【技术实现步骤摘要】
本公开大体涉及使用光学装置的系统和方法，并且更具体地，涉及包括在未知环境中移动的多个移动平台的系统。
技术介绍
1、成像装置可以用于收集、处理和存储来自其环境的数据，以便生成其环境的数字表示。捕获环境的数字图像可以用于生成三维(3d)地图，该3d地图转而可以用于确定移动平台已经沿其移动的路径。
2、例如，在移动平台(例如，在环境中运动的移动机器人)上安装成像装置可以促进使用数字3d地图来定位移动平台，通过生成移动机器人周围环境的3d地图以确定移动机器人在其环境内的位置。
3、例如，us20190178654描述了一种在存在关于地图特征坐标的不确定性的场景中找到移动平台的位置的方法。
4、同步定位与地图创建(slam)技术可以应用于视频数据，允许移动机器人建立未知环境的3d地图，同时跟踪其在环境中的当前位置和取向。一般而言，slam技术解决了以下问题：使用移动平台构建未知环境的3d地图，同时使用地图估计平台在该环境内的位置和/或在该环境中进行导航。一些slam技术可以使用来自不同类型传感器的数据来定位移动平台并绘制环境特征的地图。
5、k.yousif等人在其2015年10月发表于robotica的文章“3d slam in texture-less environments using rank order statistics(使用等级顺序统计的无纹理环境中的3d slam)”中，提出了一种仅使用低成本rgb-d传感器提供的深度信息的、用于无纹理场景的实时3d同步定位与地图创建(
6、然而，基于深度数据的3d配准的技术(例如，rgb-d相机)无法在包括自相似表面的环境中提供合乎需要的自定位解决方案。自相似表面被定义为在多个地点处包括相同或相似的子部分的表面，因此无法确定它们的对齐位置。这种自相似表面的示例包括平面、球体、圆柱体或两个相交平面(例如，墙壁和地板)。这种表面在人造环境中很常见，尤其是在投影仪的射程很短的情况下。当机器人在以具有自相似表面为特征的环境中移动的情况下，机器人无法在不依赖表面上的任何静态纹理的情况下进行导航。即使在机器人将图案投影到表面上的情况下，图案会随机器人一起移动，使得实际上几乎无法确定其位置。
7、本公开试图为在可能具有自相似表面的未知的、可能无纹理的环境中移动的移动平台的定位问题提供解决方案。该解决方案允许通过使用安装在每个移动平台上并且因此与它们各自的移动平台一起移动的装置(例如，光学装置或任何其他类似的装置)在这种环境中进行导航。换句话说，本专利技术试图为在可能具有自相似表面的未知的、可能无纹理的环境中移动的移动平台的取向问题提供一种简单的解决方案。
技术实现思路
1、可以通过参考所附权利要求来总结本公开。
2、本公开的一个目的是提供一种包括多个移动对象/平台的系统，该多个移动对象/平台能够在可能具有自相似表面的未知的、可能无纹理的环境内四处移动。
3、本公开的另一个目的是提供一种系统，该系统通过依赖于由至少一个平台投影到可能具有自相似表面的未知的、可能无纹理的环境上的图案而使得多个移动对象/平台能够在该环境内进行导航，该至少一个平台偶尔作为静止平台进行操作。
4、本公开的另一个目的是提供一种包括多个移动对象/平台的系统，其中，这些移动平台中的一个或多个被选择作为静止平台进行操作，这些静止平台被配置为投影将由移动平台使用的一个或多个图案，同时确定其在未知环境(可能是具有自相似表面和/或无纹理区域的环境)中的位置并在该未知环境中进行导航。
5、本专利技术的其他目的从以下描述中变得明显。
6、根据本公开的一个实施例，提供了一种系统，该系统被配置为在未知环境中操作并且包括多个平台，该多个平台被配置为作为移动平台进行操作，其中，这些平台中的每一个都包括光学深度传感器，并且至少一个平台被配置为作为静态平台进行操作并包括至少一个光学投影仪，
7、其中，在未知环境中操作该系统时，至少一个静态平台被配置为将图案投影到未知环境上，
8、其中，多个移动平台中的每一个被配置为在移动的同时通过其各自的光学深度传感器来检测图案或图案的一部分，以及
9、其中，由光学深度传感器获得的信息被至少一个处理器接收，并用于确定针对未知环境内至少一个相应的移动平台的移动指令(例如，移动方向)。
10、本文在整个说明书和权利要求书中使用的术语“未知环境”应该被理解为涵盖移动平台需要在其中进行导航的所有以下各种环境：没有关于其中包括什么的先验知识的环境、无纹理环境、部分无纹理环境、具有一个或多个自相似表面的环境、以及这些环境的任意组合。
11、本文在整个说明书和权利要求书中使用的术语“平台”应该被理解为涵盖设置有移动能力并适于在未知环境内独立移动的任何对象，例如，可以使用自己的腿移动的机器人(比如人形机)、可以依赖轮子滚动的机器人、或者在本领域中本身已知的任何其他形式、无人机等。
12、根据本专利技术，在未知环境中操作该系统时，至少一个静态平台被配置为将图案投影到未知环境上。应当注意，一种可选的操作模式是多个平台一被引入到其操作环境中就可以进行操作，而不管它们的整个操作环境是已知的还是未知的。依据可替代的选项，平台以非操作模式被引入到其操作环境中，并且只有当移动平台无法在未知环境中标识其位置时(例如，在检测到它面向白墙壁时)，它才会与其余的移动平台进行通信，向其余的移动平台表明它们应该恢复其操作模式，由此其中一个平台将承担静态平台的角色，而至少一些其他平台承担移动平台的操作模式。应当理解，这两种选项均被本专利技术覆盖。
13、根据本公开的一个实施例，至少一个静态平台被配置为将图案投影到未知环境的地板上、或天花板上或墙壁上、或其任何组合上(例如，仓库的墙壁)。
14、根据本公开的另一实施例，多个平台中的至少一个是机器人或无人机。
15、根据本公开的又一实施例，至少一个静态平台是被选择作为静态平台进行操作的移动平台。
16、依据本公开的又一实施例，至少一个处理器中的每一个被配置为在相应的移动平台处进行操作。
17、根据本公开的又一实施例，每个移动平台还包括收发器，该收发器被配置为将从其各自的光学深度传感器接收到的信息转发给中央单元并从中央单元接收移动指令，使得各自的移动平台能够在该未知环境内移动。应该注意，中央单元可以位于未知环境内，也可以位于该环境外，但在使用系统实现的无线传输方法(例如，蜂窝网络、wi-fi、蓝牙等)的同时将仍然实现中央单元与各种平台之间的通信交换的距离内。这两种选项都应理解为被本专利技术涵盖。
18、依据又一实施例，安装在至少一个移动平台上的光学传感器是立体相机。
19、根据又一实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种系统，被配置为在未知环境中操作，并且包括多个平台，所述多个平台被配置为作为移动平台进行操作，其中，多个移动平台中的每一个包括光学深度传感器，并且一个或多个不同的平台被配置为作为静态平台进行操作，每个静态平台包括至少一个光学投影仪，
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个静态平台被配置为将图案投影在所述未知环境的地板上，或天花板上或墙壁上，或地板、天花板或墙壁的任何组合上。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个平台中的至少一个是机器人或无人机。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个静态平台是被选择作为静态平台进行操作的移动平台。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个处理器中的每一个被配置为在相应的移动平台处进行操作。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，每个移动平台还包括收发器，所述收发器被配置为将从其各自的光学深度传感器接收到的信息转发给中央单元，并从所述中央单元接收移动指令，使得各自的移动平台能够在所述未知环境内移动。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，安
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述移动平台中的至少一个的光学深度传感器是立体相机对。
9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述中央单元包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为处理从移动平台的所述光学深度传感器接收到的信息、处理接收到的信息、并确定针对所述移动平台中的每一个的移动指令。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，被配置为作为静态平台操作的至少一个平台包括至少两个光学投影仪，并且其中，所述至少两个光学投影仪中的每一个被配置为在所述未知环境内投影与其他投影仪相比相同或不同的图案。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，每个移动平台包括单个投影仪和至少一个光学深度传感器。
12.根据权利要求1所述的系统，包括多个移动平台，每个移动平台包括单个投影仪，并且其中，所述系统还包括至少一个移动单元，所述至少一个移动单元包括至少一个光学深度传感器。
13.根据权利要求1所述的系统，包括多个移动平台，每个移动平台包括单个投影仪，并且其中，所述系统还包括一个移动单元，所述一个移动单元包括光学深度传感器，并且其中，包括一个光学深度传感器的所述一个移动单元被配置为与所述多个移动平台中的其余移动平台进行通信，并向其余移动平台中的每一个提供相应的移动指令，每个移动平台包括单个投影仪。
14.根据权利要求1所述的系统，其中，每个移动平台包括收发器，所述收发器被配置为实现所述移动平台之间的通信交换。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，在所述移动平台之间交换的通信包括信息，所述信息允许与接收这种通信的移动平台相关联的处理器为所述移动平台自身生成移动指令，从而使得所述移动平台能够在所述未知环境内移动。
16.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统包括彼此机械连接的至少两个移动单元，并且其中，在给定时间，所述至少两个移动单元中的至少一个充当静态平台，并且其中，所述至少两个移动单元中其他的至少一个移动单元被配置为相对于充当静态平台的移动单元改变其位置。
17.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个处理器还被配置为在使用从所述多个移动平台接收到的信息的同时生成所述未知环境的3D地图。
18.一种系统，被配置为在未知环境中操作，并且包括多个平台，所述多个平台被配置为作为移动平台进行操作，其中，多个移动平台中的每一个包括至少一个光学深度传感器和至少一个光学投影仪，
...【技术特征摘要】
1.一种系统，被配置为在未知环境中操作，并且包括多个平台，所述多个平台被配置为作为移动平台进行操作，其中，多个移动平台中的每一个包括光学深度传感器，并且一个或多个不同的平台被配置为作为静态平台进行操作，每个静态平台包括至少一个光学投影仪，
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个静态平台被配置为将图案投影在所述未知环境的地板上，或天花板上或墙壁上，或地板、天花板或墙壁的任何组合上。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个平台中的至少一个是机器人或无人机。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个静态平台是被选择作为静态平台进行操作的移动平台。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个处理器中的每一个被配置为在相应的移动平台处进行操作。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，每个移动平台还包括收发器，所述收发器被配置为将从其各自的光学深度传感器接收到的信息转发给中央单元，并从所述中央单元接收移动指令，使得各自的移动平台能够在所述未知环境内移动。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，安装在至少一个相应的移动平台上的多个光学传感器中的至少一个是立体相机，或者是使用单眼同步定位与地图创建slam的单个相机。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述移动平台中的至少一个的光学深度传感器是立体相机对。
9.根据权利要求6所述的系统，其中，所述中央单元包括至少一个处理器，所述至少一个处理器被配置为处理从移动平台的所述光学深度传感器接收到的信息、处理接收到的信息、并确定针对所述移动平台中的每一个的移动指令。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，被配置为作为静态平台操作的至少一个平台包括至少两个光学投影仪，并且其中，所述至少两个光学投影仪中的每一个被配置为在所述未知环境内投...
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