使用地理弧的2D交通工具定位制造技术

本申请公开一种使用地理弧(geoarc)的2D交通工具定位。示例包括用于相对于成像的表面配置来定位交通工具的方法、系统和制品。定位交通工具可包括从由交通工具支持的传感器获取的图像中选择特征对，该交通工具在表面配置的参考表示中具有相应识别的特征对。可基于传感器的视角和参考表示中选择的特征对来生成三维地理弧。在一些示例中，可确定远离物理表面配置的部分的交通工具已知距离设置的地理弧的选择的部分。可识别其中对于选择的特征对的地理弧的选择的部分重叠的定位。在一些示例中，可在体积元素(体素)的三维空间中限定参考表示，并且可确定包含在最高数量的地理弧中的体素。

2D vehicle positioning using geographic arcs

The present application discloses a 2D vehicle positioning using a geographic arc (geoarc). The examples include methods, systems, and products for locating traffic tools with respect to the surface configuration relative to the imaging. The location vehicle can include selecting feature pairs from the images acquired by the vehicle supported sensor, which has corresponding identification pairs in the reference representation of the surface configuration. A three-dimensional geographic arc can be generated based on the selected feature pairs in the sensor - based view and reference representation. In some examples, it is possible to determine the selected part of the geographic arc that is set at a known distance away from the part of the physical surface configuration. The partial overlap of the selection of the selected feature pair of the geographic arcs can be identified. In some examples, the reference representation can be defined in the three-dimensional space of the volume element (voxel), and the voxels contained in the highest number of geographic arcs can be determined.

【技术实现步骤摘要】
使用地理弧的2D交通工具定位相关申请的交叉引用以下相关专利以其整体并入本文，用于所有目的：2014年10月7日授予YuriOwechko的美国专利号8,855,442的“使用三维地理弧的多模态数据的图像配准”(ImageRegistrationofMultimodalDataUsing3D-Geoarcs)。
本公开涉及用于交通工具定位的方法、系统和制品。更具体地，所公开的实施例涉及用于使用地理弧(geoarc)来定位交通工具的系统和方法，该地理弧使物理表面配置的传感器图像与物理表面配置的参考表示相关联。
技术介绍
启用全球定位系统(GPS)的设备常用于在GPS可用的区域内定位此类设备的位置。对于未启用GPS或处于GPS不可用位置的设备，需要其他方式来定位设备的位置。GPS拒绝定位的现有方法使用各种感测机构。例如，惯性测量单元(IMU)已经在从导弹到手机范围的平台中实现。它们适合于由于其定位估计误差的固有增长而需要在相对短时期内进行定位的应用。有源感测系统使用场景中的RF发射器和RF环境的空间地图来定位。虽然此类方法适合在室内使用，但有源发射器模式的这种映射在室外可能不实际，并且固有地是非隐蔽的。基于无源相机的方法通过处理图像数据来执行相机的定位。自定位与映射(SLAM)系统创建环境的三维(3D)模型，并且通过利用相机的移动来估计相对于模型的相机位置。SLAM不提供绝对的位置信息，并且需要单独装置用于将模型与3D地图配准。相对于其他方法，特别是当仅需要二维(2D)位置信息时，它在计算上也是复杂的。场景匹配方法将相机图像与大型数据库中的地理标记图像进行匹配，且然后推断相机的定位和姿态。通过查找相机图像和候选地图图像之间的特征与特征对应来完成图像匹配。由于需要匹配许多单个特征，所以此类方法在计算上是复杂的并且容易出错，并且对匹配误差敏感。基于相关性的方法对旋转、尺度、透视和照明变化敏感，并且不可以校正飞行路径的大的变化。语义(semantic)定位方法识别相机图像中的对象，并使用语义推理将场景与地图数据库中的对象进行匹配。这些方法受限于迄今为止跨越不同数据集和环境变化未很好地推广并具有有限的空间精确度的识别方法的精确度(特别是在3D中)。
技术实现思路
本公开描述用于相对于成像的表面配置来定位(locate)或定位(localize)交通工具的方法、系统、制品、技术和/或解决方案的示例，当用于定位交通工具的其他技术不可用时，该示例特别有用。在一些实施例中，用于空间定位的方法包括从远离物理表面配置间隔已知距离的位置从传感器获取物理表面配置的部分的图像，并且识别获取的图像中的特征。该方法还包括将获取的图像中的识别的特征与物理表面配置的部分的参考表示(诸如参考地图)中的识别的特征相关联，并且在获取的图像中选择多个特征对，该多个特征对具有在参考表示中的对应的识别的特征对。对于获取的图像中的每个选择的特征对，该方法包括确定来自传感器的特征对之间的视角，生成将确定的视角与在参考表示中的选择的特征对相关联的三维地理弧，以及确定远离物理表面配置的部分已知距离设置的地理弧的选择的部分。该方法还包括识别其中对于选择的特征对的地理弧的选择的部分重叠的定位。具有最大数量的重叠地理弧的定位对应于相机定位。在一些实施例中，交通工具包括传感器和通信地耦接到传感器的数据处理系统，该传感器被配置为从远离物理表面配置间隔已知距离的位置产生物理表面配置的一部分的图像。该数据处理系统被配置为存储物理表面配置的部分的参考表示和参考表示中识别的特征，以及识别获取的图像中的特征。该数据处理系统被配置为将获取的图像中的识别的特征与参考表示中的识别的特征相关联，以及在获取的图像中选择多个特征对，该多个特征对具有在参考表示中的对应的识别的特征对。对于在获取的图像中的每个选择的特征对，该数据处理系统被配置为确定来自传感器的特征对之间的视角，生成将确定的视角和参考表示中的选择的特征对相关联的三维地理弧，以及确定远离物理表面配置的部分已知距离设置的地理弧的选择的部分。该数据处理系统还被配置为识别其中对于选择的特征对的地理弧的选择的部分重叠的定位。具有最大数量的重叠地理弧的定位对应于相机定位。在一些实施例中，计算机程序产品包括至少一个计算机可读存储介质，其具有与其一起实施的计算机可读程序指令。该计算机可读程序指令在由处理器执行时将处理器配置为存储物理表面配置的部分的参考表示和参考表示中识别的特征，以及从远离物理表面配置间隔已知距离的位置接收和存储由传感器产生的物理表面配置的一部分的图像。当由处理器读取时，计算机可读程序指令进一步将处理器配置为识别接收的图像中的特征，将获取的图像中的识别的特征与参考表示中的识别的特征相关联，并且在接收的图像中选择多个特征对，该多个特征对具有在参考表示中的相应的识别的特征对。对于接收的图像中的每个选择的特征对，当由处理器读取时，计算机可读程序指令进一步将处理器配置为确定来自传感器的特征对之间的视角，生成将确定的视角和参考表示中的选择的特征对相关联的三维地理弧，并且确定远离物理表面配置的部分已知距离设置的地理弧的选择的部分。当由处理器读取时，计算机可读程序指令还将处理器配置为识别其中对于选择的特征对的地理弧的选择的部分重叠的定位。具有最大数量的重叠地理弧的定位对应于相机定位。特征、功能和优点可在本公开的各种实施例中独立实现，或可在另外的实施例中组合，参考以下描述和附图可以看出其进一步的细节。附图说明图1是基于物理表面配置的表示的两个特征的三维地理弧的示例。图2是相对于地平面和传感器平面的三维地理弧的示例。图3是物理表面配置的图像的示例和传感器视角的图示。图4是相对于物理表面配置的参考表示的地平面中和平移的(translated)传感器平面中的地理弧的部分的示例。图5类似于图4，但是示出相对于参考表示的平移传感器平面中的三个地理弧的部分。图6是由用于定位具有图像传感器的交通工具的实施例执行的操作的图示。图7是由用于定位具有图像传感器的交通工具的实施例执行的操作的图示。图8是划分为图块的参考表示的图示。图9是图8所示的图块的地理弧的部分的图示。图10是由用于定位具有图像传感器的交通工具的实施例执行的操作的图示。图11是三维地理弧和相关联的变换的坐标原点的示例的图示。图12是示出地理弧特征的地理弧的二维切片(slice)的图示。图13是由用于生成特征参考地图的实施例执行的操作的图示。图14是由用于定位具有图像传感器的交通工具的实施例执行的操作的图示。图15是说明性数据处理系统的各种部件的示意图。图16是说明性计算机网络系统的示意性表示。图17是示出用于相对于定位获取交通工具来定位交通工具的实施例的方框图。图18是由用于定位具有图像传感器的交通工具的实施例执行的操作的图示。具体实施方式综述以下描述了并且在相关联的附图中示出了用于使用使物理表面配置的传感器图像与物理表面配置的参考表示相关的地理弧来定位具有图像传感器的交通工具或确定其位置的系统和方法的各种实施例。除非另有说明，否则交通工具定位系统和/或其各种部件可以但不要求包含本文所描述、示出和/或并入的结构、部件、功能和/或变化中的至少一个。此外，与本教导有关的描述、示出和/或并入的结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于空间定位的方法，其包括：从远离物理表面配置间隔已知距离的位置从由交通工具支持的传感器获取所述物理表面配置的一部分的图像；识别获取的图像中的特征；将所述获取的图像中的识别的特征与所述物理表面配置的所述部分的参考表示中的识别的特征相关联；在所述获取的图像中选择多个特征对，所述多个特征对具有在所述参考表示中的对应的所识别的特征对；对于在所述获取的图像中的每个选择的特征对，确定来自所述传感器的所述特征对之间的视角，生成将所确定的视角和在所述参考表示中的选择的特征对相关联的三维地理弧，以及确定远离所述物理表面配置的所述部分所述已知距离设置的所述地理弧的选择的部分；以及识别其中对于所述选择的特征对的所述地理弧的所述选择的部分重叠的定位。

【技术特征摘要】
2016.08.30 US 15/252,1201.一种用于空间定位的方法，其包括：从远离物理表面配置间隔已知距离的位置从由交通工具支持的传感器获取所述物理表面配置的一部分的图像；识别获取的图像中的特征；将所述获取的图像中的识别的特征与所述物理表面配置的所述部分的参考表示中的识别的特征相关联；在所述获取的图像中选择多个特征对，所述多个特征对具有在所述参考表示中的对应的所识别的特征对；对于在所述获取的图像中的每个选择的特征对，确定来自所述传感器的所述特征对之间的视角，生成将所确定的视角和在所述参考表示中的选择的特征对相关联的三维地理弧，以及确定远离所述物理表面配置的所述部分所述已知距离设置的所述地理弧的选择的部分；以及识别其中对于所述选择的特征对的所述地理弧的所述选择的部分重叠的定位。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考表示是沿地平面延伸的所述物理表面配置的所述部分的二维表示，并且其中确定所述地理弧的选择的部分包括确定在所述地平面上方所述已知距离处的传感器平面，并且识别所述传感器平面和所述地理弧的交点。3.根据权利要求2所述的方法，其还包括，对于每个选择的特征对，将所述传感器平面与所述地理弧的交点平移到所述地平面上，并且将其中所述地理弧的所述选择的部分重叠的所述识别的定位与所述参考表示上对应的定位相关联。4.根据权利要求3所述的方法，其还包括选择所述参考表示上对应于其中所述地理弧的所述选择的部分重叠最多的定位，作为所述参考表示上的对应于所述传感器平面中的所述地理弧中的所述交通工具的定位的所述定位。5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的方法，其还包括，对于每个选择的特征对，将所述地理弧的所述选择的部分平移到所述参考表示上，并且将其中所述地理弧的所述选择的部分重叠的所述识别的定位与所述参考表示上对应的定位相关联。6.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的方法，其中识别其中对于所述选择的特征对的所述地理弧的所述选择的部分重叠的定位包括将所述物理表面配置的所述部分的所述参考表示的区域划分为多个分区，以及对于每个分区分别识别相应分区中的其中对于所述选择的特征对的所述地理弧的所述选择的部分重叠的定位。7.根据权利要求6所述的方法，其中对于每个分区分别识别所述相应分区中的其中对于所述选择的特征对的所述地理弧的所述选择的部分重叠的定位包括对于所述多个分区中的多个，同时识别所述相应分区中的其中对于所述选择的特征对的所述地理弧的所述选择的部分重叠的定位。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述传感器具有已知的视场，并且其中将所述物理表面配置的所述部分的所述参考表示的区域划分为多个分区包括将所述物理表面配置的所述部分的所述参考表示的所述区域划分为所述多个分区，每个分区具...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·欧威斯克，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US