车辆定位制造技术

公开了一种在可移动设备(102)的周围环境中定位该设备的方法。该方法包括：获取环境的图像序列(200)，并且由图像序列产生一个或多个变换图像序列(204)，其中，来自图像序列的图像已经经历变换以提供变换图像序列中的变换图像。随后处理电路(112)用于将来自变换图像序列(204)的一个或多个图像以及来自图像序列(200)和其它变换图像序列中的至少一种的一个或多个图像与环境的表示进行比较。该比较确定图像(200)和/或变换图像(204)与表示之中的对应特征。随后根据一个或多个对应特征的位置来定位可移动设备(102)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种环境中的车辆的定位。具体地，但不排他地，使用诸如照相机的传感器产生的图像来执行定位。此外，也是不排他地，可将来自传感器的图像从初始色彩空间变换至另一色彩空间。
技术介绍
能够在任何可移动设备中实施定位方法；尽管不是必要的，但是将这种设备集成到车辆中是常见的方法。本文中对车辆的讨论可同样应用于非车辆可移动设备中，例如单人便携式设备。基于特征的定位能够被理解为如下动作：将运行时观察到的特征与存储的特征进行匹配，并随后在这些关联的假设下估计设备的姿态和位置。虽然简单地陈述了匹配问题，但是其执行可能是困难且复杂的。两个问题占主导地位：到哪里去搜索对应(并且搜索窗应该为多大？)和要搜索什么(特征是什么样子？)对于涉及已知环境中定位的视觉系统，处理突然或逐渐的外观变化是一个挑战。外观变化可由几个来源造成，诸如(i)不同的光照条件，(ii)变化的气候条件，和/或(iii)动态的物体(例如，行人、树枝或者车辆)。这些变化因而导致第二个问题(搜索什么)更具挑战性。
技术实现思路
根据本专利技术的第一个方面，提供了一种在环境中对可移动设备进行定位的计算机化的方法，该方法包括以下步骤i)至v)中的至少一些：i)获得设备的周围环境的图像序列；ii)由图像序列产生一个或多个变换图像序列，其中来自该序列的图像已经经历变换以提供变换图像序列中的变换图像；iii)使用处理电路来将来自变换图像序列的一个或者多个图像和来自以下中的至少一种的一个或者多个图像与存储的环境的表示进行比较；i)图像序列；以及ii)其它变换图像序列iv)其中，所述比较被设置为确定图像和/或变换图像与存储的表示之中的对应特征；以及v)根据一个或者多个对应特征的位置来定位可移动设备。具有i)至v)中的每个特征的实施例的优势在于它们能够更加鲁棒且精确地定位设备(即确定设备的位置)。通常，该方法应用于车辆(比如汽车、货车、卡车等)，特别是被设置为独自导航的车辆。然而，可将实施例应用于其他设备。在一些实施例中，从传感器获得的图像序列和单个变换图像序列各自与存储的表示相比较。在这种实施例中，只有与表示相比较的序列中的一个已经经历了变换；来自照相机的未变换的图像序列也与表示相比较。在替换实施例中，两个变换图像序列(其中，通过对传感器图像序列的不同变换已经产生了形成每个序列的图像)各自与存储的表示相比较。在这种实施例中，与表示相比较的每个图像序列均已经经历了变换。在另一实施例中，可将多于两个的图像序列与存储的表示相比较。例如，可将两个变换图像序列和未变换图像序列与存储的表示相比较。在一些实施例中，做出关于应当使用哪个比较来定位设备的决定；即，该方法选择两个比较中的一个来用于定位设备。在这种实施例中，通常选择在该实例中表现较好的比较来定位设备。例如，可选择其中具有较高数量的识别特征的比较。在一些实施例中，通过一个或者多个存储的图像序列来提供环境的表示。在这种实施例中，例如通过调查车辆可能已经预先收集了存储的图像。作为替换，可在早期运行时收集存储的图像；即，可以逐步建立环境的表示，而不是事先提供。在替换实施例中，通过环境的3D模型来提供环境的表示。这种3D模型可由点云提供，尤其是由LIDAR点云提供。在其它实施例中，通过来自摄影测量法、运动恢复结构或者手动调查等的特征网格或者模型来提供环境的表示。在一些实施例中，存储的图像序列经历变换，以便执行至少一种比较。方便地，使用以下的任意一种获得图像序列：光学照相机、立体光学照相机、热成像照相机。图像序列中的图像可在RGB(红绿蓝)色彩空间内。本领域技术人员应该理解，可使用其他色彩空间。方便地，对图像执行的变换将图像变换成为以下之一：照明不变性色彩空间、灰度等级、不同于未变换图像的色彩空间的另一色彩空间(例如，HSV(色相饱和度值))、LAB或者YUV色彩空间(其中，Y是亮度分量，并且UV是每个色度分量)。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种被设置为在环境中执行对自身的定位的设备，该设备包括以下中的至少一些：传感器，其被设置为产生设备的周围环境的图像序列；处理电路，其被设置为：i)由图像序列产生一个或多个变换图像序列，其中，来自图像序列的图像已经经历变换以提供变换图像序列中的变换图像；ii)将来自变换图像序列的一个或者多个图像以及来自a)图像序列和b)其它变换图像序列中的至少一种的一个或者多个图像与存储的环境的表示相比较；iii)在比较期间确定图像和/或变换图像与存储的表示之中的对应特征；以及iv)根据一个或者多个对应特征的位置来定位设备。根据本专利技术的第三个方面，提供了一种包含指令的计算机可读介质，当通过计算机读取该指令时使得计算机执行以下步骤i)至v)中的至少一些：i)获得设备的周围环境的图像序列；ii)由图像序列产生一个或者多个变换图像序列，其中来自图像序列的图像已经经历变换以提供变换图像序列中的变换图像。iii)将来自变换图像序列的一个或者多个图像序列和来自以下中的至少一种的一个或者多个图像与存储的环境的表示进行比较：a)图像序列；以及b)其它变换图像序列；iv)其中，所述比较被设置为确定图像和/或变换图像与存储的表示之中的对应特征；以及v)根据一个或者多个对应特征的位置来定位可移动设备。根据本专利技术的第四个方面，提供了一种在表示可移动设备的周围环境的坐标系中对可移动设备进行度量定位的计算机实施的方法，其确定可移动设备相对于坐标系的坐标，包括步骤：使用照相机产生表示环境的至少一部分的图像；处理图像以将它们变换成在照明不变性色彩空间中表示环境的一部分的变换图像；处理变换图像以识别变换图像中的环境的元素；以及根据一个或者多个识别到的元素的位置来在坐标系中定位可移动设备。根据本专利技术的第五个方面，提供了一种设备，其被设置为在表示可移动设备的周围环境的坐标系中执行对其自身的度量定位，该设备包括以下中的至少一些：传感器，其被设置为产生设备的周围环境的图像序列；处理电路，其被设置为：i)处理图像以将它们变换成在照明不变性色彩空间中表示环境的一部分的变换图像；ii)处理变换图像以识别变换图像中的环境的元素；以及iii)根据一个或者多个识别到的元素的位置来在坐标系中定位可移动设备，并且为设备产生坐标。根据本专利技术的第六个方面，提供了一种包含指令的机器可读介质，当计算机读取该指令时该指令使得所述计算机在表示可移动设备的周围环境的坐标系中执行对可移动设备的度量定位，包括以下中的至少一些：i)获得设备的周围环境的图像序列；ii)处理图像以将它们变换成在照明不变性色彩空间中表示环境的一部分的变换图像；iii)处理变换图像以识别变换图像中的环境的元素；以及iv)根据一个或者多个识别到的要素的位置来在坐标系中定位可移动设备。本领域技术人员应当理解，加以必要的修改，可将涉及本专利技术的任意一个方面的上述特征应用于本专利技术的任意其他方面。上文中涉及一种机器可读介质。这种机器可读介质可由以下中的任意一种例示：硬盘驱动器(无论是基于盘片还是基于固态驱动器(SSD))；存储器(比如闪存驱动器、SD卡、紧凑型闪存(CF)卡等)；CDROM；CDRAM；DVD(包括-R/-RW、RAM和+R/+RW)；任何形式的磁带；任何形式的磁光存储；被发送信号(例如，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机化的方法，其在可移动设备的周围环境中对该设备进行定位，包括步骤：获得所述环境的图像序列；由所述图像序列产生一个或多个变换图像序列，其中，来自所述图像序列的图像已经经历变换以提供所述变换图像序列中的变换图像；使用处理电路来将来自所述变换图像序列的一个或多个图像和来自以下中的至少一种的一个或多个图像与所述环境的表示进行比较：i)所述图像序列；以及ii)其它变换图像序列；其中，所述比较步骤确定所述图像和/或变换图像与所述表示之中的对应特征；以及根据一个或多个对应特征的位置来定位所述可移动设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.30 GB 1409625.91.一种计算机化的方法，其在可移动设备的周围环境中对该设备进行定位，包括步骤：获得所述环境的图像序列；由所述图像序列产生一个或多个变换图像序列，其中，来自所述图像序列的图像已经经历变换以提供所述变换图像序列中的变换图像；使用处理电路来将来自所述变换图像序列的一个或多个图像和来自以下中的至少一种的一个或多个图像与所述环境的表示进行比较：i)所述图像序列；以及ii)其它变换图像序列；其中，所述比较步骤确定所述图像和/或变换图像与所述表示之中的对应特征；以及根据一个或多个对应特征的位置来定位所述可移动设备。2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述图像序列和单个变换图像序列各自与存储的表示进行比较。3.根据权利要求1所述的方法，其中，将两个变换图像序列各自与存储的表示进行比较，在这两个变换图像序列中，形成所述序列的图像是通过对所述图像序列进行的不同变换产生的。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述方法选择两个比较中的一个以用于定位所述设备。5.根据任一在前的权利要求所述的方法，其中，所述环境的表示是由一个或多个存储的图像序列提供的。6.根据权利要求5所述的方法，其中，存储的图像序列经历变换，以便执行所述比较中的至少一个。7.根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，所述环境的表示是可为3D点云的环境的3D模型。8.根据任一在前的权利要求所述的方法，其中，使用以下中的任意一种来获得所述图像序列：光学照相机；立体光学照相机；热成像照相机。9.根据任一在前的权利要求所述的方法，其中，所述图像序列中的图像在RGB色彩空间内。10.根据任一在前的权利要求所述的方法，其中，对图像执行的所述变换将所述图像变换到以下之一中：照明不变性色彩空间；以及灰度等级。11.一种设备，其被设置为在环境中执行对其自身的定位，所述设备包括：传感器，其被设置为产生所述设备的周围环境的图像序列；处理电路，其被设置为：i)由所述图像序列产生一个或多个变换图像序列，其中，来自所述图像序列的图像已经经历变换以提供所述变换图像序列中的变换图像；ii)将来自所述变换图像序列的一个或多个图像和来自a)所述图像序列以及b)其它变换图像序列中的至少一种的一个或多个图像与存储的所述环境的表示进行比较；iii)在所述比较期间，确定所述图像和/或所述变...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·纽曼，威廉·马登，亚历山大·道格拉斯·斯图尔特，温斯顿·邱吉尔，科林·麦克马纳斯，
申请(专利权)人：牛津大学科技创新有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB