用于映射、定位和位姿校正的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于映射、定位和位姿校正的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 嘗試在全球定位的智能代理（例如，車輛，機器人）的一個重要能力是辨識其位 置。一般來講，只要提供其局部傳感器信息和全球的某個型號，代理就可確定其位置。通常， 其自身的局部傳感器信息提供對其位置的某種測量，但該測量常常不精確。配備有攝像頭 的智能車輛可使用視覺測程法跟蹤其相對于空間中給定起始點的位置。然而，視覺測程法 可提供往往會漂移的位姿?？煽康囊曈X測程法允許車輛更精確地估算其位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 根據(jù)一個方面，用于映射、定位和位姿校正的計算機實現(xiàn)的方法包括沿著行駛路 線確定車輛的當前位置以及沿著相對于當前位置的行駛路線確定當前可觀測地標集合。從 得自成像設(shè)備的一個或多個立體圖像中提取該當前可觀測地標集合。該方法包括查詢勘測 地標數(shù)據(jù)庫以識別相對于車輛當前位置的已勘測地標子集，所述勘測地標數(shù)據(jù)庫包括先前 存儲的已勘測地標的集合，并且在當前可觀測地標集合與已勘測地標子集之間確定一個或 多個二維變換估算。該方法包括：從所述一個或多個二維變換估算中識別最佳變換估算，該 最佳變換估算使當前可觀測地標集合與已勘測地標子集之間的距離最小化；以及基于最佳 變換估算校正車輛的位姿。
[0004] 根據(jù)另一個方面，用于映射、定位和位姿校正的系統(tǒng)包括處理器和視覺測程模塊， 該視覺測程模塊使處理器沿著行進路線確定車輛的當前位置以及沿著相對于當前位置的 行進路線確定當前可觀測地標集合。從得自通信地連接到處理器的成像設(shè)備的一個或多個 立體圖像中提取當前可觀測地標集合。定位模塊使處理器查詢通信地連接到處理器的勘測 地標數(shù)據(jù)庫以檢索相對于車輛當前位置的已勘測地標子集，所述勘測地標數(shù)據(jù)庫包括先前 存儲的已勘測地標集合。位姿校正模塊使處理器：在當前可觀測地標集合與已勘測地標子 集之間確定一個或多個二維變換估算；從所述一個或多個二維變換估算中識別最佳變換估 算，該最佳變換估算使當前可觀測地標集合與已勘測地標子集之間的距離最小化；以及基 于最佳變換估算校正車輛的位姿。
[0005] 根據(jù)又一個方面，一種包括指令的非臨時性計算機可讀介質(zhì)，所述指令當由處理 器執(zhí)行時執(zhí)行用于映射、定位和位姿校正的方法，所述方法包括沿著行進路線確定車輛的 當前位置以及沿著相對于當前位置的行進路線確定當前可觀測地標集合。從得自成像設(shè)備 的一個或多個立體圖像中提取該當前可觀測地標集合。該方法包括：基于識別當前位置的 查詢接收來自勘測地標數(shù)據(jù)庫的已勘測地標子集，該查詢在勘測地標數(shù)據(jù)庫中執(zhí)行，所述 勘測地標數(shù)據(jù)庫包括先前存儲的已勘測地標集合；以及在當前可觀測地標集合與已勘測地 標子集之間確定一個或多個二維變換估算。該方法包括：從所述一個或多個二維變換估算 中識別最佳變換估算，該最佳變換估算使當前可觀測地標集合與已勘測地標子集之間的距 離最小化；以及基于最佳變換估算校正車輛的位姿。
【附圖說明】
[0006] 被認為是本發(fā)明的特征的一些新結(jié)構(gòu)在所附權(quán)利要求書中有所陳述。在以下描述 中，相同部分在整個說明書和附圖中分別使用相同的數(shù)字標記。附圖不一定按比例繪制，并 且為了清晰和簡潔起見，某些圖形可以放大或一般化的形式示出。然而，當結(jié)合附圖閱讀 時，通過參考以下對于示例性實施例的詳細描述，將最好地理解本發(fā)明本身以及優(yōu)選的使 用方式、更多的目標和進步，其中：
[0007] 圖1是根據(jù)一個方面的用于映射、定位和位姿校正的示例性系統(tǒng)的示意圖；
[0008] 圖2是根據(jù)一個方面的由服務(wù)提供的勘測模式的示例性數(shù)據(jù)流的示意圖；
[0009] 圖3是根據(jù)一個方面的定位模式的示例性數(shù)據(jù)流的示意圖；
[0010] 圖4是根據(jù)一個方面的從圖3繼續(xù)的定位模式的示例性數(shù)據(jù)流的示意圖；
[0011] 圖5是根據(jù)一個方面的示例性對象、類別、功能和文件的UML圖；
[0012] 圖6是根據(jù)一個方面的用于映射、定位和位姿校正的示例性方法的過程流程圖；
[0013] 圖7是根據(jù)一個方面的示例性方法的過程流程圖，該方法用于確定圖6的方法的 一個或多個二維變換；
[0014] 圖8A是根據(jù)一個方面的示例性柵格搜索的示意圖，其中對于第一深度水平處的 最佳估算而言，分支因子為1;
[0015] 圖8B是根據(jù)一個方面的示例性柵格搜索的示意圖，其中對于圖8A的第一深度水 平之后的第二深度水平處的最佳估算而言，分支因子為1 ;
[0016] 圖8C是根據(jù)一個方面的示例性柵格搜索的示意圖，其中對于圖8B的第二深度水 平之后的第三深度水平處的最佳估算而言，分支因子為1 ;
[0017] 圖8D是根據(jù)一個方面的示例性柵格搜索的示意圖，其中對于第一深度水平下的 不止一個最佳估算而言，分支因子為2 ;
[0018] 圖8E是根據(jù)一個方面的示例性柵格搜索的示意圖，其中對于圖8D的第一深度水 平之后的第二深度水平下的不止一個最佳估算而言，分支因子為2 ;
[0019] 圖8F是根據(jù)一個方面的示例性柵格搜索的示意圖，其中對于圖8E的第二深度水 平之后的第三深度水平下的不止一個最佳估算而言，分支因子為2 ;
[0020] 圖9A是根據(jù)一個方面的示例性排序列表的示意圖；
[0021] 圖9B是根據(jù)一個方面的示例性群集集合的示意圖；
[0022] 圖IOA是根據(jù)一個方面的在應(yīng)用位姿校正之前的地圖的示意圖；
[0023] 圖IOB是圖IOA的地圖的簡化視圖，其示出了沿著真實路徑所觀察到的地標；
[0024] 圖IOC是圖IOA的地圖的簡化視圖，其示出了沿著由車輛的視覺測程系統(tǒng)確定的 行進路徑所觀察到的地標；
[0025] 圖11是圖IOA的地圖的視圖，其示出了對沿著由車輛的視覺測程系統(tǒng)確定的行進 路徑所觀察到的地標進行查詢的結(jié)果；
[0026] 圖12A是圖IOA的地圖的簡化視圖，其示出了一個或多個2D變換；
[0027] 圖12B是圖IOA的地圖的簡化視圖，其示出了最佳變換估算；
[0028] 圖12C是圖IOA的地圖的簡化視圖，其不出了具有地標的最佳變換估算；以及
[0029] 圖13是圖IOA的地圖的視圖，其中將最佳變換估算應(yīng)用于車輛的當前位置。
【具體實施方式】
[0030] 以下包括本文所用的所選術(shù)語的定義。這些定義包括落在術(shù)語范圍內(nèi)并可用于實 施的組件的各種例子和/或形式。本文無意用這些例子進行限制。此外，本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員將認識到，可將本文所討論的組件結(jié)合、省略或與其他組件組織起來，或組織成不同 的體系結(jié)構(gòu)。
[0031] 如本文所用，"總線"是指可操作地連接至在計算機內(nèi)部或在計算機之間的其他計 算機組件的互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)?？偩€可在計算機組件之間傳輸數(shù)據(jù)。因此，總線可使用其他總 線與各種設(shè)備、模塊、邏輯器和外圍設(shè)備進行通信?？偩€可為單個內(nèi)部總線互聯(lián)體系結(jié)構(gòu)和 /或其他總線或網(wǎng)狀體系結(jié)構(gòu)（例如，外部）?？偩€可為存儲器總線、存儲器控制器、外圍總 線、外部總線、縱橫開關(guān)和/或局部總線等等。在一些實施例中，總線可為車載總線等等，該 車載總線使用諸如控制器局域網(wǎng)（CAN)、局域互聯(lián)網(wǎng)（LIN)等的協(xié)議來使車內(nèi)的組件互連。
[0032] 如本文所用，"計算機通信"是指在兩個或更多個計算設(shè)備（例如，計算機、便攜 式設(shè)備、個人數(shù)字助理、移動電話、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備）之間的通信，并且可為例如網(wǎng)絡(luò)傳輸、文件傳 輸、小程序傳輸、電子郵件、超文本傳輸協(xié)議（HTTP)傳輸?shù)?。計算機通信可在例如無線系統(tǒng) (例如，IEEE 802. 11)、以太網(wǎng)系統(tǒng)（例如，IEEE 802. 3)、令牌環(huán)系統(tǒng)（例如，IEEE 802. 5)、 局域網(wǎng)（LAN)、廣域網(wǎng)（WAN)、點到點系統(tǒng)、電路交換系統(tǒng)、分組交換系統(tǒng)等等上進行。
[0033] 如本文所用，"盤"可為例如磁盤驅(qū)動器、固態(tài)磁盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動 器、極碟驅(qū)動器、閃存卡和/或記憶棒。此外，盤可為⑶-ROM (光盤ROM)、⑶可記錄驅(qū)動器 (CD-R驅(qū)動器）、CD可再寫驅(qū)動器（CD-RW驅(qū)動器）和/或數(shù)字視頻ROM驅(qū)動器（DVD ROM)。 盤可存儲用于控制或分配計算設(shè)備的資源的操作系統(tǒng)。
[0034] 如本文所用，"數(shù)據(jù)庫"可指表、表集合、數(shù)據(jù)存儲裝置（例如，盤）的集合和/或用 于訪問和/或操縱那些數(shù)據(jù)存儲裝置的方法。
[0035] 如本文所用，"存儲器"可包括易失性存儲器和/或非易失性存儲器。非易失性 存儲器可包括例如ROM (只讀存儲器）、PROM (可編程只讀存儲器）、EPROM (可擦除PR0M) 和EEPROM(電可擦除PR0M)。易失性存儲器可包括例如RAM(隨機存取存儲器）、同步 RAM(SRAM)、動態(tài) RAM(DRAM)、同步 DRAM(SDRAM)、雙數(shù)據(jù)速率 SDRAM(DDRSDRAM)和直接 RAM 總線RAM(DRRAM)。所述存儲器可存儲用于控制或分配計算裝置的資源的操作系統(tǒng)。
[0036] 如本文所用，"模塊"包括但不限于存儲指令的非臨時性計算機可讀介質(zhì)、在機器 上執(zhí)行的指令、硬件、固件、在機器上執(zhí)行的軟件和/或每一者的組合以執(zhí)行功能或者動 作，和/或引起來自另一個模塊、方法和/或系統(tǒng)的功能或