完整的传感器扫描的部分时间段的移动自主装置的姿势估计制造方法及图纸

公开了用于确定移动自主装置的当前姿势的装置。在实施例中，装置可包括：接口电路，用于接收由光检测和测距(LIDAR)传感器输出的检测和测距数据，该传感器每个时间段T名义上进行扫描并以连续多个量子提供D度的检测和测距数据，每个量子覆盖D度扫描的一部分。装置可进一步包括姿势估计电路，该姿势估计电路耦合至接口电路，用于独立于LIDAR传感器何时实际完成每次扫描而每个部分时间段t确定并提供移动自主装置的当前姿势。在实施例中，装置可设置在移动自主装置中。

Pose estimation of mobile autonomous device in part time of complete sensor scanning

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】完整的传感器扫描的部分时间段的移动自主装置的姿势估计
各实施例总体上涉及移动自主装置的领域，并且具体地涉及在完整的传感器扫描的部分时间段处针对此类装置的姿势估计。
技术介绍
本文中所提供的背景描述是出于总体上呈现本公开的上下文的目的。除非在本文中另有指示，否则本部分中描述的材料不是本申请中的权利要求的现有技术，并且不因为包含在本部分中而被承认为现有技术。诸如机器人、自动驾驶汽车或无人驾驶飞行器(UAV)之类的移动自主装置需要实时地确定其当前姿势(位置和定向)。通常通过对由传感器获得的测距数据进行操作的姿势估计算法来执行此过程(通常称为定位)。在大多数设计中，姿势是根据经由光检测和测距(LIDAR)传感器、相机和/或其他类型的传感器获得的传感器数据估计的。对于基于LIDAR的设计，通常在LIDAR设备中存在激光扫描仪，该激光扫描仪以特定频率(通常为5～40Hz)旋转，以获取完整或接近完整的环境视图。通常，每当装置接收新的扫描数据集时，装置更新姿势估计。因此，姿势估计频率受到激光扫描仪的旋转速率的限制。当需要较高频率的姿势估计时，必须选择较高端LIDAR设备，这通常会增加成本。附图说明通过下列结合附图的详细描述，将容易地理解实施例。为了便于该描述，相同的附图标记指示相同的结构元件。通过示例方式而非通过限制的方式在附图的各图中示出实施例。图1示出根据本公开的各实施例的使用LIDAR传感器数据的分段的姿势估计输入和姿势估计周期的示例，该LIDAR传感器数据的分段是数据的完整周期的部分。图2示出用于保存传感器数据的示例移动缓冲区的内容以及图3示出根据各实施例的具有和不具有LIDAR驱动器支持的部分姿势估计确定的比较。图4示出根据各实施例的用于使用数据的完整周期的部分来实时地确定自主装置的所估计姿势的过程的操作流程的概览。图5示出根据各实施例的用于使用具有延迟的完整周期的数据的部分来确定自主装置的所估计姿势的过程的操作流程的概览。图6图示出根据各实施例适用于实施本公开的计算机设备的框图。图7图示出根据各实施例的具有指令的示例计算机可读存储介质，这些指令被配置成用于实施图4和图5中所示的过程的方面。具体实施方式在实施例中，可以提供用于确定移动自主装置的当前姿势的装置。装置可包括接口电路，用于接收由光检测和测距(LIDAR)传感器输出的检测和测距数据，该传感器每时间段T地在名义上进行扫描并以连续多个量子提供D度的检测和测距数据，每个量子覆盖D度扫描的一部分。装置可进一步包括姿势估计电路，该姿势估计电路耦合至接口电路，用于独立于LIDAR传感器何时实际完成每次扫描而每部分时间段t地确定并提供移动自主装置的当前姿势。在实施例中，该装置可设置在移动自主装置中。在实施例中，姿势确定装置可显著地增加移动自主装置能够执行姿势估计的频率。在实施例中，移动自主装置可以是机器人、自动驾驶或计算机辅助驾驶交通工具、无人驾驶飞行器(UAV)或“无人机”等。下列具体实施方式参考了所附附图。可在不同附图中使用相同的附图标记来标识相同的或类似的元素。在以下的描述中，为了解释而非限制的目的，阐述了诸如特定结构、架构、接口、技术等具体细节，以便提供对各实施例的各方面的全面理解。然而，对受益于本公开的本领域技术人员将显而易见的是，可在脱离这些具体细节的其他示例中实施的所要求保护的各实施例的各方面。在某些实例中，省略了对公知的设备、电路和方法的描述，以免因不必要的细节而使各实施例的描述模糊。可以按在理解要求保护的主题时最有帮助的方式将各操作描述为依次的多个分立动作或操作。然而，描述的次序不应当被解释为暗示这些操作必然依赖于次序。具体而言，可以不按照呈现的次序执行这些操作。能以不同于所描述的实施例的次序执行所描述的操作。在附加的实施例中，可执行各种附加操作或可省略所描述的操作。如本文(包括权利要求书中)所使用的，术语“电路”可指代以下各项，可以是以下各项的部分，或者可包括以下各项：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组)和/或存储器(共享的、专用的、或组)、组合逻辑电路和/或提供所描述功能的其他合适的硬件组件。在一些实施例中，电路能以一个或多个软件或固件模块实现，或者与电路相关联的功能可由一个或多个软件或固件模块实现。在一些实施例中，电路可包括在硬件中至少部分地可操作的逻辑。在以下描述中，参考形成本文一部分的附图，其中贯穿各附图相同的标记指示相同的部分，并且其中通过图示的方式示出了可实施的实施例。应理解，可利用其他实施例，并且可作出结构或逻辑的改变而不背离本公开的范围。因此，以下详细描述不应以限制的意义来理解，并且实施例的范围由所附权利要求及其等效方案来限定。按照在理解要求保护的主题时最有帮助的方式，可将各种方法的操作依次描述为多个分立的动作或操作。然而，不应将描述的次序解释为暗示这些操作必然依赖于次序。具体而言，可以不按照呈现的次序执行这些操作。能以不同于所描述的实施例的次序执行所描述的操作。在附加的实施例中，可执行各种附加操作和/或可省略、拆分或组合所描述的操作。出于本公开的目的，短语“A和/或B”意指(A)、(B)或(A和B)。出于本公开的目的，短语“A、B和/或C”意思是(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。说明书可使用短语“在实施例中”或“在多个实施例中”，其可各自指代相同或不同实施例中的一个或多个。此外，如相对于本公开的实施例所使用的术语“包含”、“包括”、“具有”等是同义的。而且，应注意的是，实施例可被描述为被描绘成流程表、流程图、数据流图、结构图或框图的过程。虽然流程表可将操作描述为顺序过程，但可并行、并发或同时执行这些操作中的许多操作。另外，可重新布置操作的次序。过程可能会在其操作被完成时被终止，但也可能具有未包含在(多个)附图中的附加步骤。过程可对应于方法、函数、程序、子例程、子程序等等。当过程对应于函数时，该过程的终止可能对应于该函数返回到调用函数和/或主函数。此外，过程可通过硬件、软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言或其任何组合来实现。当以软件、固件、中间件或微码实现时，执行必要任务的程序代码或代码段可被存储在机器或计算机可读介质中。代码段可表示程序、函数、子程序、程序、例程、子例程、模块、程序代码、软件包、类、或指令、数据结构、程序状态等的任何组合。如下文(包括权利要求书)所使用的，术语“电路”可指代以下各项，可以是以下各项的部分，或者可包括以下各项：专用集成电路(ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享的、专用的、或组，包括一个或多个数据流机器的处理元件(PE))和/或存储器(共享的、专用的、或组)、可编程组合逻辑电路(例如，现场可编程门阵列(FPGA))和/或提供所描述功能的其他合适的硬件组件。在一些实施例中，电路可实现一个或多个软件或固件模块，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定移动自主装置的当前姿势的装置，所述装置包括：/n接口电路，用于接收由光检测和测距(LIDAR)传感器输出的检测和测距数据，所述传感器每个时间段T名义上进行扫描并以连续多个量子提供D度的检测和测距数据，每个量子覆盖D度扫描的一部分；以及/n姿势估计电路，所述姿势估计电路耦合至所述接口电路，用于独立于LIDAR传感器何时实际完成每次扫描而每个部分时间段t确定并提供所述移动自主装置的当前姿势，/n其中所述装置设置在所述移动自主装置上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定移动自主装置的当前姿势的装置，所述装置包括：
接口电路，用于接收由光检测和测距(LIDAR)传感器输出的检测和测距数据，所述传感器每个时间段T名义上进行扫描并以连续多个量子提供D度的检测和测距数据，每个量子覆盖D度扫描的一部分；以及
姿势估计电路，所述姿势估计电路耦合至所述接口电路，用于独立于LIDAR传感器何时实际完成每次扫描而每个部分时间段t确定并提供所述移动自主装置的当前姿势，
其中所述装置设置在所述移动自主装置上。


2.如权利要求1所述的装置，其中每个数据量子覆盖d度，并且其中D能被d整除。


3.如权利要求1所述的装置，其中D等于360度。


4.如权利要求1所述的装置，其中T能被t整除。


5.如权利要求3所述的装置，其中d为90度，而t是T的1/4。


6.如权利要求3所述的装置，其中d为1度，而t是T的1/360。


7.如权利要求1-6中任一项所述的装置，进一步包括用于保存至少一次扫描的检测和测距数据的缓冲区。


8.如权利要求7所述的装置，其中所述姿势估计电路每个时间段t访问缓冲区以得到一次扫描的检测和测距数据。


9.如权利要求8所述的装置，进一步包括驱动器，所述驱动器每个时间段t访问缓冲区并向所述姿势估计电路提供一次扫描的检测和测距数据。


10.如权利要求9所述的装置，其中LIDAR传感器发出同步信号以指示其实际何时完成扫描，并且其中所述驱动器独立于所述同步信号每个时间段t将一次扫描的检测和测距数据提供给所述姿势估计电路。


11.如权利要求1所述的装置，其中为了确定和提供当前姿势，所述姿势估计电路将所述检测和测距数据变换成点云，并且通过将所述点云与参考图匹配来确定当前姿势。


12.如权利要求11所述的装置，其中所述姿势估计电路包括处理器以及由所述处理器操作的检测和测距数据变换程序，以将所述检测和测距数据变换成点云。


13.如权利要求12所述的装置，其中所述姿势估计电路包括用于通过将所述点云与参考图匹...

【专利技术属性】
技术研发人员：史雪松，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US