具有基于特征的定位和导航的工业车辆制造技术

提供了一种工业车辆，包括驱动机制、转向机制、车辆控制器、相机和导航模块。所述相机以通信方式耦合到所述导航模块，所述车辆控制器对来自所述导航模块的命令作出响应，且所述驱动机制和所述转向机制对来自所述车辆控制器的命令作出响应。所述相机配置成捕获包括细长天窗和吊灯的仓库吊顶的输入图像，所述细长天窗的特征在于沿着纵向和横向轴向方向的图像强度改变的不同速率，所述吊灯的特征在于图像强度改变的圆形对称速率。所述导航模块配置成区分开所述吊灯与所述天窗并向所述车辆控制器发送定位的命令，或基于有效吊顶灯识别、有效天窗识别或这两者而为所述工业车辆导航穿过所述仓库。

Industrial vehicle with feature based positioning and navigation

An industrial vehicle is provided, including driving mechanism, steering mechanism, vehicle controller, camera and navigation module. The camera is coupled to the navigation module in a communication mode, the vehicle controller responds to the command from the navigation module, and the driving mechanism and the steering mechanism respond to the commands from the vehicle controller. The camera is configured to capture an input image of a warehouse ceiling consisting of a slender skylight and a chandelier. The slender skylight is characterized by a different rate of change of image intensity along the longitudinal and transverse direction of the image, and the chandelier is characterized by a circular symmetry rate of change in image intensity. The navigation module is configured to separate the command from the chandelier with the skylight and to send a positioning to the vehicle controller, or to identify, effective skylight identification, or both of which are navigated through the warehouse based on the effective ceiling lamp.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有基于特征的定位和导航的工业车辆相关申请的交叉引用本申请要求2015年9月4提交的第62/214,445(CRNZ0057MA)号和2015年9月16提交的第62/219,259(CRNZ0057M2)号美国临时申请的权益。
本公开涉及用于提供照明不变特征检测的系统和方法，且更具体地说，涉及用于提供用于特征检测的照明不变功能的系统和方法。
技术介绍
为了围绕行业环境移动物件，工人常常利用工业车辆，包含例如叉车、手动和电动机驱动托盘车和/或其它材料处置车辆。工业车辆可配置成自动化引导式车辆或导航穿过环境的手动引导式车辆。为了方便自动化引导或任何类型的车辆导航，工业车辆可适于在环境内进行定位。也就是说，工业车辆可调适有用于定位的传感器和处理器，即，确定环境内的工业车辆的位置并任选地确定工业车辆的姿势。传感器可配置成检测环境中的物件，且定位可取决于从此类检测到的目标提取的特征。在例如USPGPub.第2016/0090281和2016/0011595号中描述了具有此性质的系统。
技术实现思路
根据本公开的一个实施例，提供一种工业车辆，包括驱动机制、转向机制、车辆控制器、相机和导航模块。所述相机以通信方式耦合到所述导航模块，所述车辆控制器对来自所述导航模块的命令作出响应，且所述驱动机制和所述转向机制对来自所述车辆控制器的命令作出响应。所述相机配置成捕获包括细长天窗和吊灯的仓库吊顶的输入图像，所述细长天窗的特征在于沿着纵向和横向轴向方向的图像强度改变的不同速率，所述吊灯的特征在于图像强度改变的圆形对称速率。所述导航模块配置成区分开所述吊灯与所述天窗，并向所述车辆控制器发送基于有效吊顶灯识别、有效天窗识别或这两者而为所述工业车辆导航穿过所述仓库的命令。更具体地说，预期所述导航模块能够执行机器可读指令从所述仓库吊顶的所述输入图像产生高斯尺度空间金字塔，其中所述高斯尺度空间金字塔包括多个尺度空间图像。所述模块计算所述高斯尺度空间金字塔内的每个图像的海森响应的行列式，并将具有相同大小和结构的海森响应金字塔的行列式构建成所述高斯尺度空间金字塔。所述模块还计算所述高斯尺度空间金字塔内的每个图像的海森响应的迹，并将具有相同大小和结构的海森响应金字塔的迹构建成所述高斯尺度空间金字塔。所述模块利用海森响应金字塔的所述行列式以识别所述仓库吊顶的所述输入图像中的吊顶灯候选，并利用海森响应金字塔的所述迹以识别所述仓库吊顶的所述输入图像中的天窗候选。所述吊顶灯候选经受吊顶灯候选特征处理以识别所述仓库中的有效吊灯，且所述天窗候选经受天窗候选特征处理以识别所述仓库中的有效天窗。预期能够通过执行应用于所述仓库吊顶的所述输入图像的一系列级联图像平滑操作来产生所述高斯尺度空间金字塔，并能够通过与二项滤波核心的卷积来近似所述高斯尺度空间金字塔。还预期能够通过以次取样操作补充所述系列级联图像平滑操作来产生所述高斯尺度空间金字塔。能够依据可用导航模块计算能力而条件性地实施所述补充性次取样操作。能够基于与二阶偏导数滤波核心卷积的每个尺度空间图像而计算海森响应的所述行列式和海森响应的所述迹。还预期能够通过减去混合的二阶偏导数项来计算海森响应的所述行列式。海森响应的所述行列式抑制对物件的响应，所述物件的特征在于沿着纵向和横向轴向方向的图像强度改变的不同速率。所述行列式响能够用于多尺度非最大抑制，其中局部极大值定位于包括尺度和空间维度的窗口内。在此状况下，能够应用绝对最小阈值以防止过多有噪声误报行列式响应。所述行列式响应能够用于用来移除没有可能对应于吊灯的候选点的对关键点进行滤波函数中。所述对关键点进行滤波函数能够利用候选点上的其它滤波器以检查凭经验设定的阈值。所述其它滤波器能够包括按其检测到关键点的尺度、关键点的空间位置、所述关键点位置处的海森响应的所述行列式的量值、机器学习分类器、或周围区域的海森响应值的平均迹。最后，预期所述行列式响应能够用于用来改进吊顶灯候选关键点的空间位置和尺度的改进关键点函数中。所述迹响能够用于海森响应图像函数的总和大尺度迹中，所述海森响应图像函数用于将来自海森响应金字塔的迹的海森响应图像的一系列迹求和成海森响应图像的积分后迹。预期能够在海森响应金字塔的所述迹内搜索天窗区域。所述迹响应能够由海森响应函数的阈值积分后迹进一步处理，其中使海森响应的所述迹平滑并应用阈值。所述阈值能够是固定或非固定的。还预期海森响应的所述迹能够用于连接分量滤波函数中，所述连接分量滤波函数用于基于海森响应图像的二进制阈值积分后迹而提取连接分量并对连接分量进行滤波。所述连接分量滤波函数能够针对大小和高宽比进行滤波，以选择大体上矩形的区域。根据本公开的另一实施例，所述导航模块配置成区分开所述吊灯与所述天窗，并向所述车辆控制器发送基于有效吊顶灯识别、有效天窗识别或这两者而穿过所述仓库定位所述工业车辆的命令。附图说明对本公开的具体实施例的以下详细描述在结合以下附图时可以最好地理解，在附图中用类似的参考数字指示类似的结构且在附图中：图1描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的用于基于环境的定位的车辆；图2描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的基于环境的定位的相机特征提取/顶灯特征提取的示范性算法的流程图；图3示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的展示三个天窗的输入图像；图4A和4B示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的展示多行天窗和多个圆形灯的输入图像和阈值图像；图5描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的用于对圆形灯和天窗的照明不变特征检测的示范性算法的流程图；图6示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的尺度空间金字塔；图7示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的多尺度非最大抑制；图8A和8B示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的图4A和图4B的输入图像上重叠的检测到的特征候选；且图9描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的用于吊顶灯候选特征检测的示范性算法的流程图；且图10描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的用于天窗候选特征感兴趣区域检测的示范性算法的流程图；图11描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的用于天窗提取的示范性算法的流程图；图12示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的图3的输入图像上重叠的天窗图像上方的已定向限界框；图13示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的图3的输入图像上方重叠的天窗图像上方的轴线对准感兴趣区域；图14A和14B示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的图3的输入图像上重叠的线段选择；图15示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的图3的输入图像上重叠的线段配对选择；图16A和16B示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的图3的输入图像上重叠的中心线特征；图17示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的展示一行天窗的输入图像；图18示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的图17的输入图像的边缘线；图19A和19B示意性地描绘根据在本文中展示并描述的一个或多个实施例的图17的输入图像上重叠的边缘线和感兴趣区域；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业车辆，包括驱动机制、转向机制、车辆控制器、相机和导航模块，其中：所述相机以通信方式耦合到所述导航模块；所述车辆控制器对来自所述导航模块的命令作出响应；所述驱动机制和所述转向机制对来自所述车辆控制器的命令作出响应；所述相机配置成捕获包括细长天窗和吊灯的仓库吊顶的输入图像，所述细长天窗的特征在于沿着纵向和横向轴向方向的图像强度改变的不同速率，所述吊灯的特征在于图像强度改变的圆形对称速率；且所述导航模块配置成通过执行用以执行以下操作的机器可读指令来区分开所述吊灯与所述天窗：从所述仓库吊顶的所述输入图像产生高斯尺度空间金字塔，其中所述高斯尺度空间金字塔包括多个尺度空间图像，计算所述高斯尺度空间金字塔内的每个图像的海森响应的行列式，将具有相同大小和结构的海森响应金字塔的行列式构建成所述高斯尺度空间金字塔，计算所述高斯尺度空间金字塔内的每个图像的海森响应的迹，将具有相同大小和结构的海森响应金字塔的迹构建成所述高斯尺度空间金字塔，利用海森响应金字塔的所述行列式以识别所述仓库吊顶的所述输入图像中的吊顶灯候选，利用海森响应金字塔的所述迹以识别所述仓库吊顶的所述输入图像中的天窗候选，使吊顶灯候选经受吊顶灯候选特征处理以识别所述仓库中的有效吊灯，使天窗候选经受天窗候选特征处理以识别所述仓库中的有效天窗，以及向所述车辆控制器发送基于有效吊顶灯识别、有效天窗识别或这两者而为所述工业车辆导航穿过所述仓库的命令。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.04 US 62/214,445;2015.09.16 US 62/219,2591.一种工业车辆，包括驱动机制、转向机制、车辆控制器、相机和导航模块，其中：所述相机以通信方式耦合到所述导航模块；所述车辆控制器对来自所述导航模块的命令作出响应；所述驱动机制和所述转向机制对来自所述车辆控制器的命令作出响应；所述相机配置成捕获包括细长天窗和吊灯的仓库吊顶的输入图像，所述细长天窗的特征在于沿着纵向和横向轴向方向的图像强度改变的不同速率，所述吊灯的特征在于图像强度改变的圆形对称速率；且所述导航模块配置成通过执行用以执行以下操作的机器可读指令来区分开所述吊灯与所述天窗：从所述仓库吊顶的所述输入图像产生高斯尺度空间金字塔，其中所述高斯尺度空间金字塔包括多个尺度空间图像，计算所述高斯尺度空间金字塔内的每个图像的海森响应的行列式，将具有相同大小和结构的海森响应金字塔的行列式构建成所述高斯尺度空间金字塔，计算所述高斯尺度空间金字塔内的每个图像的海森响应的迹，将具有相同大小和结构的海森响应金字塔的迹构建成所述高斯尺度空间金字塔，利用海森响应金字塔的所述行列式以识别所述仓库吊顶的所述输入图像中的吊顶灯候选，利用海森响应金字塔的所述迹以识别所述仓库吊顶的所述输入图像中的天窗候选，使吊顶灯候选经受吊顶灯候选特征处理以识别所述仓库中的有效吊灯，使天窗候选经受天窗候选特征处理以识别所述仓库中的有效天窗，以及向所述车辆控制器发送基于有效吊顶灯识别、有效天窗识别或这两者而为所述工业车辆导航穿过所述仓库的命令。2.根据权利要求1所述的工业车辆，其中通过执行应用于所述仓库吊顶的所述输入图像的一系列级联图像平滑操作来产生所述高斯尺度空间金字塔。3.根据权利要求2所述的工业车辆，其中通过与二项滤波核心的卷积来近似所述高斯尺度空间金字塔。4.根据权利要求1所述的工业车辆，其中通过以次取样操作补充所述系列级联图像平滑操作来产生所述高斯尺度空间金字塔。5.根据权利要求4所述的工业车辆，其中依据可用导航模块计算能力而条件性地实施所述补充性次取样操作。6.根据权利要求1所述的工业车辆，其中基于与二阶偏导数滤波核心卷积的每个尺度空间图像而计算海森响应的所述行列式和海森响应的所述迹。7.根据权利要求1所述的工业车辆，其中通过减去混合的二阶偏导数项来计算海森响应的所述行列式。8.根据权利要求1所述的工业车辆，其中海森响应的所述行列式抑制对物件的响应，所述物件的特征在于沿着纵向和横向轴向方向的图像强度改变的不同速率。9.根据权利要求1所述的工业车辆，其中所述行列式响应用于多尺度非最大抑制，其中局部极大值定位于包括尺度和空间维度的窗口内。10.根据权利要求9所述的工业车辆，其中应用绝对最小阈值以防止过多有噪声误报行列式响应。11.根据权利要求1所述的工业车辆，其中所述行列式响应用于用来移除没有可能对应于吊灯的候选点的对关键点进行滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·贝尔，
申请(专利权)人：克朗设备公司，
类型：发明
国别省市：美国,US