虚拟屏障系统的制作方法

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虚拟屏障系统
1.本技术是申请日为2018年11月20日、申请号为201811381663.7、发明名称为“虚拟屏障系统”的申请的分案申请。
技术领域
2.本公开总体上涉及建立车辆要避免驶过或驶入的禁入区，并且更具体地涉及用于传送或广播禁入区的边界的位置或坐标的方式。
附图说明
3.现在将通过示例的方式参考附图来描述本发明，其中：
4.图1是根据一个实施例的虚拟屏障系统的图；
5.图2是根据一个实施例的图1的系统遇到的第一场景；
6.图3是根据一个实施例的图1的系统遇到的第二场景；以及
7.图4是根据一个实施例的操作图1的系统的方法的流程图。
具体实施方式
8.图1示出了虚拟屏障系统10(在下文中称为系统10)的非限制性示例，系统10将禁入区14的存在或建立传送或广播到其他车辆16(图2和图3)，因此其他车辆16的实例可以避免驶入或驶过禁入区14，可以建立禁入区14以保护例如在道路旁停下的主车辆12或者施工区中的设备和人员。即，系统10将禁入区14限定为其他车辆16应避免操作或驾驶的区域。避开禁入区14可能涉及其他车辆16围绕禁入区14转向，改变先前计划的路线以遵循不同的路线，从而完全避免靠近禁入区14，或者必要时停车并且等待。
9.在本文描述的系统10的一些示例或非限制性实施例中，主车辆12和/或其他车辆16的一个或多个实例可以被表征为自动车辆。如本文所使用的，术语自动车辆可以应用于当主车辆12和/或其他车辆16的一个或多个实例以自动模式操作时的实例，即完全自主模式，其中主车辆12或其他车辆16的人类操作员(未示出)仅仅指定操作主车辆12或其他车辆16的目的地。然而，不要求完全自动化。可以设想，当主车辆12或其他车辆16以手动模式操作(其中自动化的程度或水平可以是仅仅向人类操作员提供听觉或视觉警告/指导，该人类操作员通常控制主车辆12或其他车辆16的转向器、加速器和制动器)时，本文呈现的教导是有用的。
10.系统10包括发送器20，发送器20可以是收发器的一部分，本领域技术人员将认识到收发器还包括接收器。发送器20可以是以下的一部分：专用短程通信(dsrc)收发器，通过蜂窝电话网络、卫星网络通信的互联网收发器，或wi-fi网络收发器。发送器20可以位于主车辆12上，或者是以下基础设施的一部分：例如，诸如交通摄像机之类的永久基础设施，或诸如施工屏障、临时路锥、或警察在事故现场部署的紧急“闪光灯”之类的便携/临时基础设施。发送器20被配置为广播关于禁入区14的信息，禁入区14可以是通常用于车辆行进但是现在出于各种原因应该避开的区域，例如，事故现场或施工现场。该信息可以通过经由dsrc
进行的直接信息广播来传送，或者作为交通信息进行传送以存储在云中随后经由互联网或卫星进行广播，或者作为对存储在云中并且经由互联网连接访问的数字地图的更新进行传送。
11.系统10包括诸如全球定位系统(gps)之类的位置检测器22，其典型地指示纬度、经度和海拔，即基于世界坐标的位置。可替代地，位置检测器22可以使用诸如摄像机、雷达、激光雷达、超声换能器或其任何组合之类的传感器24来确定与具有已知参考坐标的参考对象(未示出)的相对位置，该已知参考坐标在提供对象的标识的调查信息中指示或记录。对象的标识可以来自标识对象以用于与主车辆12上的特定传感器相关的信标信息。该标识将允许在不知道主车辆12的gps坐标中的确切位置的情况下建立相对边界。如在下面的描述中将变得显而易见的，位置检测器22的位置不一定与发送器20的位置26相同。即，可能需要对来自位置检测器22的信息应用偏移距离和偏移方向以指示或确定发送器20的位置26。对偏移距离和偏移方向的确定可能在每次建立或限定禁入区14时被确定。
12.系统10包括控制器30，控制器30被配置为至少与发送器20和位置检测器22进行通信。控制器30、发送器20和位置检测器22之间的通信可以通过有线通信、无线通信的方式进行，例如，本领域技术人员将认识到的射频(rf)或红外(ir)或光缆。控制器30可以包括处理器32，例如，微处理器或诸如模拟和/或数字控制电路之类的其他控制电路，包括用于处理数据的专用集成电路(asic)，如对于本领域技术人员而言应显而易见的。控制器30可以包括存储器34，即非暂时性计算机可读存储介质，包括非易失性存储器，例如，用于存储一个或多个例程、阈值和捕获的数据的电可擦除可编程只读存储器(eeprom)。存储器34可以是处理器32的一部分，或控制器30的一部分，或者与控制器30分开(例如，存储在云中的远程存储器)。一个或多个例程可以由控制器30或处理器32执行，以执行用于基于控制器30从位置检测器22和/或传感器24接收的信号来确定位置26的步骤，如本文描述的。
13.图2示出了系统10可能遇到的第一场景36的非限制性示例。在该示例中，主车辆12因为例如主车辆12遭受机械故障而停在道路40的路肩38上。控制器30(图1)或处理器32被配置为根据(即，基于)位置26来确定禁入区14的边界42，并且操作发送器20以广播禁入区14的边界42的坐标44的实例。即，系统10将例如主车辆12周围的区域限定为其他车辆16的一个或多个实例应该避开(即，不驶入或驶过)的禁入区14。
14.在一个实施例中，在最初限定或建立禁入区14之后，系统10可以被配置为当车辆(例如，主车辆12或禁入区14内的任何其他车辆)的出入门46打开时增加禁入区14的尺寸，以便为出入门46提供附加空间并且在乘员(未示出)离开主车辆12情况下提供附加空间。为了实现该特征，系统10可以包括门检测器48(图1)，例如，主车辆12中的门开关，或者例如如果检测设备是摄像机则为图像处理器。摄像机可以是车载的或远程的，即，基础设施的一部分，例如，交通监控系统的一部分。然后，控制器30或处理器32被配置为基于来自门检测器48或摄像机的信号来指示主车辆12的出入门46的门状态50，其中门状态50包括打开和关闭。然后，控制器30或处理器32可以被配置为根据门状态50来确定禁入区14的边界42。例如，当路侧的驾驶员门或路侧的后门(例如，出入门46)打开时，系统10可以通过将扩展区域52添加到禁入区的原始范围来临时增加主车辆12周围的禁入区14的尺寸。
15.可替代地，当主车辆12的后盖或后备箱盖或发动机罩打开时，系统10可以在主车辆12后面或前面的方向上临时增加禁入区14的尺寸。当临时增加禁入区的会合点和界限
时，系统10可以考虑其他因素。例如，如果主车辆12停在停车场，出入门46关闭，并且出入门46的打开机构接合但是出入门46尚未打开，则可以在预期打开出入门46的情况下增加禁入区14的尺寸。
16.系统10还可以被配置为当任何人员或对象靠近禁入区14内的任何车辆时，例如当警察、紧急医疗人员、施工工人或施工设备太靠近禁入区14的边缘或边界42时，增加禁入区14的尺寸。为此，系统10可以包括接近检测器54。接近检测器54可以由以下各项形成或包括以下各项：摄像机、雷达、激光雷达、超声换能器或其任何组合，其位于主车辆12或其他车辆16(例如，警车或牵引车)上的各种位置，或作为基础设施传感器的一部分，例如交通监控摄像机。控制器30或处理器32可以被配置为指示对象58(人员或设备，同样参见图3)已经靠近(从禁入区14内或从禁入区14外)禁入区14的边缘56。控制器30或处理器32被配置为根据对对象已经从禁入区14内或禁入区14外靠近禁入区的边缘的确定来调整禁入区14的边界42。例如，当人员(图2中的对象58)靠近路侧的驾驶员门或任何门或后备箱或发动机罩时，系统10增加主车辆12旁的禁入区14的尺寸。
17.系统10还可以被配置为连续地调整例如超大型车辆(例如，具有突起部的施工/农场设备，或牵引主车辆12的牵引车辆)之类的主车辆12的移动实例的禁入区14的边界42。为此，位置检测器22被配置为指示运动矢量60，例如，主车辆12的前进方向和速度。因此，控制器30或处理器32被配置为根据运动矢量60来调整禁入区14的边界42。即，在主车辆12移动时，系统10可以连续地调整和广播对边界42的坐标44的更新。在当前现有技术的情况下，预计广播互联网地图更新可能太慢，但预计dsrc足够快。作为另一种应用，紧急车辆还可以发送具有边界的坐标44的元数据以指示禁入区14的类型。
18.可以设想，禁入区14可能覆盖或包括事故中涉及的其他车辆周围的区域，准备或进入牵引另一车辆、移动紧急车辆(例如，消防车或追捕中的警车、街道/排水沟清扫车、垃圾车、校车、进行树木修剪的斗式卡车以及公共巴士)的过程的牵引车周围的区域。还可以设想，禁入区14的一个或多个实例可以具有边界42的配置，其创建交通漏斗以引导车辆或使车辆呈漏斗形进入用于停车、警察检查或收费站的区域。应认识到，需要某种类型的认证/授权来建立禁入区，或者商家可以使用认证/授权来使每个人呈漏斗形进入其商店。
19.边界42的坐标44(例如，边界42的直线或连续弯曲部分的端点的坐标44)由接近例如禁入区14三百米(300m)内的其他车辆16接收。由发送器20广播的信息可以包括指定边界42的形状(例如，弯曲或直线)或者禁入区14的形状(例如，正方形、矩形、圆形等)的数据。在一个实施例中，用于指定坐标44的坐标系是本领域技术人员认识到其细节的世界坐标(例如，纬度、经度、海拔)。可替代地，坐标44可以指定与参考对象的一个或多个实例的相对位置，其中每个参考对象具有已知的参考坐标。
20.图3示出了第二场景62的非限制性示例，其中在例如挖掘机和自卸卡车正在操作的施工现场处建立或限定禁入区14。对系统10的描述到目前为止描述了如何确定和广播禁入区14的边界42的坐标44，而不用物理地放置可以由其他车辆16可视地检测到的任何对象。在下面的示例中，禁入区14的边界42由安全标记64(例如，诸如路锥、支架、路障、锯形架或电子闪光灯之类的物理对象)的一个或多个实例的放置限定或者基于或根据安全标记64的一个或多个实例的放置。即，在一个实施例中，系统10包括一个或多个安全标记64，并且控制器30被配置为根据一个或多个安全标记64中的每个安全标记64的位置来限定禁入区
14的边界42。在图3中，多个安全标记限定禁入区14的周界。然而，可以设想，使用单个安全标记可以限定禁入区14。例如，取决于安全标记64的单个实例的相对位置，禁入区14可以横向延伸到道路的右边缘或左边缘，并且在交通方向上纵向延伸预定距离，例如，3个车长或30米。还可以设想，可以限定禁入区14的其他形状(除了矩形)。
21.在系统10的一个实施例中，发送器20(例如，dsrc收发器)附接到主车辆12，主车辆12在图3中是可以用于将安全标记64运输到施工现场的设备拖车。一个或多个安全标记64中的每个安全标记64的位置是关于(即，相对于)发送器20的位置26确定的。当位置检测器22和发送器20在主车辆12中或主车辆12上时建立禁入区14的一个选项是使用传感器24来测量安全标记64的相对位置。如果安全标记是简单的物理对象而没有任何电子特征，则系统10可以依赖于人员来短暂地保持安全标记64中的每个安全标记64升高到预期位置之上。如果预期位置在感知传感器与安全标记之间具有当安全标记放置在地面上时被阻挡的直连线(line-of-site)，则这可能是尤其必要的。该人员可以具有在被激活时指示感知传感器应该记下人员或安全标记的特定实例的位置的个人发送器(例如，钥匙链、rf、ir)。出于成本原因，系统的这种配置将是有利的，但是可能要求一些操作员技能。
22.另一选项针对控制器30和发送器20位于主车辆12中，并且安全标记中的每个安全标记配备有位置检测器22的个体实例。然后每个安全标记的位置可以被传送到控制器，该控制器基于安全标记64中的每个安全标记64的位置来限定禁入区，相应地操作发送器20。这种配置是有利的，因为其可以是完全自动的。即，只需打开并放置安全标记，则系统10确定边界42而无需进一步的人类交互。
23.在系统10的另一种配置中，发送器20附接到一个或多个安全标记64的一个实例或是一个或多个安全标记64的一个实例的一部分。即，系统10可以具有一个主安全标记以及可选地一个或多个无人操作的或从属的安全标记。安全标记64的每个实例配备有定位设备，并且每个安全标记的位置被传送到控制器30，控制器30操作发送器20以广播禁入区14的边界42的坐标44。该配置是有利的，因为系统10不依赖于主车辆12的实例。即，无论何种车辆运输安全标记64，都不需要在安全标记64被放置或部署之后留在附近。在系统10的更灵活的示例中，安全标记64的所有实例都配备有控制器30、发送器20和位置检测器22的实例，但是仅控制器30的一个实例被指定为主端，该主端操作发送器的对应实例以广播禁入区14的边界。
24.该系统还可以包括接口板或键盘，其用作用于访问关于道路的信息的单元并且使得禁入区能够构建反映道路形状的多项式。这种输入单元可以用于手动调整或停用禁入区14的边界。还可以设想，禁入区14可以限定有不同的安全等级，例如，警告区域、危险区域、绝对不要进入区域。此外，禁入区的单个实例可以具有不同的分区，例如，警告区域、危险区域、绝对不要进入区域。对禁入区14的广播还可以包括指示禁入区涉及哪些类型的车辆的元数据。
25.禁入区14的边界42可以被包括或放入其他车辆16的实例可访问的数字地图66中。即，发送器可以被配置为根据禁入区14的边界42来更新数字地图66，并且数字地图可用于其他车辆16。
26.图4示出了操作限定车辆要避开的禁入区14(图1-3)的虚拟屏障系统(系统10)的方法100的非限制性示例的流程图。
27.步骤110确定发送器的位置可以包括使用位置检测器22来确定发送器20的位置26。位置26可以是但不限于纬度、经度和海拔。取决于使用系统10的哪种配置(参见上面的变化)，位置检测器22可以不与发送器20共置一处，因此可能需要偏移距离和偏移方向来考虑分隔。
28.步骤120确定门状态是可选步骤，可以包括确定由门检测器48指示的、主车辆12的出入门46的门状态50；以及
29.根据门状态50来确定禁入区14的边界42。
30.步骤130确定运动矢量是可选步骤，可以包括利用位置检测器22来确定主车辆12的运动矢量60(例如，指南针指向和速度)。可以在时间间隔内收集来自传感器24和/或位置检测器22的多个读数，并且可以使用这些读数中的任何差或变化来确定运动矢量60。如果位置检测器22正在移动，指示例如主车辆12正在移动，则可以根据需要来更新禁入区14。当例如主车辆12被牵引或者主车辆12牵引超大型拖车或对象时，使禁入区14与主车辆12一起移动可能是有利的。
31.步骤140确定安全标记的位置是可选步骤，可以包括如果安全标记的实例被放置，则关于发送器20的位置26来确定一个或多个安全标记64中的每个安全标记64的位置。在系统10的一些配置中，没有放置可见的安全标记，因此禁入区14的边界42对于人类是不可见的。
32.步骤150检测/指示对象靠近边缘是可选步骤，可以包括指示接近检测器54检测到对象58靠近禁入区14的边缘56。例如，如果诸如警察、紧急医疗技术人员或施工工人之类的人员靠近禁入区的边缘56，可能优选的是改变边界以更好地保护该人员。
33.步骤160确定/调整/扩展禁入区的边界可以包括最初根据位置26来确定禁入区14的边界42。然后，当存在对对象58(例如，人员、施工设备)从禁入区14内或从禁入区14外靠近禁入区14的边缘56的确定时，可以修改或扩展对边界42的初始或基线确定。如果位置检测器22指示或控制器确定主车辆12正在移动，即展现出运动矢量60，则步骤160可以包括根据运动矢量60来调整禁入区14的边界。可替代地，如果已经放置或部署一个或多个安全标记64，则步骤160可以包括根据一个或多个安全标记64中的每个安全标记64的位置来限定禁入区14的边界42。
34.步骤170广播边界的坐标包括使用发送器20来广播禁入区14的边界42的坐标44。可以基于例如对安全标记64和/或主车辆12周围的不可见边界的定位来确定坐标44。
35.步骤180更新数字地图是可选步骤，包括根据禁入区14的坐标44和/或边界42来更新数字地图66。数字地图66优选地例如远离主车辆12存储，例如，存储在云中，使得其他车辆16可以访问数字地图66以对车辆进行路径规划。
36.以上描述可以被表征为针对包括处理器32的一个或多个实例和存储器34的第一设备30。第一设备包括存储在存储器34中的一个或多个程序，该一个或多个程序包括用于执行上面描述的方法100的全部或部分的指令。
37.可替代地，以上描述可以被表征为针对非暂时性计算机可读存储介质34，其包括用于由第一设备30的处理器32的一个或多个实例执行的一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当由一个或多个处理器执行时使第一设备30执行方法100的全部或部分。
38.因此，提供了虚拟屏障系统(系统10)、用于系统10的控制器30以及操作系统10的方法100。虚拟屏障限定了可能对人类可见或不可见的禁入区14。禁入区14的边界42可以与安全标记64的实例对齐，或者可以从安全标记64偏移，以确保安全标记64与其他车辆16之间的间隙。
39.虽然已经根据本发明的优选实施例描述了本发明，但是并不旨在将本发明限制于此，而是仅在所附权利要求中阐述的范围内。

技术特征：

1.一种限定车辆要避开的禁入区(14)的虚拟屏障系统(10)，所述系统(10)包括：发送器(20)，所述发送器(20)被配置为广播关于禁入区(14)的信息；位置检测器(22)，所述位置检测器(22)被配置为指示所述发送器(20)的位置(26)；以及控制器(30)，其与所述发送器(20)和所述位置检测器(22)通信，所述控制器(30)被配置为根据所述位置(26)来确定所述禁入区(14)的边界(42)，并且操作所述发送器(20)以广播所述禁入区(14)的所述边界(42)的坐标(44)；其中，所述系统(10)包括接近检测器(54)，所述接近检测器(54)被配置为指示对象(58)已经靠近所述禁入区(14)的边缘(56)，并且所述控制器(30)被配置为根据对所述对象(58)已经靠近所述禁入区(14)的所述边缘(56)的确定来调整所述禁入区(14)的所述边界(42)。2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述系统(10)包括门检测器(48)，所述门检测器(48)被配置为指示主车辆(12)的出入门(46)的门状态(50)，所述门状态(50)包括打开和关闭，并且所述控制器(30)被配置为根据所述门状态(50)来确定所述禁入区(14)的所述边界(42)。3.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述控制器(30)被配置为根据对所述对象(58)已经从所述禁入区(14)内靠近所述禁入区(14)的所述边缘(56)的确定来扩展所述禁入区(14)的所述边界(42)。4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统(10)，其中，所述控制器(30)被配置为根据对所述对象(58)是已经从所述禁入区(14)外靠近所述禁入区(14)的所述边缘(56)的人员的确定来扩展所述禁入区(14)的所述边界(42)。5.根据权利要求1-3中任一项所述的系统(10)，其中，所述位置检测器(22)被配置为指示主车辆(12)的运动矢量(60)，并且所述控制器(30)被配置为根据所述运动矢量(60)来调整所述禁入区(14)的所述边界(42)。6.根据权利要求1-3中任一项所述的系统(10)，其中，所述系统(10)包括一个或多个安全标记(64)，并且所述控制器(30)被配置为根据所述一个或多个安全标记(64)中的每个安全标记(64)的位置来限定所述禁入区(14)的所述边界(42)。7.根据权利要求6所述的系统(10)，其中，所述发送器(20)被附接到主车辆(12)，并且所述一个或多个安全标记(64)中的每个安全标记(64)的位置是关于所述发送器(20)的所述位置(26)而被确定的。8.根据权利要求7所述的系统(10)，其中，所述位置检测器(22)被附接到所述主车辆(12)。9.根据权利要求7或8所述的系统(10)，其中，所述发送器(20)被附接到所述一个或多个安全标记(64)的一个实例。10.根据权利要求9所述的系统(10)，其中，所述位置检测器(22)被附接到所述一个或多个安全标记(64)的一个实例。

技术总结

本发明涉及限定车辆要避开的禁入区(14)的虚拟屏障系统(10)。该虚拟屏障系统(10)包括发送器(20)、位置检测器(22)以及控制器(30)。发送器(20)被配置为广播关于禁入区(14)的信息。位置检测器(22)被配置为指示发送器(20)的位置(26)。控制器(30)与发送器(20)和位置检测器(22)通信。控制器(30)被配置为根据位置(26)来确定禁入区(14)的边界(42)，并且操作发送器(20)以广播禁入区(14)的边界(42)的坐标(44)。(20)以广播禁入区(14)的边界(42)的坐标(44)。(20)以广播禁入区(14)的边界(42)的坐标(44)。