[發明專利]為至少一個移動單元繪制使用環境并在使用環境中定位至少一個移動單元的方法和設備及用于使用環境的定位系統

在審

• 申請號: 202180071140.6
• 申請日: 2021-10-15
• 公開（公告）號: CN116324886A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: J·F·施米德;S·西蒙
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張濤;劉春元

一種用于為至少一個移動單元(120)的使用環境(100)的地圖(170)提供繪制數據(160)的方法(600)包括：從與所述移動單元(120)的圖像捕獲裝置(122)的接口讀入參考圖像數據。所述參考圖像數據代表多個參考圖像，所述參考圖像是借助于所述圖像捕獲裝置對所述使用環境(100)的底板(102)的特定于每個參考圖像的子區段(104)拍攝的，其中相鄰的子區段(104)部分重疊。針對每個參考圖像使用所述參考圖像數據提取多個參考圖像特征。所述參考圖像特征在每個參考圖像中的位置借助于隨機過程或根據預定義的分布方案來確定。為了產生繪制數據，在每個參考圖像特征的位置處使用所述參考圖像數據確定參考特征描述符。所述繪制數據(160)具有所述參考圖像數據、所述參考圖像特征的位置和所述參考特征描述符。

技術領域

本發明基于根據獨立權利要求的種類的設備或方法。計算機程序也是本發明的主題。

背景技術

對于基于底板紋理的基于特征的定位或基于底板紋理特征的絕對或基于地圖的定位，已知各種方法。例如，可以將隨機特征圖像區域用于特征提取，但迄今為止特別是僅適用于不是尋找圖像對之間的對應關系并且因此特別地也不涉及定位任務的應用情況，而是用于目標在于理解圖像內容的應用。這種應用的示例是圖像分類或對象識別。這種應用特別是涉及完全在一個系統(例如自主車輛或機器人)上運行的方法。

DE?10?2017?220?291?A1公開了一種用于沿著虛擬軌道系統自動引導車輛的方法。這是一種使得帶有向下定向的相機的自主系統可以跟隨先前學習的虛擬軌道的方法。

發明內容

在此背景下，利用這里提出的方案提出了根據獨立權利要求的方法以及使用這些方法的設備，以及最后提出了對應的計算機程序。通過從屬權利要求中列出的措施，獨立權利要求中說明的方法的有利擴展和改進是可能的。

根據實施方式，特別是使得可以在至少一個移動單元的使用環境中為基于底板紋理的繪制和/或定位進行有效的特征檢測。例如更準確地說，為此可以使用用于為基于底板紋理的繪制和/或定位進行特征檢測的簡化方案。換句話說，可以提供用于借助于來自向下定向的相機的圖像為定位進行特征檢測的有效過程。在此情況下，特征檢測特別是可以與實際圖像內容無關地執行，或者通過由隨機過程或由固定模式定義特征位置。使用例如可以基本上與后續定位步驟(如特征描述、對應關系查找和姿態確定)無關地進行。特別地，實施方式可以基于以下事實，即不是實際的特征檢測而是任意圖像區域都可以用于繪制過程和/或定位過程。也就是說，可以通過隨機或偽隨機或基于靜態模式確定用于特征提取的圖像區域來節省計算時間。這種類型的特征檢測是基于底板紋理來進行基于特征的定位的有效方案這一事實特別是出于以下原因。

首先，在此情況下可以將隨機選擇相似圖像區域的概率歸類為相對較高。這是因為相機姿態可以良好近似地僅使用三個參數來加以描述：底板平面中的x和y坐標以及方向角。特別地，到底板的距離是已知的，從而使用圖像區域大小的特征可以保持恒定。例如，如果在定位期間已經存在當前姿態估計，則可以進一步降低復雜性。特別是在以足夠的精度估計定向的情況下，可以將特征圖像區域的待確定參數減少到特征圖像區域的圖像坐標。如果使用具有一定平移魯棒性的特征描述符，使得輕微移位的圖像區域也可以被評估為相似的描述符，則盡管使用的特征圖像區域是隨機選擇的，也例如有很大概率找到重疊的圖像對之間的正確對應關系。其次，可以假設底板紋理具有很多的信息內容。通過合適的特征描述符，特別是不需要特殊的特征圖像區域，即特別是具有特別多的信息內容的特征圖像區域來找到對應關系。而是例如典型的底板紋理，如混凝土、瀝青或地毯，可以在任何地方都具有足夠的特征性屬性，以使得能夠找到對應關系；前提是在定位和參考圖像中使用足夠強重疊的特征圖像區域。