多智能体地图生成制造技术

一种用于生成环境的地图的系统，所述系统包括多个智能体，所述多个智能体获取由测绘系统捕获的测绘数据，所述测绘系统包括距离传感器。所述测绘数据指示环境的三维表示，并用于生成表示环境的部分的帧。所述智能体从其他智能体接收其他帧数据，所述其他帧数据指示其他帧，所述其他帧表示使用由其他智能体的测绘系统捕获的其他测绘数据生成的环境的部分。然后，每个智能体通过使用帧和其他帧生成节点来生成表示环境的地图的图像，每个节点均指示环境的相应部分，并计算互连节点的边，这些边指示节点之间的空间偏移。示节点之间的空间偏移。示节点之间的空间偏移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多智能体地图生成


[0001]本专利技术涉及一种用于生成环境的地图的系统和方法，特别是一种使用环境内的多个智能体生成环境的测绘系统和方法。

技术介绍

[0002]本说明书中对任何先前出版物(或从其衍生的信息)或任何已知事项的引用，不是也不应被视为承认或承认或任何形式的建议，即先前出版物(或从其衍生的信息)或已知事项构成本说明书相关领域的公共常识的一部分。
[0003]众所周知，它使用智能体，例如配备有三维(3D)测绘系统的自动驾驶汽车，来生成环境的地图。这种系统通常使用来自距离传感器，例如激光雷达距离扫描仪，它用测量反射的激光以确定环境的部分的距离，所述信息反过来被用于创建点云。对距离数据的适当分析，例如使用同步定位和地图构建(SLAM)算法，允许智能体将自身定位在环境内，允许智能体在生成环境的地图的同时在环境内驾驶。
[0004]这种地图的生成存在许多误差。例如，智能体在环境中的轨迹通常使用惯性传感器来跟踪，惯性传感器容易受漂移影响，而距离感测过程和结果数据分析中的误差会导致地图不完全准确。另一个问题是，遍历和给环境制图的过程可能非常耗时，这在诸如搜索和救援场景的应用程序中尤其成问题。此外，在某些情况下，环境可能难以遍历，这意味着智能体由于其自身的固有能力，只能遍历部分环境。这不仅阻止了环境的某些部分被制图，而且还会影响测绘的结果精度，例如阻止循环闭合，这有助于提高制图精度。
[0005]虽然已经尝试使用多个智能体执行制图，但这些都依赖于生成单个全局制图的离线批处理方法。虽然这可以产生精确的地图，但这不能很好地缩放，不能在一段时间后实时运行，并且不容易共享，主要是因为簿记要求导致计算要求的线性增加，在考虑其他要求后，这对于解决问题变得不可行。

技术实现思路

[0006]在广义的形式中，本专利技术在一个方面试图提供一种用于生成环境的地图的系统，所述系统包括多个智能体，每个智能体包括一个或多个处理设备，所述处理设备被配置成：获取由包括距离传感器的测绘系统捕获的测绘数据，所述测绘数据指示所述环境的三维表示；使用所述测绘数据生成表示所述环境的部分的帧；从一个或多个其他智能体接收其他帧数据，所述其他帧数据指示其他帧，所述其他帧表示使用由所述一个或多个其他智能体的测绘系统捕获的其他测绘数据生成的所述环境的部分；以及，通过以下方式生成表示所述环境的地图的图像：使用所述帧和所述其他帧生成节点，每个节点均指示所述环境的相应部分；以及，计算互连所述节点的边，所述边表示所述节点之间的空间偏移。
[0007]在一个实施例中，每个智能体均基于以下因素维护各自的独立图像，其基础是：使用由所述智能体捕获的测绘数据生成所述帧；以及使用由所述一个或多个其他智能体捕获的其他测绘数据生成的所述其他帧。
[0008]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成执行以下步骤：使用所述帧生成初始图像；以及，使用以下一种方法使用附加帧和其他帧来更新图像：生成附加节点或边；以及，改善图像中的边。
[0009]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成部分地使用智能体遍历的轨迹来确定所述图像。
[0010]在一个实施例中，由每个智能体生成的所述图像基于由所述智能体遍历的局部精确轨迹，并且与由其他智能体生成的图像在全局上一致。
[0011]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成使用以下至少一个来确定轨迹：一个或多个惯性定位传感器；以及，来自距离传感器的信号。
[0012]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成至少部分地使用轨迹来计算互连所述节点的边。基于权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成通过分割所述测绘数据来生成所述帧。
[0013]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成基于以下至少一项来生成帧：所述测绘数据的捕获时间；所述测绘数据的捕获持续期间；在捕获所述测绘数据期间遍历的距离；在捕获所述测绘数据期间遍历的旋转角度；以及所述测绘数据的覆盖范围。
[0014]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成：分割所述智能体遍历的轨迹；以及，使用轨迹片段生成帧。
[0015]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成：分析所述帧；以及，基于所述分析的结果生成节点。
[0016]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成：生成多个父节点，每个父节点均代表所述环境的不同部分；以及，生成多个子节点，每个子节点与父节点相关联，并且表示与相关联的所述父节点所表示的环境的部分彼此相同或重叠的环境的部分。
[0017]在一个实施例中，所述子节点通过固定的几何变换与所述父节点相关联。
[0018]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成基于以下至少一点来识别子节点和父节点：与所述节点相关联的帧之间的重叠程度；以及与所述节点相关联的所述帧的捕获点之间的移动程度。
[0019]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成计算在所述父节点之间延伸的边以生成所述图像。
[0020]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成：生成节点之间的边；以及，如果边连接到子节点，则将所述边传播到与所述子节点相关联的父节点。
[0021]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成使用所述子节点和父节点之间的几何变换来传播所述边。
[0022]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成：计算所述节点之间的边；以及，使用迭代优化过程来改善所述边。
[0023]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成使用以下至少一项来计算边：局部漂移方法；循环闭合；以及，地点识别。
[0024]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成通过使用由所述智能体遍历的轨迹来计算节点之间的空间偏移从而计算边。
[0025]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成通过以下方式计算边：使用
对齐过程来对齐不同节点的帧；以及，使用所述对齐的结果来计算所述边。
[0026]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成使用迭代最近点算法来执行所述对齐过程。
[0027]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成：使用匹配过程来识别潜在的匹配节点；以及，使用潜在匹配节点来执行以下至少一项：循环闭合；以及，地点识别。
[0028]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成通过以下方式执行匹配过程：将节点与一个或多个其他节点进行比较；以及，基于所述比较的结果生成排序，所述排序指示所述节点与所述一个或多个其他节点之间的相似度。
[0029]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成通过以下方式将所述节点与一个或多个其他节点进行比较：计算所述节点的签名，所述签名基于与所述节点相关联的帧的一个或多个特征；以及，将所述签名与其他节点的其他签名进行比较。
[0030]在一个实施例中，所述一个或多个处理设备被配置成使用与所述节点相关联的帧的低维表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生成环境的地图的系统，所述系统包括多个智能体，每个智能体均包括一个或多个处理设备，所述处理设备被配置成：a)获取由测绘系统捕获的测绘数据，所述测绘系统包括距离传感器，所述测绘数据指示所述环境的三维表示；b)使用所述测绘数据生成表示所述环境的部分的帧；c)从一个或多个其他智能体接收其他帧数据，所述其他帧数据指示其他帧，所述其他帧表示使用由所述一个或多个其他智能体的测绘系统捕获的其他测绘数据生成的所述环境的部分；以及，d)通过以下方式生成表示所述环境的地图的图像：i)使用所述帧和所述其他帧生成节点，每个节点均指示所述环境的相应部分；以及，ii)计算互连所述节点的边，所述边指示所述节点之间的空间偏移。2.根据权利要求1所述的系统，其中每个智能体均基于以下因素维护各自独立的图像：a)使用由所述智能体捕获的测绘数据生成的所述帧；以及，b)使用由所述一个或多个其他智能体捕获的其他测绘数据生成的所述其他帧。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成：a)使用所述帧生成初始图像；以及，b)使用附加帧和其他帧至少通过以下一项更新图像：i)生成附加节点或边；以及，ii)改善图像中的边。4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成至少部分地使用由所述智能体遍历的轨迹来确定所述图像。5.根据权利要求4所述的系统，其中，由每个智能体生成的所述图像基于由所述智能体遍历的局部精确轨迹，并且与由其他智能体生成的图像在全局上一致。6.根据权利要求4或5所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成使用以下至少一项来确定轨迹：a)一个或多个惯性定位传感器；以及，b)来自距离传感器的信号。7.根据权利要求4至6中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成至少部分地使用所述轨迹来计算互连所述节点的边。8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成通过分割所述测绘数据来生成所述帧。9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成基于以下至少一项来生成帧：a)所述测绘数据的捕获时间；b)所述测绘数据的捕获持续期间；c)在捕获所述测绘数据期间遍历的距离；d)在捕获所述测绘数据期间遍历的旋转角度；以及，e)所述测绘数据的覆盖范围。10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置
成：a)分割所述智能体遍历的轨迹；以及，b)使用轨迹片段生成所述帧。11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成：a)分析所述帧；以及，b)基于所述分析的结果生成节点。12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成：a)生成多个父节点，每个父节点均代表所述环境的不同部分；以及，b)生成多个子节点，每个子节点均与父节点相关联，并且表示与相关联的所述父节点所表示的环境的部分彼此相同或重叠的环境的部分。13.根据权利要求12所述的系统，其中所述子节点通过固定的几何变换与所述父节点相关联。14.根据权利要求12或13所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成基于以下至少一点来识别子节点和父节点：a)与所述节点相关联的帧之间的重叠程度；以及，b)与所述节点相关联的所述帧的捕获点之间的移动程度。15.根据权利要求12至14中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成计算在所述父节点之间延伸的边以生成所述图像。16.根据权利要求12至15中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成：a)生成节点之间的边；以及，b)如果边连接到子节点，则将所述边传播到与所述子节点关联的父节点。17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成使用所述子节点和父节点之间的几何变换来传播所述边。18.根据权利要求1至17中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成：a)计算所述节点之间的边；以及，b)使用迭代优化过程来改善所述边。19.根据权利要求1至18中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成使用以下至少一项来计算边：a)局部漂移方法；b)循环闭合；以及，c)地点识别。20.根据权利要求1至19中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成通过使用由所述智能体遍历的轨迹来计算节点之间的空间偏移从而计算边。21.根据权利要求1至20中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成通过以下方式计算边：
a)使用对齐过程来对齐不同节点的帧；以及，b)使用所述对齐的结果来计算所述边。22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成使用迭代最近点算法来执行所述对齐过程。23.根据权利要求1至22中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成：a)使用匹配过程来识别潜在匹配节点；以及，b)使用潜在匹配节点执行以下至少一项：i)循环闭合；以及，ii)地点识别。24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成通过以下方式执行所述匹配过程：a)将节点与一个或多个其他节点进行比较；以及，b)基于所述比较的结果生成排序，所述排序指示所述节点与所述一个或多个其他节点之间的相似度。25.根据权利要求24所述的系统，其中，所述一个或多个处理设备被配置成通过以下方式将所述节点与一个或多个其他节点进行比较：a)计算所述节点的签名，所述签名基于与所述节点相关联的帧的一个或多个特征；以及，b)将所述签名与其他节点的其他签名进行比较。26.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：加文，
申请(专利权)人：联邦科学和工业研究组织，
类型：发明
国别省市：