用于稀疏地表示以及存储地理和地图数据的系统技术方案

本发明专利技术公开了与生成和维护稀疏地理和地图数据相关联的技术。在一些情况下，系统可以维护包括多个节点的因子图。在一些情况下，该节点可以包括位姿数据和传感器数据，这些数据与在由该节点表示的地理位置的自主车辆相关联。可以基于共享轨迹和共享传感器数据来链接该节点。该节点。该节点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于稀疏地表示以及存储地理和地图数据的系统
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2020年12月18日提交的名称为“SYSTEM FOR SPARSELY REPRESENTING AND STORING GEO GRAPHIC AND MAP DATA”的美国专利申请17/247,646号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0002]自主车辆可以依赖大量环境数据和地图数据来帮助导航。然而，由于自主车辆所使用的环境数据和地图数据的图形性质和量，传输、存储和处理该环境数据和地图数据是资源密集和时间密集的。
附图说明
[0003]参考附图来描述详细描述。在图中，附图标记的最左边的数字标识该附图标记首次在其中出现的图。在不同的图中使用相同的附图标记表示相似或同样的组件或特征。
[0004]图1是示出根据本公开的实施方式的与多个自主车辆相关联的映射系统的示例架构的框图。
[0005]图2是示出根据本公开的实施方式的图1中的映射系统的示例架构的框图。
[0006]图3是示出根据本公开的实施方式的物理区域的稀疏表示的示例。
[0007]图4是示出根据本公开的实施方式的图3中的稀疏表示的一个部分的示例。
[0008]图5是示出根据本公开的实施方式的图3中的稀疏表示的一个部分的另一个示例。
[0009]图6是示出根据本公开的实施方式的在图5中的区域内的节点已经被折叠之后所得的因子图的示例。
[0010]图7是示出根据本公开的实施方式的与初始化物理环境的稀疏表示相关联的示例过程的流程图。
[0011]图8是示出根据本公开的实施方式的与更新物理环境的稀疏表示相关联的示例过程的流程图。
[0012]图9是示出根据本公开的实施方式的与更新物理环境的稀疏表示相关联的示例过程的另一流程图。
[0013]图10是示出根据本公开的实施方式的与更新物理环境的稀疏表示相关联的示例过程的另一流程图。
[0014]图11是示出根据本公开的实施方式的与触发对物理环境的稀疏表示的更新相关联的示例过程的流程图。
[0015]图12是示出根据本公开的实施方式的与执行与更新物理环境的稀疏表示关联的位姿图优化技术相关联的示例过程的流程图。
[0016]图13是用于实施本文讨论的技术的示例系统的框图。
具体实施方式
[0017]本文讨论了用于稀疏地存储、处理、和以其他方式利用环境数据和地图数据的技术。例如，当自主车辆接收到行驶到目的地位置的请求时，该自主车辆可以沿着规划的路径从自主车辆的当前位置导航到上车位置以接载乘客，然后从上车位置导航到目的地位置。该自主车辆可以估计车辆的位姿(例如，位置和/或朝向)并且将其与由与车辆相关联的传感器捕获的环境数据相关联。地图数据和环境数据都可以由自主车辆使用以帮助导航到目的地。
[0018]例如，由(多个)传感器捕获的环境数据可以用于生成环境的表示，例如环境中表面的二维或三维表示，例如等高线图、多边形网格、线框模型等。生成这样的表示可以至少部分地基于该环境数据被捕获时车辆及其传感器的位置和朝向。生成和/或更新此表示可能会因自主车辆的重复经过而为环境的同一部分生成的环境数据而变得复杂，这些数据可能来自不同的位置和角度，这可以表示同一对象或环境的不同视角。
[0019]在各种情况下，自主车辆可能遇到需要更新地图数据和/或环境数据的一个部分的情况。在传统系统中，更新与地理区域相关联的数据的部分经常需要解析与该地理区域相关联的整个数据集和/或按顺序执行各种操作(这在时间和资源方面都是低效的)。在一些时间敏感的操作中，例如自主车辆导航，任何由于更新或检索地图数据和/或环境数据导致的延迟都可能是有问题的。
[0020]在一些示例中，本文所讨论的系统可以被配置为将地图数据和/或环境数据存储为稀疏数据图或因子图。在一些情况下，也可以对稀疏数据图进行索引，例如沿着地理区域，以减少与访问和/或更新地图数据和/或环境数据相关联的资源消耗和时间。在一些情况下，本文讨论的系统可以包括数据库或数据仓储，该数据库或数据仓储以特定时间间隔维护有组织的和经索引的地图数据和/或环境数据的稀疏图，这允许自主车辆的各种其他系统在图形数据上并行地操作。
[0021]在一个特定示例中，有组织的和经索引的稀疏图或因子图可以包括与环境相关联或表示环境的多个节点。在一些情况下，该节点可以包括或存储位姿数据以及根据例如从全球定位系统(GPS)、地图定位数据等接收到的信息创建的许多因子，该信息例如，行进方向、朝向或IMU数据、速度、图像数据、雷达数据、激光雷达数据、热数据、一元全局因子，这可以用于将节点组织到位姿数据的因子图表示中。在一些情况下，多个节点可以被稀疏地表示为沿轨迹的时刻(例如，在具体时间的六自由度(6DOF)位姿)，或者单个节点可以由多个时刻形成，在其中每个时刻的6DOF位姿相对于代表性节点或时刻被维护。作为说明性示例，系统可以存储节点内每个时刻的位姿与代表性节点或时刻之间的相对变换(例如，6DOF变换)。以这种方式，可以通过反向执行相对变换来重新创建每个时刻。
[0022]在一个示例中，自主车辆可以通过至少部分地基于传感器数据确定轨迹而沿着路线穿过。轨迹可以包括一组指令，用于致动驱动系统直至达到地平线时间(horizon time)或距离(例如，下一个50毫秒、下一个100毫秒、下一秒、任何其他时间量、下一个3米、下一个10米，下一个50英尺、任何其他距离)。随着车辆穿过轨迹，车辆可以至少部分地基于第一传感器数据确定在第一时间的第一位姿(例如，位置和/或朝向)，并且至少部分地基于第二传感器数据确定在第二时间的第二位姿。在第一时间的第一位姿和在第二时间的第二位姿可以由因子图内基于共享轨迹而链接的节点表示。
[0023]除了基于共享轨迹来链接因子图内的节点之外，在一些情况下，系统可以使用传感器数据(例如激光雷达数据、相机数据等)来链接节点。例如，可以使用传感器数据来链接沿不同轨迹的两个位姿(例如，第一位姿和第三位姿)以表示第一位姿在因子图和/或环境内相对于第三位姿的位置。例如，基于对传感器数据的分析，系统可以识别在第一位姿和第三位姿两者捕获的地标或静态环境对象。然后系统可以在第一位姿和第三位姿之间添加图形链接或连接。在一些情况下，系统可以确定相对位置数据(例如第一位姿的位置与第三位姿的位置之间的距离)并且该相对位姿数据可以由第一位姿与第三位姿之间的链接的变换来表示。
[0024]作为其他示例，系统也可以至少部分地基于预形成与每个节点相关联的操作来链接节点。例如，系统可以确定从GPS数据、地图定位数据、或其他基于地理的位置数据导出的共享一元全局因子。作为另一示例，系统可以基于在两个节点之间的传感器数据(例如，图像数据、激光雷达数据、雷达数据等)之间预形成关联和/或闭环操作来链接节点。在一个特定示例中，系统可以通过至少部分地基于现有的或预先存在的地图数据或道路网络来匹配特定节点的传感器数据以确定链接。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：确定与因子图相关联的感兴趣区域，所述感兴趣区域包括至少第一节点和第二节点，并且所述因子图表示车辆行驶经过的环境；将所述第一节点确定为所述感兴趣区域的代表性节点；确定所述第一节点的第一位姿与所述第二节点的第二位姿之间的变换；至少部分地基于所述变换相对于所述第一节点维护所述第二节点；生成所述第一节点与第三节点之间的第一链接，所述第三节点在所述感兴趣区域的外部；至少部分地基于所述第一节点和所述第三节点生成环境的更新的表示；以及将所述更新的表示发送到自主车辆。2.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述第一节点与所述第三节点之间的所述第一链接至少部分地基于所述第一节点与所述第三节点之间的欧式距离。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，还包括：至少部分地基于以下各项中的一项或多项来生成所述第一节点与在所述感兴趣区域外部的第四节点之间的第二链接：与所述第一节点相关联的传感器数据内的环境区域和与所述第三节点相关联的传感器数据内的环境区域的共视性；所述第一节点与所述第三节点之间的图距离；与所述第一节点的位置和所述第三节点的位置相关联的共享一元全局因子；或者在与所述第一节点相关联的传感器数据和与所述第三节点相关联的传感器数据之间的检测到的闭环。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，将所述第一节点确定为所述代表性节点至少部分地基于以下各项中的一项或多项：所述第一节点与所述第二节点之间的相对位置；所述第一节点、所述第二节点与至少第三节点、所述第三节点之间的相对位置；与所述第一节点相关联和所述第二节点相关联的传感器数据的质量；所述感兴趣区域内的所述因子图的质量；与所述感兴趣区域相关联的收敛度量；或者与所述第一节点和所述第二节点的所述传感器数据相关联的共视性度量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述变换是第一变换，所述感兴趣区域是第一感兴趣区域，并且所述方法还包括：确定与所述因子图相关联的第二感兴趣区域，所述第二感兴趣区域包括至少所述第一节点和第四节点；将所述第四节点确定为所述第二感兴趣区域的代表性节点；确定所述第四节点的第三位姿与所述第一节点的第四位姿之间的第二变换；至少部分地基于所述第二变换相对于所述第四节点维护所述第一节点；至少部分地基于所述第一变换相对于所述第一节点维护所述第二节点；以及生成所述第四节点与所述第三节点之间的第二链接，所述第三节点在所述第一感兴趣区域和所述第二感兴趣区域的外部。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括：
接收与第二感兴趣区域相关联的数据；基于在所述第二感兴趣区域的所述因子图，确定与定位操作相关联的置信值小于或等于阈值置信水平；将所述数据包括作为所述因子图的附加节点；以及在所述因子图上执行位姿图优化。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述感兴趣区域是至少部分地基于以下各项中的一项或多项来确定的：所述第一节点与所述第四节点之间的欧氏距离阈值，所述第四节点在所述感兴趣区域的外部；或者与所述第一节点和所述第二节点相关联的传感器数据的质量。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，响应于以下各项中的一项或多项来确定所述感兴趣区域：确定所述第一节点或所述第二节点的年龄超过或达到第一阈值；确定所述感兴...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：祖克斯有限公司，
类型：发明
国别省市：