[发明专利]具有完整性检查的机器导航系统

说明书

技术领域

本公开内容总体涉及一种导航系统并且更具体地涉及一种具有完整性检查的机器导航系统。

背景技术

比如公路拖运卡车、自动平地机、扫雪车和其它类型重型设备的机器用来执行多种任务。这些任务中的一些任务涉及到沿陡坡或者沿着粗糙或者标记不明显的运输道输送或者推动大型、笨拙、松散和/或沉重负载。并且由于机器的尺寸和动量和/或由于不良可见性，这些任务对于人类操作者难以独立有效完成。

为了帮助沿着运输道安全和高效指导大型机器，一些机器配备有传感器、例如GPS传感器、雷达传感器、声纳传感器、激光雷达传感器、红外线(IR)和非IR相机以及其它相似传感器。这些传感器经常连接到可视显示器和/或机器的指导系统，从而可以增强或者甚至自动化机器操控之上的控制。为了这些显示器和指导系统恰当操作，由传感器提供的信息必须准确。并且即使多数机器传感器系统在首次投入使用时被校准，但是在操作期间的振动、碰撞和对机器的损坏可降低传感器提供的信息质量。这样，对传感器的完整性的定期检查可以是有益的。

在1999年5月25日向Fan授权的第5,906,655号美国专利(“655专利”)中公开了一种提供定期完整性检查的示例机器系统。具体而言，’655专利公开一种具有GPS接收器和惯性导航单元(INU)的完整机器定位系统。INU包括里程表、多普勒雷达、陀螺仪和用于测量移动机器的转向角的传感器。机器定位系统从GPS接收器接收GPS位置估计并从INU接收INU位置估计，以及比较这两个位置估计。如果两个位置估计相同，则认为系统有效。否则，比较如由里程表和多普勒雷达所确定的移动机器的速率。如果速率差值大于第一预定阈值，则确定INU无效。如果速率差值少于第一预定阈值，则比较来自陀螺仪的转首角速度与基于测量的转向角和速率所计算的转首角速度。如果转首角速度差值大于第二预定阈值，则认为INU无效。否则，认为GPS无效。

虽然’655专利的机器定位系统可以在一些情形中有所帮助，但是系统可能少于最优。具体而言，系统需要两个分离的和冗余的导航单元，这可增加系统的成本和复杂性。此外，系统可能由于瞬态的传感器值改变、传感器噪声以及诸如机器滑移和滑动的外部条件而易有假警报。另外，’655专利的系统可能不能检测随时间的误差漂移。

公开的导航系统针对克服现有技术的上文阐述的一个或者多个问题和/或其它问题。

发明内容

在一个方面中，本公开内容涉及一种导航系统。该导航系统可以包括：导航单元，被配置为在第一时间和在第二时间测量机器的位置；至少一个第一传感器，被配置为生成至少一个第一信号，该至少一个第一信号指示在从第一时间到第二时间的时间段期间机器的速度和行进方向；以及控制器，与导航单元和至少一个第一传感器通信。控制器可以被配置为基于在第一时间测量的机器的位置和至少一个第一信号来估计机器在第二时间的位置并且将在第二时间测量的机器的位置与所估计的机器在第二时间的位置进行比较。控制器也可以被配置为基于该比较来确定导航单元的完整性。

在又一方面中，本公开内容涉及一种用于由导航系统使用的计算机可读介质。该计算机可读介质可以具有用于执行准确性检查所测量的位置的方法的可执行指令。该方法可以包括：在第一时间和在第二时间测量机器的位置；在从第一时间到第二时间的时间段期间测量机器的速度和行进方向；并且基于在第一时间测量的机器的位置以及所测量的速度和行进方向来估计机器在第二时间的位置。该方法也可以包括：将在第二时间测量的移动机器的位置与所估计的移动机器在第二时间的位置进行比较；并且基于该比较来确定在第二时间测量的位置的准确性。

附图说明

图1是示意性公开的机器导航系统的图解图示；以及

图2是描绘由图1的机器导航系统可以执行的示意性公开的方法的流程图。

具体实施方式