[發(fā)明專利]基于多智能體激光雷達(dá)和視覺信息融合的地圖生成方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010548671.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-16
• 公開（公告）號(hào): CN111880191B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫嘉航;李瑜茹;陳晨;程翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S17/89
• 分類號(hào): G01S17/89;G01S17/86;G01S17/931;G01S19/14
• 代理公司: 北京萬象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11360
• 代理人: 黃鳳茹

本發(fā)明公布了基于多智能體激光雷達(dá)和視覺信息融合的地圖生成方法，通過分類識(shí)別靜態(tài)目標(biāo)和動(dòng)態(tài)目標(biāo)，每個(gè)單智能體分別聯(lián)合標(biāo)定單智能體的激光雷達(dá)和視覺傳感器，并識(shí)別單智能體的視覺傳感器時(shí)間一致下的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)目標(biāo)，生成柵格地圖，再根據(jù)單智能體GPS信息，將多智能體的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行融合。采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，可為多智能體提供安全可靠、可預(yù)測(cè)的局部道路區(qū)域信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于多智能體傳感器技術(shù)領(lǐng)域，涉及智能體激光雷達(dá)和視覺信息融合方法，尤其 涉及一種基于多智能體激光雷達(dá)和視覺信息融合構(gòu)建柵格地圖的方法。

背景技術(shù)

近些年來，由于生物學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、控制科學(xué)、社會(huì)學(xué)等多個(gè)學(xué)科交叉和 滲透發(fā)展，多智能體系統(tǒng)越來越受到眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注，已成為當(dāng)前控制學(xué)科以及人工智 能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。多智能體(multi-agent system)的目標(biāo)是讓若干個(gè)具備簡(jiǎn)單智能卻便 于管理控制的系統(tǒng)能通過相互協(xié)作實(shí)現(xiàn)復(fù)雜智能，使得在降低系統(tǒng)建模復(fù)雜性的同時(shí)，提高 系統(tǒng)的魯棒性、可靠性、靈活性。目前多智能體已在智能機(jī)器人、傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)融合、 多機(jī)器人合作控制、交通車輛控制、網(wǎng)絡(luò)的資源分配等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

隨著信息技術(shù)和智能機(jī)器人的發(fā)展，集視覺設(shè)計(jì)、人工智能、體系結(jié)構(gòu)、自動(dòng)控制等眾 多技術(shù)于一體的智能體應(yīng)運(yùn)而生。通過智能體傳感系統(tǒng)感知道路環(huán)境,為達(dá)到預(yù)定目標(biāo)自動(dòng) 規(guī)劃行駛路線并控制行駛姿態(tài)，實(shí)現(xiàn)安全的行駛。

在智能體的各項(xiàng)技術(shù)中，環(huán)境感知是實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)化、智能化運(yùn)行的前提條件，環(huán)境感 知作為第一環(huán)節(jié)，處于智能體與外界環(huán)境信息交互的關(guān)鍵位置，其關(guān)鍵在于使智能體更好地 模擬人類的感知能力，從而理解自身和周邊的環(huán)境態(tài)勢(shì)。環(huán)境感知主要指對(duì)智能體周圍的三 類物體進(jìn)行感知：路面、靜態(tài)物體和動(dòng)態(tài)物體。感知系統(tǒng)不僅能確定周邊障礙物的位置、運(yùn) 動(dòng)軌跡等信息，還會(huì)識(shí)別周圍的路況信息、天氣狀況等，好的感知系統(tǒng)能為智能體的規(guī)劃和 控制提供準(zhǔn)確的參考信息，使之做出正確的決策。

智能體上安裝的每類傳感器也都有自身的感知盲區(qū)。實(shí)際上，這些區(qū)域僅相對(duì)于特定時(shí) 刻而言，隨著智能體的行進(jìn)在下一時(shí)刻即會(huì)產(chǎn)生新的盲區(qū)。行駛過程中，通過組合使用多類 傳感器和運(yùn)用時(shí)序關(guān)聯(lián)的感知技術(shù)，可以縮小感知盲區(qū)的范圍，將各種數(shù)據(jù)合理地進(jìn)行互補(bǔ) 與融合，才能夠保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。如何選擇合適的技術(shù)將智能體多傳感器數(shù)據(jù)融合 起來，以達(dá)到良好的效果，是目前智能體環(huán)境感知研究的重要方向。

申請(qǐng)?zhí)枮椤?01410252993.1”，申請(qǐng)公布號(hào)為“CN104002747A”，名稱為《一種基于無人駕駛汽車的多激光雷達(dá)柵格地圖融合系統(tǒng)》的中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)，公開了一種基于無人駕駛汽 車的多激光雷達(dá)柵格地圖融合系統(tǒng)，包括安裝在無人駕駛汽車前方的一線激光雷達(dá)和四線激 光雷達(dá)，安裝在車頂?shù)陌司€激光雷達(dá)，安裝在車后的一線激光雷達(dá)；上述激光雷達(dá)通過交換 機(jī)并利用以太網(wǎng)船只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)融合的第一中控機(jī)，再利用柵格地圖融合方法進(jìn)行數(shù)據(jù)融合并 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行柵格化編碼，最后通過以太網(wǎng)將編碼值傳至第二工控機(jī)。其解決無人駕駛汽車和 輔助駕駛汽車與障礙物放生碰撞的問題，提高車輛行駛過程中的安全性。該智能車輛中多激 光雷達(dá)數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)，雖然可以提供障礙物信息，但是其數(shù)據(jù)信息單一，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較 高，實(shí)用性受限制。

申請(qǐng)?zhí)枮椤?01811236936.9”，申請(qǐng)公布號(hào)為“CN109443369A”，名稱為《利用激光雷達(dá)和視覺傳感器融合構(gòu)建動(dòng)靜態(tài)柵格地圖的方法》的中國(guó)發(fā)明申請(qǐng)，公開了一種利用激光雷 達(dá)和視覺傳感器融合構(gòu)建動(dòng)靜態(tài)柵格地圖的方法，聯(lián)合標(biāo)定行駛車輛的激光雷達(dá)和視覺傳感 器，通過分類標(biāo)識(shí)靜態(tài)目標(biāo)和動(dòng)態(tài)目標(biāo)，并確保傳感器信息時(shí)間同步；在車輛行進(jìn)過程中， 構(gòu)建多維度動(dòng)靜態(tài)柵格地圖。本發(fā)明構(gòu)建的動(dòng)靜態(tài)柵格地圖可以表示當(dāng)前車輛周圍的道路狀 態(tài)，例如可行駛區(qū)域、周圍的障礙物、障礙物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)等等，為車輛在當(dāng)前局部區(qū)域安全 行駛提供信息，為無人駕駛汽車提供安全可靠、可預(yù)測(cè)的局部道路區(qū)域信息。該方法雖然融 合了多傳感器數(shù)據(jù)，但是隨著車輛行駛狀態(tài)的改變，仍然存在著出現(xiàn)盲區(qū)的可能，存在一定 安全隱患。