用于映射、定位和位姿校正的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于映射、定位和位姿校正的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 尝试在全球定位的智能代理（例如，车辆，机器人）的一个重要能力是辨识其位 置。一般来讲，只要提供其局部传感器信息和全球的某个型号，代理就可确定其位置。通常， 其自身的局部传感器信息提供对其位置的某种测量，但该测量常常不精确。配备有摄像头 的智能车辆可使用视觉测程法跟踪其相对于空间中给定起始点的位置。然而，视觉测程法 可提供往往会漂移的位姿。可靠的视觉测程法允许车辆更精确地估算其位置。
【发明内容】
[0003] 根据一个方面，用于映射、定位和位姿校正的计算机实现的方法包括沿着行驶路 线确定车辆的当前位置以及沿着相对于当前位置的行驶路线确定当前可观测地标集合。从 得自成像设备的一个或多个立体图像中提取该当前可观测地标集合。该方法包括查询勘测 地标数据库以识别相对于车辆当前位置的已勘测地标子集，所述勘测地标数据库包括先前 存储的已勘测地标的集合，并且在当前可观测地标集合与已勘测地标子集之间确定一个或 多个二维变换估算。该方法包括：从所述一个或多个二维变换估算中识别最佳变换估算，该 最佳变换估算使当前可观测地标集合与已勘测地标子集之间的距离最小化；以及基于最佳 变换估算校正车辆的位姿。
[0004] 根据另一个方面，用于映射、定位和位姿校正的系统包括处理器和视觉测程模块， 该视觉测程模块使处理器沿着行进路线确定车辆的当前位置以及沿着相对于当前位置的 行进路线确定当前可观测地标集合。从得自通信地连接到处理器的成像设备的一个或多个 立体图像中提取当前可观测地标集合。定位模块使处理器查询通信地连接到处理器的勘测 地标数据库以检索相对于车辆当前位置的已勘测地标子集，所述勘测地标数据库包括先前 存储的已勘测地标集合。位姿校正模块使处理器：在当前可观测地标集合与已勘测地标子 集之间确定一个或多个二维变换估算；从所述一个或多个二维变换估算中识别最佳变换估 算，该最佳变换估算使当前可观测地标集合与已勘测地标子集之间的距离最小化；以及基 于最佳变换估算校正车辆的位姿。
[0005] 根据又一个方面，一种包括指令的非临时性计算机可读介质，所述指令当由处理 器执行时执行用于映射、定位和位姿校正的方法，所述方法包括沿着行进路线确定车辆的 当前位置以及沿着相对于当前位置的行进路线确定当前可观测地标集合。从得自成像设备 的一个或多个立体图像中提取该当前可观测地标集合。该方法包括：基于识别当前位置的 查询接收来自勘测地标数据库的已勘测地标子集，该查询在勘测地标数据库中执行，所述 勘测地标数据库包括先前存储的已勘测地标集合；以及在当前可观测地标集合与已勘测地 标子集之间确定一个或多个二维变换估算。该方法包括：从所述一个或多个二维变换估算 中识别最佳变换估算，该最佳变换估算使当前可观测地标集合与已勘测地标子集之间的距 离最小化；以及基于最佳变换估算校正车辆的位姿。
【附图说明】
[0006] 被认为是本发明的特征的一些新结构在所附权利要求书中有所陈述。在以下描述 中，相同部分在整个说明书和附图中分别使用相同的数字标记。附图不一定按比例绘制，并 且为了清晰和简洁起见，某些图形可以放大或一般化的形式示出。然而，当结合附图阅读 时，通过参考以下对于示例性实施例的详细描述，将最好地理解本发明本身以及优选的使 用方式、更多的目标和进步，其中：
[0007] 图1是根据一个方面的用于映射、定位和位姿校正的示例性系统的示意图；
[0008] 图2是根据一个方面的由服务提供的勘测模式的示例性数据流的示意图；
[0009] 图3是根据一个方面的定位模式的示例性数据流的示意图；
[0010] 图4是根据一个方面的从图3继续的定位模式的示例性数据流的示意图；
[0011] 图5是根据一个方面的示例性对象、类别、功能和文件的UML图；
[0012] 图6是根据一个方面的用于映射、定位和位姿校正的示例性方法的过程流程图；
[0013] 图7是根据一个方面的示例性方法的过程流程图，该方法用于确定图6的方法的 一个或多个二维变换；
[0014] 图8A是根据一个方面的示例性栅格搜索的示意图，其中对于第一深度水平处的 最佳估算而言，分支因子为1;
[0015] 图8B是根据一个方面的示例性栅格搜索的示意图，其中对于图8A的第一深度水 平之后的第二深度水平处的最佳估算而言，分支因子为1 ;
[0016] 图8C是根据一个方面的示例性栅格搜索的示意图，其中对于图8B的第二深度水 平之后的第三深度水平处的最佳估算而言，分支因子为1 ;
[0017] 图8D是根据一个方面的示例性栅格搜索的示意图，其中对于第一深度水平下的 不止一个最佳估算而言，分支因子为2 ;
[0018] 图8E是根据一个方面的示例性栅格搜索的示意图，其中对于图8D的第一深度水 平之后的第二深度水平下的不止一个最佳估算而言，分支因子为2 ;
[0019] 图8F是根据一个方面的示例性栅格搜索的示意图，其中对于图8E的第二深度水 平之后的第三深度水平下的不止一个最佳估算而言，分支因子为2 ;
[0020] 图9A是根据一个方面的示例性排序列表的示意图；
[0021] 图9B是根据一个方面的示例性群集集合的示意图；
[0022] 图IOA是根据一个方面的在应用位姿校正之前的地图的示意图；
[0023] 图IOB是图IOA的地图的简化视图，其示出了沿着真实路径所观察到的地标；
[0024] 图IOC是图IOA的地图的简化视图，其示出了沿着由车辆的视觉测程系统确定的 行进路径所观察到的地标；
[0025] 图11是图IOA的地图的视图，其示出了对沿着由车辆的视觉测程系统确定的行进 路径所观察到的地标进行查询的结果；
[0026] 图12A是图IOA的地图的简化视图，其示出了一个或多个2D变换；
[0027] 图12B是图IOA的地图的简化视图，其示出了最佳变换估算；
[0028] 图12C是图IOA的地图的简化视图，其不出了具有地标的最佳变换估算；以及
[0029] 图13是图IOA的地图的视图，其中将最佳变换估算应用于车辆的当前位置。
【具体实施方式】
[0030] 以下包括本文所用的所选术语的定义。这些定义包括落在术语范围内并可用于实 施的组件的各种例子和/或形式。本文无意用这些例子进行限制。此外，本领域的普通技 术人员将认识到，可将本文所讨论的组件结合、省略或与其他组件组织起来，或组织成不同 的体系结构。
[0031] 如本文所用，"总线"是指可操作地连接至在计算机内部或在计算机之间的其他计 算机组件的互联体系结构。总线可在计算机组件之间传输数据。因此，总线可使用其他总 线与各种设备、模块、逻辑器和外围设备进行通信。总线可为单个内部总线互联体系结构和 /或其他总线或网状体系结构（例如，外部）。总线可为存储器总线、存储器控制器、外围总 线、外部总线、纵横开关和/或局部总线等等。在一些实施例中，总线可为车载总线等等，该 车载总线使用诸如控制器局域网（CAN)、局域互联网（LIN)等的协议来使车内的组件互连。
[0032] 如本文所用，"计算机通信"是指在两个或更多个计算设备（例如，计算机、便携 式设备、个人数字助理、移动电话、网络设备）之间的通信，并且可为例如网络传输、文件传 输、小程序传输、电子邮件、超文本传输协议（HTTP)传输等。计算机通信可在例如无线系统 (例如，IEEE 802. 11)、以太网系统（例如，IEEE 802. 3)、令牌环系统（例如，IEEE 802. 5)、 局域网（LAN)、广域网（WAN)、点到点系统、电路交换系统、分组交换系统等等上进行。
[0033] 如本文所用，"盘"可为例如磁盘驱动器、固态磁盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动 器、极碟驱动器、闪存卡和/或记忆棒。此外，盘可为⑶-ROM (光盘ROM)、⑶可记录驱动器 (CD-R驱动器）、CD可再写驱动器（CD-RW驱动器）和/或数字视频ROM驱动器（DVD ROM)。 盘可存储用于控制或分配计算设备的资源的操作系统。
[0034] 如本文所用，"数据库"可指表、表集合、数据存储装置（例如，盘）的集合和/或用 于访问和/或操纵那些数据存储装置的方法。
[0035] 如本文所用，"存储器"可包括易失性存储器和/或非易失性存储器。非易失性 存储器可包括例如ROM (只读存储器）、PROM (可编程只读存储器）、EPROM (可擦除PR0M) 和EEPROM(电可擦除PR0M)。易失性存储器可包括例如RAM(随机存取存储器）、同步 RAM(SRAM)、动态 RAM(DRAM)、同步 DRAM(SDRAM)、双数据速率 SDRAM(DDRSDRAM)和直接 RAM 总线RAM(DRRAM)。所述存储器可存储用于控制或分配计算装置的资源的操作系统。
[0036] 如本文所用，"模块"包括但不限于存储指令的非临时性计算机可读介质、在机器 上执行的指令、硬件、固件、在机器上执行的软件和/或每一者的组合以执行功能或者动 作，和/或引起来自另一个模块、方法和/或系统的功能或