用于自主田地导航的系统和方法与流程

1.一种用于自主驾驶车辆的系统，所述系统包括：

2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一前进位置基于车辆转弯半径和车辆宽度而相对于所述第一田地再进入位置定位。

3.如权利要求1或权利要求2所述的系统，其中所述第一前进位置定位成在与所述第一田地再进入路径相反的方向上与所述第一田地再进入位置相距至少一个车辆宽度并且在与所述第一田地离开位置相反的方向上与所述第一田地再进入位置相距至少一个车辆转弯半径。

4.如权利要求1至3中任一项所述的系统，其中第一前进航向平行于将所述第一田地离开位置联接到所述第一田地再进入位置的线。

5.如权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述第一校正位置基于车辆长度而相对于所述第一田地离开位置定位。

6.如权利要求1至5中任一项所述的系统，其中所述第一校正位置定位成在与所述第一田地再进入位置相反的方向上与所述第一田地离开位置相距至少一个车辆长度。

7.如权利要求1至6中任一项所述的系统，其中所述第一倒车位置基于车辆长度相对于所述第一田地再进入位置定位。

8.如权利要求1至7中任一项所述的系统，其中所述第一倒车位置定位成在与所述第一田地再进入路径相反的方向上与所述第一田地再进入位置相距至少一个车辆长度。

9.如权利要求1至8中任一项所述的系统，其中所述第一田地再进入位置沿着所述内边界定位。

10.如权利要求1至9中任一项所述的系统，其中所述第一田地离开路径、所述第一田地再进入路径或两者是线性的。

11.如权利要求1至10中任一项所述的系统，其中所述第一田地离开路径平行于所述第一田地再进入路径。

12.如权利要求1至11中任一项所述的系统，其中所述内边界是曲线的。

13.如权利要求1至12中任一项所述的系统，其中所述外边界是曲线的。

14.如权利要求1至13中任一项所述的系统，其中所述内边界的介于所述第一田地离开位置与所述第一田地再进入位置之间的区域不垂直于所述第一田地离开路径、所述第一田地再进入路径或两者。

15.如权利要求1至14中任一项所述的系统，其中所述内边界围住田地。

16.如权利要求1至15中任一项所述的系统，其中所述外边界由外部地理围栏围住。

17.如权利要求16所述的系统，其中所述外边界与所述外部地理围栏隔开至少一个车辆长度。

18.如权利要求1至17中任一项所述的系统，其中所述第一田地离开路径与所述第一田地再进入路径隔开犁沟间隔距离。

19.如权利要求1至18中任一项所述的系统，其中所述第一田地离开路径、所述第一田地再进入路径或两者平行于所述田地中的犁沟。

20.如权利要求1至19中任一项所述的系统，其中所述第一转弯进一步通过以下方式来执行：

21.如权利要求1至20中任一项所述的系统，其中所述第一转弯是实时确定的、自适应确定的或者两者兼有。

22.如权利要求1至21中任一项所述的系统，其中所述第一转弯随着所述第一转弯的执行而更新。

23.如权利要求1至22中任一项所述的系统，其中所述处理器还被配置为确定第二转向区，所述第二转向区对应于具有第二田地离开位置的第二田地离开路径和第二田地再进入路径并且具有第二田地再进入位置，其中所述第二转向区以所述外边界和所述内边界为界，其中所述内边界延伸穿过所述第二田地离开位置和所述第二田地再进入位置；并且其中所述指令还使所述转向控制器通过以下方式来执行第二转弯：

24.如权利要求23所述的系统，其中所述第一转弯和所述第二转弯不同。

25.如权利要求23或权利要求24所述的系统，其中所述第二转弯是实时确定的、自适应确定的或者两者兼有。

26.如权利要求23至25中任一项所述的系统，其中所述第二转弯随着所述第一转弯的执行而更新。

27.如权利要求23至26中任一项所述的系统，其中所述处理器还被配置为检测所述第一田地再进入位置与所述第二田地离开位置之间的犁沟。

28.如权利要求27所述的系统，其中所述过程被配置为识别田地的深度图像和所述田地的视觉图像中的所述犁沟，确定犁沟位置，并且确定犁沟方向。

29.如权利要求28所述的系统，其中识别所述犁沟还包括从所述视觉图像生成分段图。

30.如权利要求28或权利要求29所述的系统，其中确定所述梨沟方向还包括从所述深度图像确定所述犁沟的中心。

31.如权利要求28至30中任一项所述的系统，其中确定所述犁沟位置和确定所述犁沟方向还包括确定所述视觉图像的对应于所述犁沟的像素的位置值和方向值。

32.如权利要求31所述的系统，其中所述处理器还被配置为基于所述位置值和所述方向值来确定代表性位置和代表性方向，其中所述代表性位置对应于所述犁沟位置并且所述代表性方向对应于所述犁沟方向。

33.如权利要求27至32中任一项所述的系统，其中所述指令在由所述处理器执行时还使所述转向控制器沿着所述犁沟行进到达所述第二田地离开位置。

34.如权利要求1至33中任一项所述的系统，其中所述第一田地离开位置、所述第一田地离开路径、所述第一田地再进入位置、所述第一田地再进入路径、所述第一前进位置、所述第一校正位置、所述第一倒车位置、所述第二田地离开位置、所述第二田地离开路径、所述第二田地再进入位置、所述第二田地再进入路径、所述第二前进位置、所述第二倒车位置或其组合是基于传感器输入确定的。

35.如权利要求1至34中任一项所述的系统，其中所述第一田地离开位置、所述第一田地离开路径、所述第一田地再进入位置、所述第一田地再进入路径、所述第一前进位置、所述第一校正位置、所述第一倒车位置、所述第二田地离开位置、所述第二田地离开路径、所述第二田地再进入位置、所述第二田地再进入路径、所述第二前进位置、所述第二倒车位置或其组合是实时确定的。

36.如权利要求1至35中任一项所述的系统，其中所述第一田地离开位置、所述第一田地离开路径、所述第一田地再进入位置、所述第一田地再进入路径、所述第一前进位置、所述第一校正位置、所述第一倒车位置、所述第二田地离开位置、所述第二田地离开路径、所述第二田地再进入位置、所述第二田地再进入路径、所述第二前进位置、所述第二倒车位置或其组合是自适应确定的。

37.如权利要求1至36中任一项所述的系统，其中所述第一田地离开位置、所述第一田地离开路径、所述第一田地再进入位置、所述第一田地再进入路径、所述第一前进位置、所述第一校正位置、所述第一倒车位置、所述第二田地离开位置、所述第二田地离开路径、所述第二田地再进入位置、所述第二田地再进入路径、所述第二前进位置、所述第二倒车位置或其组合独立于所述车辆的速度。

38.如权利要求1至37中任一项所述的系统，其中所述第一田地离开位置、所述第一田地离开路径、所述第一田地再进入位置、所述第一田地再进入路径、所述第一前进位置、所述第一校正位置、所述第一倒车位置、所述第二田地离开位置、所述第二田地离开路径、所述第二田地再进入位置、所述第二田地再进入路径、所述第二前进位置、所述第二倒车位置或其组合独立于所述车辆的转向速率。

39.如权利要求1至38中任一项所述的系统，其中所述处理器还被配置为生成警报以请求人为干预。

40.如权利要求39所述的系统，其中所述警报在所述车辆在预定的尝试次数之后仍未能到达所述第一田地离开位置、所述第一校正位置、所述第一前进位置、所述第一倒车位置、所述第一田地再进入位置、所述第二田地离开位置、所述第二校正位置、所述第二前进位置、所述第二倒车位置或所述第二田地再进入位置时生成。

41.如权利要求40所述的系统，其中所述预定的尝试次数为2至10次尝试、3至8次尝试或4至6次尝试。

42.如权利要求40所述的系统，其中所述预定的尝试次数为约5次尝试。

43.如权利要求39至42中任一项所述的系统，其中所述警报在所述车辆越过所述外边界或超出所述外边界预定距离时生成。

44.如权利要求43所述的系统，其中所述预定距离为0.5至1.5个车辆长度。

45.如权利要求43所述的系统，其中所述预定距离为约一个辆车长度。

46.如权利要求39至45中任一项所述的系统，其中所述警报在所述系统未能在所述第一田地再进入位置处或在所述第一田地再进入位置与所述第二田地离开位置之间检测到犁沟时生成。

47.如权利要求39至46中任一项所述的系统，其中所述警报在所述系统检测到障碍物时生成。

48.如权利要求39至47中任一项所述的系统，其中所述警报被配置为通过网络传输。

49.如权利要求39至48中任一项所述的系统，其中所述警报包括从所述车辆采集的图像、所述车辆的位置、所述转向控制器的位置、所述车辆的卫星图像或其组合。

50.如权利要求39至49中任一项所述的系统，其中所述处理器还被配置为在生成所述警报之后接收来自人的指令。

51.如权利要求50所述的系统，其中所述指令是远程提供的。

52.如权利要求50或权利要求51所述的系统，其中所述处理器还被配置为在已经提供所述指令之后继续执行所述第一转弯、执行所述第二转弯或沿着所述犁沟行进。

53.如权利要求1至52中任一项所述的系统，其中所述系统还包括被配置为检测障碍物的障碍物检测传感器。

54.如权利要求53所述的系统，其中所述障碍物检测传感器包括激光雷达传感器。

55.如权利要求1至54中任一项所述的系统，其中所述位置传感器包括全球定位系统传感器。

56.如权利要求1至55中任一项所述的系统，其中所述位置传感器包括照相机。

57.如权利要求1至56中任一项所述的系统，其中所述车辆是农用车辆。

58.如权利要求1至57中任一项所述的系统，其中所述车辆是拖拉机、除草机、喷洒器或播种机。

59.一种在田地中自主驾驶车辆的方法，所述方法包括：

60.如权利要求59所述的方法，其还包括以可变速度驾驶车辆。

61.如权利要求59或权利要求60所述的方法，其还包括：在到达所述第一倒车位置之前并且当碰到所述外边界时，使所述车辆向着所述第一田地再进入位置倒车；以及当达到定向在除沿着所述第一田地再进入路径以外的方向上的所述第一田地再进入位置时，使所述车辆向着所述第一倒车位置倒车。

62.如权利要求59至61中任一项所述的方法，其还包括：

63.如权利要求62的所述方法，其还包括沿着所述第一田地再进入位置与所述第二田地离开位置之间的犁沟行进。

64.如权利要求63所述的方法，其中沿着所述犁沟行进包括识别田地的深度图像、所述田地的视觉图像或两者中的所述犁沟，以及确定犁沟位置、犁沟方向或两者。

65.如权利要求64所述的方法，其中识别所述犁沟还包括从所述视觉图像生成分段图。

66.如权利要求64或权利要求65所述的方法，其中确定所述犁沟方向还包括从所述深度图像确定所述犁沟的中心。

67.如权利要求64至66中任一项所述的方法，其中确定所述犁沟位置和确定所述犁沟方向还包括确定所述视觉图像的对应于所述犁沟的像素的位置值和方向值。

68.如权利要求67所述的方法，还包括基于所述位置值和所述方向值来确定代表性位置和代表性方向，其中所述代表性位置对应于所述犁沟位置并且所述代表性方向对应于所述犁沟方向。

69.如权利要求59至68中任一项所述的方法，其中所述方法是实时确定的、自适应确定的或两者兼有。

70.如权利要求59至69中任一项所述的方法，其中所述方法随着所述方法的执行而更新。

71.如权利要求59至70中任一项所述的方法，其还包括基于传感器输入来确定所述第一田地离开位置、所述第一田地离开路径、所述第一田地再进入位置、所述第一田地再进入路径、所述第一前进位置、所述第一校正位置、所述第一倒车位置、所述第二田地离开位置、所述第二田地离开路径、所述第二田地再进入位置、所述第二田地再进入路径、所述第二前进位置、所述第二倒车位置或其组合。

72.如权利要求59至71中任一项所述的方法，其还包括实时地确定所述第一田地离开位置、所述第一田地离开路径、所述第一田地再进入位置、所述第一田地再进入路径、所述第一前进位置、所述第一校正位置、所述第一倒车位置、所述第二田地离开位置、所述第二田地离开路径、所述第二田地再进入位置、所述第二田地再进入路径、所述第二前进位置、所述第二倒车位置或其组合。

73.如权利要求59至72中任一项所述的方法，其还包括自适应地确定所述第一田地离开位置、所述第一田地离开路径、所述第一田地再进入位置、所述第一田地再进入路径、所述第一前进位置、所述第一校正位置、所述第一倒车位置、所述第二田地离开位置、所述第二田地离开路径、所述第二田地再进入位置、所述第二田地再进入路径、所述第二前进位置、所述第二倒车位置或其组合。

74.如权利要求59至73中任一项所述的方法，其还包括生成警报以请求人为干预。

75.如权利要求74所述的方法，其包括在所述车辆在预定的尝试次数之后仍未能到达所述第一田地离开位置、所述第一校正位置、所述第一前进位置、所述第一倒车位置、所述第一田地再进入位置、所述第二田地离开位置、所述第二校正位置、所述第二前进位置、所述第二倒车位置或所述第二田地再进入位置时生成所述警报。

76.如权利要求74或权利要求75所述的方法，其包括在生成所述警报之前尝试到达所述第一田地离开位置、所述第一校正位置、所述第一前进位置、所述第一倒车位置、所述第一田地再进入位置、所述第二田地离开位置、所述第二校正位置、所述第二前进位置、所述第二倒车位置或所述第二田地再进入位置2至10次、3至8次或4至6次。

77.如权利要求74或权利要求75所述的方法，其包括在生成所述警报之前尝试到达所述第一田地离开位置、所述第一校正位置、所述第一前进位置、所述第一倒车位置、所述第一田地再进入位置、所述第二田地离开位置、所述第二校正位置、所述第二前进位置、所述第二倒车位置或所述第二田地再进入位置约5次。

78.如权利要求74至77中任一项所述的方法，其包括在所述车辆越过所述外边界或超出所述外边界预定距离时生成所述警报。

79.如权利要求74至78中任一项所述的方法，其包括在所述车辆超出所述外边界0.5至1.5个车辆长度的距离时生成所述警报。

80.如权利要求74至78中任一项所述的方法，其包括在所述车辆超出所述外边界约一个车辆长度的距离时生成所述警报。

81.如权利要求74至80中任一项所述的方法，其包括在所述系统未能在所述第一田地再进入位置处或在所述第一田地再进入位置与所述第二田地离开位置之间检测到犁沟时生成所述警报。

82.如权利要求74至81中任一项所述的方法，其包括在所述系统检测到障碍物时生成所述警报。

83.如权利要求74至82中任一项所述的方法，其包括通过网络来传输所述警报。

84.如权利要求83所述的方法，其还包括将从所述车辆采集的图像、所述车辆的位置、所述转向控制器的位置、所述车辆的卫星图像或其组合与所述警报一起传输。

85.如权利要求74至84中任一项所述的方法，其还包括在生成所述警报之后接收来自人的指令。

86.如权利要求85所述的方法，其中所述指令是通过网络接收的。

87.如权利要求85或权利要求86所述的方法，其包括在已经接收到所述指令之后继续执行所述第一转弯、执行所述第二转弯或沿着所述犁沟行进。

88.如权利要求59至87中的任一项所述的方法，其还包括利用障碍物检测传感器来检测障碍物。

89.如权利要求88所述的方法，其中所述障碍物检测传感器包括激光雷达传感器。

90.如权利要求59至89中任一项所述的方法，其中所述方法由权利要求1至58中任一项所述的系统来执行。

91.一种用于检测田地中的梨沟的计算机实现方法，所述计算机实现方法包括：

92.如权利要求91所述的计算机实现方法，其中识别所述犁沟还包括从所述视觉图像生成分段图。

93.如权利要求91或权利要求92所述的计算机实现方法，其中确定所述犁沟方向还包括从所述深度图像确定所述犁沟的中心。

94.如权利要求91至93中任一项所述的计算机实现方法，其中确定所述犁沟位置和所述犁沟方向还包括确定所述视觉图像的对应于所述犁沟的像素的位置值和方向值。

95.如权利要求94所述的计算机实现方法，其还包括基于所述位置值和所述方向值来确定代表性位置和代表性方向，其中所述代表性位置对应于所述犁沟位置并且所述代表性方向对应于所述犁沟方向。

96.一种在田地中导航的方法，所述方法包括：使用权利要求91至95中任一项所述的计算机实现方法来检测第一条犁沟、沿着所述第一条犁沟引导车辆、沿着田地离开路径离开所述田地、使用权利要求1至58中任一项所述的系统或权利要求59至90中任一项所述的方法来操纵所述车辆、在使用权利要求91至95中任一项的计算机实现方法检测到的第二条犁沟处沿着田地再进入路径再进入所述田地，或其组合。