JP2020508506A - 3d点データにおける垂直構造を取り込む2dマップを使用する位置推定 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、米国海軍研究局が授与した助成金番号N00014−13−1−0217、及び米国内務省/国防高等研究計画局が授与した助成金番号D13AP00059の政府支援を受けて成された。政府は本発明において一定の権利を有する。
本出願は、2017年1月26日に出願された米国仮出願62/450,616第号の利益を主張する。上記出願の開示全体が、参照により本明細書に組み込まれている。
Claims (20)
- シーンの3次元点データを受信することと、
前記シーンの地面を複数のセルへと区画化することと、
前記3次元点データからの点を前記複数のセル内へと射影することと、
前記複数のセル中の各セルについて、前記セル内で前記点が生じる高さを記録することと、
前記複数のセル中の各セルについて、前記セル内の前記点の特性を判定することと、
前記複数のセル中の各セル内で判定された前記特性から、前記シーンの2次元表現を生成することと
を含む、シーン中の構造の2次元表現を生成する方法。 - 前記3次元点データをLiDARセンサから取り込むことを更に含む、請求項1に記載の方法。
- 前記セル内で前記点が生じる高さを記録することは、高さを列ベクトルの要素へと量子化し、このことにより複数のベクトル列を形成することを含み、前記列ベクトル中の各要素は、基準点よりも上にある異なる高さの範囲に対応している、請求項1に記載の方法。
- 列ベクトルの要素において高さを量子化することは、所与の要素における点の存在又は不在を二値数としてコード化することを更に含む、請求項3に記載の方法。
- 列ベクトル中の要素の数は、処理ユニットの整数データ型のサイズ以下である、請求項3に記載の方法。
- 各セルは、前記列ベクトル中の各ビットの意味をシフトさせる高さオフセット値を含む、請求項3に記載の方法。
- 所与のセル内の前記点の特性を、前記所与のセルに対してポピュレーション・カウントを実行することによって判定することを更に含む、請求項3に記載の方法。
- 所与のセル内の前記点の特性を、前記所与のセルに対するビットAND及びポピュレーション・カウントのシークエンスを通して判定することを更に含む、請求項3に記載の方法。
- 前記点が生じる高さを記録することは、所与の列ベクトルによって定義された前記高さの範囲外にある新しい点を受信することと、前記所与の列ベクトル中の要素をビット・シフトさせることによって前記高さの範囲を調整することと、を更に含む、請求項3に記載の方法。
- 前記複数のセルにルール・セットを適用することによって、セル内の前記点の特性を判定することであって、前記ルール・セットは、静止した構造を前記シーン内で検出された他の物体から区別する、判定すること、を更に含む、請求項1に記載の方法。
- 移動可能な物体の位置を判定するための方法であって、
前記移動可能な物体の周囲にあるシーンの3次元点データを収集することと、
前記シーン内で検出された任意の構造の垂直度を列ベクトルで表すことによって、前記3次元点データを前記シーン内の現在の構造の2次元マップに変換することであって、前記列ベクトル中の各要素は、基準点よりも上にある異なる高さの範囲に対応している、変換することと、
前記現在の2次元マップを2次元候補マップのセットのうちの1つ又は複数とマッチングさせることであって、前記2次元候補マップのセット中の各2次元候補マップはグローバル座標を含む、マッチングさせることと、
1つ又は複数のマッチングした2次元候補マップを使用して、前記移動可能な物体の位置を判定することと、を含む、方法。 - 前記3次元点データを2次元マップに変換することは、
前記シーンの地面を複数のセルへと区画化することと、
前記3次元点データからの点を前記複数のセル内へと射影することと、
前記複数のセル中の各セルについて、前記セル内で前記点が生じる高さを記録することと、
前記複数のセル中の各セルについて、前記セル内の前記点の特性を判定することと、
前記複数のセル中の各セル内で判定された前記特性から、前記シーンの2次元表現を生成することと、
を含む、請求項11に記載の方法。 - 前記セル内で前記点が生じる高さを記録することは、高さを列ベクトルの要素へと量子化し、このことにより複数のベクトル列を形成することを含み、前記列ベクトル中の各要素は、基準点よりも上にある異なる高さの範囲に対応している、請求項12に記載の方法。
- 前記現在の2次元マップを2次元候補マップのセットのうちの1つ又は複数とマッチングすることは、
前記移動可能な物体の現在の位置を推定することと、
前記移動可能な物体の前記現在の位置を使用して、複数の所定の2次元マップから、前記2次元候補マップのセットを識別することと、を含む、請求項11に記載の方法。 - 前記現在の2次元マップを2次元候補マップのセットのうちの1つ又は複数とマッチングさせることは、前記現在の2次元マップを前記2次元候補マップのセット中の各2次元候補マップと位置整合させ、このことにより前記2次元候補マップのセット中の各2次元候補マップと関連させて、前記現在の2次元マップに関する地点推定値を決定することを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記現在の2次元マップを前記2次元候補マップのセット中の各2次元候補マップと位置整合させることは、前記現在の2次元マップと前記2次元候補マップのセット中の各2次元候補マップとの間の剛性変換を演算することを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記移動可能な物体の位置を判定する前記ステップの前に、前記現在の2次元マップとの位置整合に基づいて前記2次元候補マップのセットをフィルタリングすることを更に含む、請求項16に記載の方法。
- 粒子フィルタを使用して前記移動可能な物体の位置を判定することを更に含む、請求項15に記載の方法。
- 前記移動可能な物体の位置を判定することは、
前記2次元候補マップのセット中の各2次元候補マップと関連している前記現在の2次元マップに関する前記地点推定値を使用して、ファクター・グラフを構築することであって、前記ファクター・グラフ中のノードは、前記移動可能な物体の既知及び未知の位置を表し、前記ファクター・グラフ中のエッジは、ノードの値を互いに関連させる観測を表す、構築することと、
非線形最小二乗法を使用してファクター・グラフを解くことと、を含む、請求項15に記載の方法。 - 様々な位置において前記シーンの3次元点データを収集することと、前記ステップを繰り返して前記様々な位置において前記移動可能な物体の位置を判定することと、を更に含む、請求項11に記載の方法。
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