SLAM运算装置和方法制造方法及图纸

一种SLAM硬件加速器的装置，包括存储部分，用于存储输入数据、临时运算结果数据、最终运算结果数据、运算过程所需的指令集和/或算法参数数据；运算部分，与所述存储部分连接，用于完成对SLAM相关算法和应用的计算；控制部分，连接所述存储部分和运算部分，用于控制和协调存储部分和运算部分。本发明专利技术还提供了一种完成SLAM运算的方法，该方法通过指令来控制数据的运输、数据的运算、程序的运行等。本发明专利技术的装置和方法能够有效根据不同的需求对SLAM算法进行加速，满足不同需求的运算，具有灵活性强、可配置程度高、运算速度快、功耗低等优点。

SLAM Operating Device and Method

【技术实现步骤摘要】
SLAM运算装置和方法
本专利技术涉及一种SLAM(simultaneousLocalizationandMapping，即时定位与建图)运算装置和方法，用于根据不同需求对SLAM算法的运算进行加速。
技术介绍
在未知的环境中自主导航是移动机器人(例如无人地面和空中载具等)的一个基本能力。SLAM任务中即时定位与建图的定位主要完成机器人的位置在地图中的确定工作，建图的主要任务是是机器人根据环境建立对应环境的地图。在缺乏位置环境初始地图的情况下这就需要机器人能够实时地构建地图并且利用地图完成自身的定位，完成这项任务所需要的SLAM算法随之产生。然而在移动机器人有限的计算能力和严格的功耗要求下精确地实现SLAM算法是现实中所面临的最大问题之一。首先，SLAM算法因为有实时性的要求因而需要极高的运算速度来完成类似帧与帧间短时间的大量运算，其次SLAM算法由于受到移动机器人的限制对功耗有着苛刻的要求，最后SLAM算法种类众多运算类型较广，因此设计的加速器需要支持各种类型的SLAM算法。在现有技术中，一种实现SLAM算法的方式是直接在通用处理器(CPU)上进行运算，该方法的缺点之一是单个通用处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种运算装置，其特征在于，所述装置包括：存储部分，用于存储输入数据、临时运算结果数据、最终运算结果数据、运算过程所需的指令集和/或算法参数数据；运算部分，与所述存储部分连接，用于完成对SLAM相关算法和应用的计算；所述运算部分包括矩阵操作单元，所述矩阵操作单元包括m*n个矩阵运算部件，所述矩阵运算部件包括运算器和寄存器，其中，m、n为正整数；所述寄存器包括行缓冲器和列缓冲器。

【技术特征摘要】
1.一种运算装置，其特征在于，所述装置包括：存储部分，用于存储输入数据、临时运算结果数据、最终运算结果数据、运算过程所需的指令集和/或算法参数数据；运算部分，与所述存储部分连接，用于完成对SLAM相关算法和应用的计算；所述运算部分包括矩阵操作单元，所述矩阵操作单元包括m*n个矩阵运算部件，所述矩阵运算部件包括运算器和寄存器，其中，m、n为正整数；所述寄存器包括行缓冲器和列缓冲器。2.根据权利要求1所述的SLAM硬件加速器的装置，其特征在于，还包括：控制部分，连接所述存储部分和运算部分，用于控制和协调存储部分和运算部分。3.根据权利要求1所述的SLAM硬件加速器的装置，其特征在于，所述存储部分包括：输入存储模块：用于存储输入/输出数据；中间结果存储模块：用于存储临时运算结果数据；最终结果存储模块：用于存储最终运算结果数据；指令存储模块：用于存储运算过程所需的指令集；和/或缓冲存储模块：用于各种数据的缓冲存储。4.根据权利要求1所述的SLAM硬件加速器的装置，其特征在于，所述运算部分包括：针对SLAM相关算法和应用而设计的加速和处理SLAM运算的加速运算装置；SLAM相关算法和应用中包含但不能由所述加速运算装置完成的其他运算的其他运算装置。5.根据权利要求4所述的SLAM硬件加速器的装置，其特征在于，所述加速运算装置包含向量运算单元和矩阵运算单元。6.根据权利要求4所述的SLAM硬件加速器的装置，其特征在于，所述其他运算装置用于完成在算法和应用中使用但又不由加速运算装置完成的运算。7.根据权利要求4所述的SLAM硬件加速器的装置，其特征在于，所述运算部分通过硬件电路实现。8.根据权利要求2所述的SLAM硬件加速器的装置，其特征在于，所述控制部分连接存储部分的每个模块和运算部分，控制部分包括一个先进先出队列和一个控制处理器，先进先出队列用于存储控制信号，控制处理器用于取出待执行的控制信号，对控制逻辑进行分析后，对存储部分和运算部分进行控制和协调。9.根据权利要求1所述的SLAM硬件加速器的装置，其特征在于，所述指令集包括：控制操作指令类，用于选取待执行的运行指令的控制，所述控制操作指令类包括指跳转指令和分支指令，跳转指令包括直接跳转指令和间接跳转指令，分支指令包括条件分支指令；数据操作指令类，用于控制数据的传输；宏运算指令类，用于完整的运算操作，所述宏运算指令包括：卷积运算指令、卷积操作指令、图像累加操作指令、图像BOX滤波操作指令、局部极值操作指令、计数器比较操作指令和/或池化运算指令；或者，所述宏运算指令类包括以下至少一种：矩阵与矩阵乘法指令、矩阵与矩阵加法指令、矩阵与向量乘法指令、矩阵与向量加法指令、矩阵与标量乘法指令、矩阵与标量加法矩阵、向量与向量乘法指令和向量与向量外积指令；或者，宏运算指令类包括以下至少一种：向量与向量乘法指令、向量与向量加法指令、向量与标量乘法指令、向量与标量加法指令、标量开方指令、标量取随机指令和移动指令；多维数据运算指令类，用于控制多维数据的运算操作；和/或一维数据运算指令类，用于控制一维数据的运算操作，所述一维数据包括：一维向量和一维标量。10.根据权利要求9所述的SLAM硬件加速器的装置，其特征在于，所述数据操作指令类包括以下至少一种：LD/ST指令，用于DRAM与SRAM中传输数据；MOV指令，用于在SRAM之间传输数据；RD/WR指令，表示用在于SRAM与BUFFER之间传输数据。11.根据权利要求9所述的SLAM硬件加速器的装置，其特征在于，所述多维数据运算指令类用于要求运算单元执行多维数据的运算，多维数据的运算包括多维数据与多维数据间的运算，多维数据与一维向量数据间的运算以及多维数据与一维标量数据之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈云霁，杜子东，张磊，陈天石，
申请(专利权)人：北京中科寒武纪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11