用于表面特征检测和穿越的系统和方法技术方案

本教导的基本上不连续的表面特征穿越特征能够利用运输装置(TD)，例如但不限于自主装置或半自主装置，以在能够包括诸如基本上不连续的表面特征的特征的环境中导航。基本上不连续的表面特征穿越特征能够使得TD能够在各种扩展表面上行驶。特别地，能够准确地标识和标记基本上不连续的表面特征，使得TD能够在基本上不连续的表面特征的进出期间自动地维持TD的性能。的性能。的性能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于表面特征检测和穿越的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本技术专利申请要求以下各项的权益：2019年2月25日提交的标题为System and Method for Surface Feature Detection and Traversal的美国临时专利申请序号62/809,973(代理人档案号Z26)、2019年5月22日提交的标题为System and Method for Surface Feature Traversal的美国临时专利申请序号62/851,266(代理人档案号Z81)以及2019年5月23日提交的标题为System and Method for Surface Feature Traversal的美国临时专利申请序号62/851,881(代理人档案号Z88)，这些申请通过引用整体地并入本文。

技术介绍

[0003]本教导通常涉及表面特征检测和穿越。表面特征穿越是有挑战性的，因为能够在异构拓扑当中找到表面特征，例如但不限于基本上不连续的表面特征(SDSF)，并且该拓扑对特定地理学可能是唯一的。然而，诸如例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于导航由运输装置(TD)遇到的至少一个基本上不连续的表面特征(SDSF)的方法，所述TD在表面之上的路径行驶，所述表面包括所述至少一个SDSF，所述路径包括起点和终点，所述方法包括：访问表示所述表面的点云数据；对所述点云数据进行过滤；将过滤的点云数据形成为可处理的部分；将所述可处理的部分合并成至少一个凹多边形；在所述至少一个凹多边形中定位和标记所述至少一个SDSF，所述定位和标记形成标记点云数据；至少基于所述至少一个凹多边形来创建绘图多边形；以及至少基于所述绘图多边形来选取从所述起点到所述终点的所述路径，所述TD沿着所述路径穿越所述至少一个SDSF。2.根据权利要求1所述的方法，其中，对所述点云数据进行过滤包括：从所述点云数据有条件地去除表示瞬态对象的点和表示孤立点的点；以及替换去除的具有预选高度的点。3.根据权利要求1所述的方法，其中，形成处理部分包括：将所述点云数据分段成所述可处理的部分；以及从所述可处理的部分去除预选高度的点。4.根据权利要求1所述的方法，其中，合并所述可处理的部分包括：通过分析孤立点、体素和法线来减小所述可处理的部分的大小；从减小大小的可处理的部分生长区域；从所述生长区域确定初始可驾驶表面；对所述初始可驾驶表面进行分段和网格化；在分段和网格化的初始可驾驶表面内定位多边形；以及至少基于所述多边形来设置至少一个可驾驶表面。5.根据权利要求4所述的方法，其中，定位和标记所述至少一个SDSF包括：根据SDSF过滤器对所述可驾驶表面的点云数据进行排序，所述SDSF过滤器包括至少三种类别的点；以及至少基于所述至少三种类别的点是否相结合地满足至少一个第一预选准则来定位至少一个SDSF点。6.根据权利要求5所述的方法还包括：至少基于所述至少一个SDSF点中的多个是否相结合地满足至少一个第二预选准则来创建至少一个SDSF轨迹。7.根据权利要求6所述的方法，其中，创建绘图多边形还包括：从所述至少一个可驾驶表面创建至少一个凸多边形，所述至少一个凸多边形包括外边；平滑所述外边；基于平滑的外边来形成驾驶余量；将所述至少一个SDSF轨迹添加到所述至少一个可驾驶表面；以及
根据至少一个第三预选准则从所述至少一个可驾驶表面去除内边。8.根据权利要求8所述的方法，其中，所述外边的平滑包括：向外修整所述外边，形成向外的边。9.根据权利要求7所述的方法，其中，形成所述平滑的外边的驾驶余量包括：向内修整所述向外的边。10.一种用于导航由TD遇到的至少一个基本上不连续的表面特征(SDSF)的系统，所述TD在表面之上的路径行驶，所述表面包括至少一个SDSF，所述路径包括起点和终点，所述系统包括：传感器；地图处理器；动力基础；装置控制器，所述装置控制器包括：第一处理器，所述第一处理器访问表示所述表面的点云数据；过滤器，所述过滤器对所述点云数据进行过滤；第二处理器，所述第二处理器从过滤的点云数据形成可处理的部分；第三处理器，所述第三处理器将所述可处理的部分合并成至少一个凹多边形；第四处理器，所述第四处理器在所述至少一个凹多边形中定位和标记所述至少一个SDSF，所述定位和标记形成标记点云数据；第五处理器，所述第五处理器创建绘图多边形；以及第六处理器，所述第六处理器至少基于所述绘图多边形来选取从所述起点到所述终点的所述路径，所述TD沿着所述路径穿越所述至少一个SDSF。11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述过滤器包括：第七处理器，所述第七处理器执行代码，所述代码包括：从所述点云数据有条件地去除表示瞬态对象的点和表示孤立点的点；以及替换去除的具有预选高度的点。12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述第二处理器包括可执行代码，所述可执行代码包括：将所述点云数据分段成所述可处理的部分；以及从所述可处理的部分去除预选高度的点。13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述第三处理器包括可执行代码，所述可执行代码包括：通过分析孤立点、体素和法线来减小所述可处理的部分的大小；从减小大小的可处理的部分生长区域；从所述生长区域确定初始可驾驶表面；对所述初始可驾驶表面进行分段和网格化；在分段和网格化的初始可驾驶表面内定位多边形；以及至少基于所述多边形来设置至少一个可驾驶表面。14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述第四处理器包括可执行代码，所述可执行代码包括：
根据SDSF过滤器对所述可驾驶表面的点云数据进行排序，所述SDSF过滤器包括至少三种类别的点；以及至少基于所述至少三种类别的点是否相结合地满足至少一个第一预选准则来定位至少一个SDSF点。15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述第四处理器包括可执行代码，所述可执行代码包括：至少基于所述至少一个SDSF点中的多个是否相结合地满足至少一个第二预选准则来创建至少一个SDSF轨迹。16.根据权利要求13所述的系统，其中，创建绘图多边形包括第八处理器，所述第八处理器包括可执行代码，所述可执行代码包括：从所述至少一个可驾驶表面创建至少一个凸多边形，所述至少一个凸多边形包括外边；平滑所述外边；基于平滑的外边来形成驾驶余量；将所述至少一个SDSF轨迹添加到所述至少一个可驾驶表面；以及根据至少一个第三预选准则从所述至少一个可驾驶表面去除内边。17.根据权利要求16所述的系统，其中，平滑所述外边包括第九处理器，所述第九处理器包括可执行代码，所述可执行代码包括：向外修整所述外边，形成向外的边。18.根据权利要求17所述的系统，其中，形成平滑的外边的驾驶余量包括第十处理器，所述第十处理器包括可执行代码，所述可执行代码包括：向内修整所述向外的边。19.一种用于导航由运输装置(TD)遇到的至少一个基本上不连续的表面特征(SDSF)的方法，所述TD在表面之上的路径行驶，所述表面包括所述至少一个SDSF，所述路径包括起点和终点，所述方法包括：访问路线拓扑，所述路线拓扑包括包含有过滤的点云数据的至少一个绘图多边形，所述过滤的点云数据包括标记特征，所述点云数据包括可驾驶余量；将所述点云数据变换到全局坐标系中；确定所述至少一个基本上不连续的表面特征(SDSF)的边界；在所述边界周围创建预选大小的SDSF缓冲区；至少基于至少一个SDSF穿越准则来确定所述至少一个SDSF中的哪个能够被穿越；至少基于所述至少一个SDSF穿越准则、变换的点云数据和所述路线拓扑来创建边/权重图；以及至少基于所述边/权重图来选取从所述起点到所述终点的所述路径。20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述至少一个SDSF穿越准则包括：所述至少一个SDSF的预选宽度和所述至少一个SDSF的预选平滑度；以及所述至少一个SDSF与所述TD之间的最小进入距离和最小离开距离包括可驾驶表面，其中，所述至少一个SDSF与所述TD之间的所述最小进入距离适应由所述TD到所述至少一个SDSF的大约90
°
途径。
21.一种用于导航由运输装置(TD)遇到的至少一个基本上不连续的表面特征(SDSF)的系统，所述TD在表面之上的路径行驶，所述表面包括所述至少一个SDSF，所述路径包括起点和终点，所述系统包括：第一处理器，所述第一处理器访问路线拓扑，所述路线拓扑包括包含有过滤的点云数据的至少一个绘图多边形，所述过滤的点云数据包括标记特征，所述点云数据包括可驾驶余量；第二处理器，所述第二处理器将所述点云数据变换到全局坐标系中；第三处理器，所述第三处理器确定所述至少一个SDSF的边界，所述第三处理器在所述边界周围创建具有预选大小的SDSF缓冲区；第四处理器，所述第四处理器至少基于至少一个SDSF穿越准则来确定所述至少一个SDSF中的哪些能够被穿越；第五处理器，所述第五处理器至少基于所述至少一个SDSF穿越准则、变换的点云数据和所述路线拓扑来创建边/权重图；以及基础控制器，所述基础控制器至少基于所述边/权重图来选取从所述起点到所述终点的所述路径。22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述至少一个SDSF穿越准则包括：所述至少一个SDSF的预选宽度和所述至少一个SDSF的预选平滑度；所述至少一个SDSF与所述TD之间的最小进入距离和最小离开距离包括可驾驶表面；以及所述至少一个SDSF与所述TD之间的所述最小进入距离适应由所述TD到所述至少一个SDSF的大约90
°
途径。23.一种用于导航由TD遇到的至少一个基本上不连续的表面特征(SDSF)的方法，所述TD在表面之上的路径行驶，所述表面包括所述至少一个SDSF，所述路径包括起点和终点，所述方法包括：访问表示所述表面的点云数据；对所述点云数据进行过滤；将过滤的点云数据形成为可处理的部分；将所述可处理的部分合并成至少一个凹多边形；在所述至少一个凹多边形中定位和标记所述至少一个SDSF，所述定位和标记形成标记点云数据；至少基于所述至少一个凹多边形来创建绘图多边形，所述绘图多边形形成路线拓扑；将所述点云数据变换到全局坐标系中；确定所述至少一个SDSF的边界；在所述边界周围创建预选大小的SDSF缓冲区；至少基于至少一个SDSF穿越准则来确定所述至少一个SDSF中的哪些能够被穿越；至少基于所述至少一个SDSF穿越准则、变换的点云数据和所述路线拓扑来创建边/权重图；以及至少基于所述边/权重图来选取从所述起点到所述终点的所述路径。24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述对所述点云数据进行过滤包括：
从所述点云数据有条件地去除表示瞬态对象的点和表示孤立点的点；以及替换去除的具有预选高度的点。25.根据权利要求23所述的方法，其中，形成处理部分包括：将所述点云数据分段成所述可处理的部分；以及从所述可处理的部分去除预选高度的点。26.根据权利要求23所述的方法，其中，所述合并所述可处理的部分包括：通过分析孤立点、体素和法线来减小所述可处理的部分的大小；从减小大小的可处理的部分生长区域；从所述生长区域确定初始可驾驶表面；对所述初始可驾驶表面进行分段和网格化；在分段和网格化的初始可驾驶表面内定位多边形；以及至少基于所述多边形来设置至少一个可驾驶表面。27.根据权利要求26所述的方法，其中，定位和标记所述至少一个SDSF包括：根据SDSF过滤器对所述可驾驶表面的点云数据进行排序，所述SDSF过滤器包括至少三种类别的点；以及至少基于所述至少三种类别的点是否相结合地满足至少一个第一预选准则来定位至少一个SDSF点。28.根据权利要求27所述的方法，还包括：至少基于所述至少一个SDSF点中的多个是否相结合地满足至少一个第二预选准则来创建至少一个SDSF轨迹。29.根据权利要求28所述的方法，其中，创建绘图多边形还包括：从所述至少一个可驾驶表面创建至少一个凸多边形，所述至少一个凸多边形包括外边；平滑所述外边；基于平滑的外边来形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾米丽，
申请(专利权)人：德卡产品有限公司，
类型：发明
国别省市：