用于组合三维位置和二维强度地图绘制进行定位的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:7353313 阅读:217 留言:0更新日期:2012-05-19 02:54
一种地图绘制方法包括使用第一移动单元以在所述第一移动单元经过表面的同时绘制二维特征。在所述绘制期间感测所述特征的三维位置。创建包括所述特征的所述三维位置与所述二维特征的地图之间的关联性的三维地图。从所述第一移动单元向第二移动单元提供所述三维地图。所述第二移动单元用于在所述第二移动单元经过所述表面的同时绘制所述二维特征。在所述第二移动单元内并且通过使用所述三维地图来确定通过所述第二移动单元绘制的所述二维特征的三维位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及地图绘制(mapping)技术,并且更具体而言涉及在定位系统中使用的地图绘制技术。
技术介绍
自主车辆以及个人机器人必须在有人环境中安全操作。为了安全操作,要求对环境的精确感知以及环境内的精确定位。在地图绘制处理中使用所感知的二维和三维数据以在定位步骤中代表该环境。用于三维感知的当前传感器系统通常使用激光测距仪、立体照相机或者三维成像仪。这些传感器通常非常昂贵并且在用于信号处理的计算处理功率方面要求苛刻。例如基于超声传感器或者单视觉的便宜定位系统必须假设旨在采用所述经济定位系统的环境的结构。因此,这种便宜定位系统通常仅适用于最简单的环境或者它们经历由模型假设的违背导致的低稳健性。现有技术中既没有公开也没有建议克服利用已知地图绘制方法引起的上述问题的一种地图绘制方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于对与其精确的三维位置相关联的稳健的二维强度特征进行地图绘制的方法,以用于高度精确和低成本定位系统。所述强度特征可以例如经由尺度不变特征转换(SIFT)、快速鲁棒特征(SURF)、或者Calonder特征获得。精确的三维位置可以例如通过校准的激光雷达(LIDAR)系统获得。为了能够进行低成本定位,本专利技术可以使用利用包括三维传感器(例如,LIDAR)、二维强度传感器(例如,照相机)和在期望全球坐标时可能的定位传感器(例如,航位推算系统)的硬件装置创建的地图。本专利技术的新颖性特征在于地图中二维强度特征与其三维位置的关联性。然后可以利用低成本的单视场(monoscopic)强度传感器安全地执行与地图绘制系统不同的用于车辆/机器人的实际定位。在本专利技术的一种形式中,本专利技术包括一种地图绘制方法,所述地图绘制方法包括使用第一移动单元以在所述第一单元经过表面的同时绘制(map)二维特征。在所述绘制期间感测所述特征的三维位置。创建包括所述特征的所述三维位置与所述二维特征的地图之间的关联性的三维地图(map)。从所述第一移动单元向第二移动单元提供所述三维地图。所述第二移动单元用于在所述第二移动单元经过所述表面的同时绘制所述二维特征。在所述第二移动单元内并且通过使用所述三维地图来确定通过所述第二移动单元绘制的所述二维特征的三维位置。在本专利技术的另一形式中,本专利技术包括一种地图绘制装置,所述地图绘制装置包括第一移动单元,所述第一移动单元具有用于在所述第一移动单元经过表面的同时绘制二维特征的第一强度场传感器。三维位置感测设备在所述强度场传感器的所述绘制期间感测所述特征的三维位置。处理器与所述强度场传感器和所述三维位置感测设备二者进行通信。所述处理器创建包括所述特征的所述三维位置和所述二维特征的地图之间的关联性的三维地图。发送设备与所述处理器进行通信并且发送所述三维地图。第二移动单元包括用于接收来自所述第一移动单元的所述三维地图的接收设备。第二强度场传感器在所述第二移动单元经过所述表面的同时绘制所述二维特征。处理器与所述强度场传感器和所述接收设备二者进行通信。所述处理器确定通过所述第二移动单元绘制的所述二维特征的三维位置。在所述第二移动单元内并且通过使用所述三维地图来执行所述确定。在本专利技术的再一形式中,本专利技术包括一种地图绘制方法,所述地图绘制方法包括绘制道路的二维特征。在所述绘制期间感测所述特征的三维位置。确定所述道路的全球位置坐标。创建包括所述特征的所述三维位置、所述二维特征的地图、以及所述全球位置坐标之间的关联性的三维地图。向机动车辆提供所述三维地图。所述车辆用于在所述车辆经过所述道路的同时绘制所述二维特征。在所述机动车辆经过所述道路的同时跟踪所述车辆的全球位置坐标。将所述车辆的所述全球位置坐标匹配到与所述三维地图相关联的所述全球位置坐标。还匹配与所匹配的全球位置坐标相关联的所述二维特征。在所述车辆内并且通过使用与所匹配的二维特征相关联的所述三维位置来确定所述车辆和通过所述车辆绘制的所述二维特征之间的距离。本专利技术的优点在于单个地图绘制设备使得任意数量的机器人/车辆能够在被绘制的区域内进行安全且精确地导航。另一优点在于,由于潜在的批量生产部件的集成,与用于地图绘制和定位的当前研发的系统相比较,存在显著成本降低的潜力。附图说明通过参考下面结合附图给出的本专利技术实施例的描述,本专利技术的上述以及其它特征和目的,以及实现上述以及其它特征和目的的方式将变得更显而易见,并且本专利技术本身将得到更好地理解,在附图中:图1是示出了本专利技术的定位装置的一个实施例的示意图。图2a是由图1的强度场传感器创建的二维地图的示例,其可以包括三维信息。图2b是图2a的车辆的放大图,示出了包括在其中的三维信息。图3是经由本专利技术的地图绘制方法的一个实施例创建的地图绘制的示例。图4是经由本专利技术的地图绘制方法的另一实施例创建的地图绘制的示例。图5是本专利技术的地图绘制方法的实施例的流程图。图6是本专利技术的地图绘制方法的另一实施例的流程图。在整个附图中,相对应的附图标记指代相应的部件。尽管这里阐述的实例以几种形式示出了本专利技术的实施例,但是下面公开的实施例并不旨在是排他性的或者被理解为将本专利技术的范围局限到所公开的精确形式。具体实施方式现在参考附图,尤其参考图1,示出了本专利技术的定位装置10的一个实施例,该定位装置包括经由卫星16进行通信的第一车辆12以及第二车辆14。两个车辆12和14都在道路17上行驶。车辆12包括三维传感器18、强度场传感器20、处理器22、天线24以及可选的全球定位系统(GPS)26。三维传感器18可以例如是LIDAR系统或者立体照相机的形式。可以在车辆12的自适应巡航控制(ACC)系统中同时采用LIDAR系统。在一个实施例中,强度场传感器20可以是照相机的形式。处理器22可以是任意的标准微处理器。车辆14包括强度场传感器120、处理器122、天线124和可选的GPS126。在一个实施例中,强度场传感器120可以是照相机的形式。处理器122可以是任意的标准微处理器。卫星16可以是在GPS通信中使用的任意标准卫星。尽管在图1中将强度场传感器20、120和3D传感器18示出为位于车辆的中间部分中,但是这些传感器中的任意一个可以被有利地安装在其各自车辆的前保险杠中用于不使视场模糊。根据本专利技术的三维地图绘制方法,三维传感器18与强度场传感器20组合,并且可能由诸如GPS 26形式的航位推算系统的定位设备支撑。用于<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】2009.06.01 US 12/475,7011.一种地图绘制方法,包括:
使用第一移动单元以在所述第一单元经过表面的同时绘制二维特征;
感测所述特征的三维位置,在所述绘制期间进行所述感测;
创建包括所述特征的所述三维位置与所述二维特征的地图之间的关联
性的三维地图;
从所述第一移动单元向第二移动单元提供所述三维地图;
使用所述第二移动单元以在所述第二移动单元经过所述表面的同时绘
制所述二维特征;并且
确定通过所述第二移动单元绘制的所述二维特征的三维位置,在所述
第二移动单元内并且通过使用所述三维地图来执行所述确定。
2.如权利要求1所述的方法,其中第一强度场传感器用于在所述第一
移动单元经过所述表面的同时绘制所述二维特征。
3.如权利要求2所述的方法,其中第二强度场传感器用于在所述第二
移动单元经过所述表面的同时绘制所述二维特征。
4.如权利要求1所述的方法,其中所述特征的所述三维位置由LIDAR
和立体照相机中的一种来感测。
5.如权利要求1所述的方法,还包括以下步骤:
在所述第一移动单元经过所述表面的同时跟踪所述第一移动单元的全
球位置坐标,所述三维地图包括所述特征的所述三维位置、所述二维特征
的所述地图以及所述第一移动单元的所述全球位置坐标之间的关联性;以

在所述第二移动单元经过所述表面的同时跟踪所述第二移动单元的全
球位置坐标,所述确定步骤包括匹配所述第一移动单元和所述第二移动单
元的所述全球位置坐标。
6.如权利要求5所述的方法,其中所述确定步骤包括匹配所绘制的与
所匹配的全球位置坐标相关联的二维特征。
7.如权利要求1所述的方法,其中经由射频信号从所述第一移动单元
向所述第二移动单元提供所述三维地图。
8.一种地图绘制装置,包括:
第一移动单元,所述第一移动单元包括:
第一强度场传感器,配置成在所述第一移动单元经过表面的同时
绘制二维特征;
三维位置感测设备,配置成在所述强度场传感器的所述绘制期间
感测所述特征的三维位置;
处理器,与所述强度场传感器和所述三维位置感测设备二者进行
通信,所述第一移动单元的处理器被配置成创建包括所述特征的所述
三维位置和所述二维特征的地图之间的关联性的三维地图;以及
发送设备,与所述处理器进行通信并且被配置成发送所述三维地
图;以及
第二移动单元,所述第二移动单元包括:
接收设备,配置成接收来自所述第一移动单元的所述三维地图;
第二强度场传感器,配置成在所述第二移动单元经过所述表面的
同时绘制所述二维特征;以及
处理器,与所述强度场传感器和所述接收设备二...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·卡梅尔B·皮策J·贝克尔C·杜哈德维
申请(专利权)人:罗伯特·博世有限公司
类型:发明
国别省市:

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