，诸如汇编语言、固件或源代码。可用于存储指令、使用的信息和/或在根据所描述的示例的方法期间创建的信息的计算机可读介质的示例包括磁盘或光盘、固态存储设备、闪存、配备有非易失性存储器的USB设备、网络存储设备等。
实现根据这些公开的方法的设备可包括硬件、固件和/或软件，并且可采用多种外形尺寸中的任一种。此类外形尺寸的典型示例包括服务器、膝上型电脑、智能手机、小型外形尺寸个人计算机、个人数字助理等。本文描述的功能也可体现在外围设备或插卡中。作为另外的示例，此种功能也可在不同芯片或在单个设备中执行的不同过程之间的电路板上实现。
指令、用于传送此类指令的介质、用于执行它们的计算资源以及用于支持此类计算资源的其他结构是用于提供在这些公开中描述的功能的装置。
尽管使用了各种示例和其他信息来解释所附权利要求范围内的方面，但不应基于此类示例中的特定特征或布置来暗示对权利要求的限制，因为普通技术人员将能够使用这些示例推导各种实现。此外，尽管一些主题可能已经以特定于结构特征和/或方法步骤的示例的语言进行了描述，但是应当理解，所附权利要求中定义的主题未必限于这些描述的特征或动作。例如，此种功能可不同地分布或在不同于本文所标识的组件的组件中执行。实际上，所描述的特征和步骤被公开为所附权利要求范围内的系统和方法的组件的示例。
陈述集合“中的至少一个”的权利要求语言表示该集合的一个成员或该集合的多个成员满足该权利要求。例如，陈述“A和B中的至少一个”的权利要求语言是指A、B或A和B。

Claims (20)

1.一种方法，包括：
通过自动驾驶车辆上的电机控制系统的通信接口接收一个或多个指令，所述一个或多个指令用于控制所述电机控制系统上的电机以将与所述电机控制系统相关联的有效载荷载体结构从第一位置重新定位至第二位置，所述有效载荷载体结构包括多个传感器；
基于所述一个或多个指令，通过所述电机控制系统上的控制器向所述电机控制系统上的电机驱动器发送命令，所述命令指示所述电机驱动器将所述有效载荷载体结构从所述第一位置重新定位至所述第二位置；
通过所述电机驱动器向所述电机发送由所述电机驱动器基于所述命令生成的控制信号，所述控制信号控制所述电机以将所述有效载荷载体结构重新定位至所述第二位置；以及
响应于所述控制信号，通过所述电机将所述有效载荷载体结构和所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器移动至所述第二位置。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
通过所述电机驱动器将来自所述控制器的所述命令转换为格式和功率电平，所述格式和功率电平配置为控制所述电机以将所述有效载荷载体结构重新定位至所述第二位置；以及
通过所述电机驱动器基于所述格式和功率电平生成所述控制信号，所述控制信号配置为控制所述电机以将所述有效载荷载体结构重新定位至所述第二位置。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
接收由所述多个传感器从所述第二位置捕获的传感器数据，所述传感器数据识别所述自动驾驶车辆的当前环境的一个或多个特性或与所述自动驾驶车辆的操作相关联的一个或多个条件，其中，所述多个传感器包括可见光图像传感器、红外图像传感器、雷达传感器、光探测和测距(LIDAR)传感器、惯性测量单元和位置传感器中的至少一个，并且其中，所述传感器数据包括图像数据、雷达回波、热图像、LIDAR激光回波以及滚转测量值、俯仰测量值和偏航测量值中的至少一个。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于来自所述电机控制系统上的位置传感器的一个或多个测量值，确定所述电机处于所述第一位置；
通过所述控制器计算所述第一位置与所述第二位置之间的差值；以及
基于所述第一位置与所述第二位置之间的所述差值，生成指示所述电机驱动器将所述有效载荷载体结构从所述第一位置重新定位至所述第二位置的所述命令。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述位置传感器包括用于测量所述电机的当前位置的多极磁条，所述多极磁条沿所述电机、所述电机的转子和所述电机的定子中的至少一个的外侧放置。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二位置基于为所述自动驾驶车辆计算的运动动力学和感兴趣的传感器覆盖区域来确定，所述运动动力学包括所述自动驾驶车辆的运动、所述自动驾驶车辆的位置变化、所述自动驾驶车辆的速度、所述自动驾驶车辆的轨迹、所述自动驾驶车辆的加速度和所述自动驾驶车辆的位置中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述自动驾驶车辆的操作期间，所述电机将所述有效载荷载体结构和所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器从所述第一位置移动至所述第二位置，所述方法还包括：
在所述有效载荷载体结构从所述第一位置移动至所述第二位置时，通过所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器收集传感器数据；
在所述自动驾驶车辆的操作期间，通过所述电机将所述有效载荷载体结构和所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器从所述第二位置移动至第三位置；以及
在所述有效载荷载体结构从所述第二位置移动至所述第三位置时，通过所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器收集传感器数据。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述自动驾驶车辆的操作包括以一个或多个速度行驶，其中，所述电机控制系统包含在圆柱形外形尺寸组件内，并且其中，所述有效载荷载体结构包括方位定位台，所述多个传感器共同定位在所述方位定位台上。
9.一种自动驾驶车辆，包括：
机械系统；
电机控制系统，与所述机械系统通信，其中，所述电机控制系统包括：
电机；
电机驱动器；
一个或多个处理器；以及
存储器，包括指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述电机控制系统：
接收一个或多个指令，所述一个或多个指令用于控制所述电机以将与所述电机控制系统相关联的有效载荷载体结构从第一位置重新定位至第二位置，所述有效载荷载体结构包括多个传感器；
基于所述一个或多个指令，向所述电机驱动器发送命令，所述命令指示所述电机驱动器将所述有效载荷载体结构从所述第一位置重新定位至所述第二位置；
通过所述电机驱动器向所述电机发送由所述电机驱动器基于所述命令生成的控制信号，所述控制信号控制所述电机以将所述有效载荷载体结构重新定位至所述第二位置；以及
响应于所述控制信号，通过所述电机将所述有效载荷载体结构和所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器移动至所述第二位置。
10.根据权利要求9所述的自动驾驶车辆，其中，所述存储器包括附加指令，所述附加指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述电机控制系统：
接收由所述多个传感器从所述第二位置捕获的传感器数据，所述传感器数据识别所述自动驾驶车辆的当前环境的一个或多个特性或与所述自动驾驶车辆的操作相关联的一个或多个条件。
11.根据权利要求10所述的自动驾驶车辆，其中，所述多个传感器包括可见光图像传感器、红外图像传感器、雷达传感器、光探测和测距(LIDAR)传感器、惯性测量单元和位置传感器中的至少一个，并且其中，所述传感器数据包括图像数据、雷达回波、热图像、LIDAR激光回波以及滚转测量值、俯仰测量值和偏航测量值中的至少一个。
12.根据权利要求9所述的自动驾驶车辆，其中，所述存储器包括附加指令，所述附加指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述电机控制系统：
通过所述电机驱动器将所述命令转换为格式和功率电平，所述格式和功率电平配置为控制所述电机以将所述有效载荷载体结构重新定位至所述第二位置；以及
通过所述电机驱动器基于所述格式和功率电平生成所述控制信号，所述控制信号配置为控制所述电机以将所述有效载荷载体结构重新定位至所述第二位置。
13.根据权利要求9所述的自动驾驶车辆，其中，所述存储器包括附加指令，所述附加指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述电机控制系统：
基于来自所述电机控制系统上的位置传感器的一个或多个测量值，确定所述电机处于所述第一位置；
计算所述第一位置与所述第二位置之间的差值；以及
基于所述第一位置与所述第二位置之间的所述差值，生成指示所述电机驱动器将所述有效载荷载体结构从所述第一位置重新定位至所述第二位置的所述命令。
14.根据权利要求13所述的自动驾驶车辆，其中，所述位置传感器包括用于测量所述电机的当前位置的多极磁条，所述多极磁条沿所述电机、所述电机的转子和所述电机的定子中的至少一个的外侧放置，其中，所述电机控制系统包含在圆柱形外形尺寸组件内，并且其中，所述有效载荷载体结构包括方位定位台，所述多个传感器共同定位在所述方位定位台上。
15.根据权利要求9所述的自动驾驶车辆，其中，在所述自动驾驶车辆的操作期间，所述电机将所述有效载荷载体结构和所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器从所述第一位置移动至所述第二位置，其中，所述存储器包括附加指令，所述附加指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述电机控制系统：
在所述有效载荷载体结构从所述第一位置移动至所述第二位置时，通过所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器收集传感器数据；
在所述自动驾驶车辆的操作期间，通过所述电机将所述有效载荷载体结构和所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器从所述第二位置移动至第三位置；以及
在所述有效载荷载体结构从所述第二位置移动至所述第三位置时，通过所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器收集传感器数据。
16.根据权利要求15所述的自动驾驶车辆，其中，所述自动驾驶车辆的操作包括以一个或多个速度行驶，其中，所述第二位置基于为所述自动驾驶车辆计算的运动动力学和感兴趣的传感器覆盖区域来确定，所述运动动力学包括所述自动驾驶车辆的运动、所述自动驾驶车辆的位置变化、所述自动驾驶车辆的速度、所述自动驾驶车辆的轨迹、所述自动驾驶车辆的加速度和所述自动驾驶车辆的位置中的至少一个。
17.一种系统，包括：
电机；
电机驱动器；
一个或多个处理器；以及
存储器，包括指令，所述指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述系统：
接收一个或多个指令，所述一个或多个指令用于控制所述电机以将与所述系统相关联的有效载荷载体结构从第一位置重新定位至第二位置，所述有效载荷载体结构包括多个传感器；
基于所述一个或多个指令，向所述电机驱动器发送一个或多个命令，所述一个或多个命令指示所述电机驱动器将所述有效载荷载体结构从所述第一位置重新定位至所述第二位置；
通过所述电机驱动器向所述电机发送由所述电机驱动器基于所述一个或多个指令生成的一个或多个控制信号，所述一个或多个控制信号控制所述电机以将所述有效载荷载体结构重新定位至所述第二位置；以及
通过所述电机将所述有效载荷载体结构和所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器移动至所述第二位置。
18.根据权利要求17所述的系统，其中，在所述自动驾驶车辆的操作期间，所述电机将所述有效载荷载体结构和所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器从所述第一位置移动至所述第二位置，其中，所述存储器包括附加指令，所述附加指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述系统：
在所述有效载荷载体结构从所述第一位置移动至所述第二位置时，通过所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器收集传感器数据；
在所述自动驾驶车辆的操作期间，通过所述电机将所述有效载荷载体结构和所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器从所述第二位置移动至第三位置；以及
在所述有效载荷载体结构从所述第二位置移动至所述第三位置时，通过所述有效载荷载体结构上的所述多个传感器收集传感器数据。
19.根据权利要求17所述的系统，其中，所述存储器包括附加指令，所述附加指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述系统：
通过所述电机驱动器将所述一个或多个命令转换为格式和功率电平，所述格式和功率电平配置为控制所述电机以将所述有效载荷载体结构重新定位至所述第二位置；以及
通过所述电机驱动器基于所述格式和功率电平生成所述一个或多个控制信号，所述控制信号配置为控制所述电机以将所述有效载荷载体结构重新定位至所述第二位置。
20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述存储器包括附加指令，所述附加指令在由所述一个或多个处理器执行时使所述系统：
基于来自所述电机控制系统上的位置传感器的一个或多个测量值，确定所述电机处于所述第一位置；
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基于所述第一位置与所述第二位置之间的所述差值，生成指示所述电机驱动器将所述有效载荷载体结构从所述第一位置重新定位至所述第二位置的所述一个或多个命令。
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