JP2020530569A - 車両センサの較正及び位置特定 - Google Patents
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-
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-
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Abstract
Description
本PCT国際特許出願は、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれる、2017年8月11日に出願された「VEHICLE SENSOR CALIBRATION AND LOCALIZATION」と題する米国特許出願第15/674,853号明細書及び2017年8月11日に出願された「SENSOR PERTURBATION」と題する米国特許出願番号第15/675,487号明細書の継続出願であり、それらの優先権の利益を主張する。
いくつかの例では、様々なセンサデータは、ボクセル空間又はアレイに蓄積され得る。そのようなボクセル空間は、複数のボクセルを備える3次元表現であり得る。非限定的な例として、ボクセル空間は、長さ、幅、及び高さを有し、各々が同様の形状を有する複数ボクセルを備える矩形直方体であり得る。いくつかの例では、ボクセル空間は、ボクセル空間の起点が環境中のポジション及び/又は向きによって記述され得るような環境を表す。同様に、各ボクセルは、環境中のポジション及び向き又はボクセル空間の起点に対する座標のうちの1つ又は複数で記述され得る。そのような例では、各ボクセルは、環境の一部分を表し得る。
いくつかの例では、総残差は、本明細書で詳細に説明するように、アンクシャス探索を使用して最小化され得る。上記のように、センサデータは、データが生成されたセンサのポジション及び向き(又は体勢)に少なくとも部分的に基づいて(即ち、センサポジションからボクセル空間に投影することによって)ボクセルに関連付けられる。データソース(例えばセンサ)に変換(即ち、並進又は回転のうちの1つ又は複数)を適用し、新しいセンサ体勢に基づいてボクセル空間にデータを再投影することによって、新しい総残差が計算され得る。本明細書で詳細に説明するように、そのようなアンクシャス探索は、総残差を最小化するデータソースに適用すべき変換を決定する。
本明細書で詳細に説明するように、アンクシャス探索は、総残差を最小化するために使用され得る。そのような最小化は、較正コンピューティングデバイスによって実行される実質的に同時の自律車両の1つ又は複数のセンサを較正する(即ち、センサのエクストリンシック(extrinsics)及び/又はイントリンシック(intrinsics)を決定する)ために使用され得る。そのような例では、最小化された残差値は、ボクセルの鮮明さ(例えば、明瞭さ)の測定に対応し得る。
いくつかの例では、較正コンピューティングデバイスは、車両上のセンサの集約グループからのセンサ体勢(集約センサデータ)を摂動し得る。そのような例では、較正コンピューティングデバイスは、ポジションエラーがあるのかどうかを決定し得る。上記で詳細に説明した較正手順の場合のように、アンクシャス探索は、2つ以上のデータセット間のポジション測定エラーを決定するために使用され得る。較正の場合と同様に、そのようなプロセスは、粗い離散化から精細な離散化への多数のボクセル解像度にわたってループすることを備え得る。離散化(又は解像度)ごとに、アンクシャス探索が、固有値分解計算を使用して総残差を最小化する1つ又は複数のセンサのブロック変換を決定するために実行され得る。元の体勢からの得られたブロック変換は、ポジション測定のエラーに対応し得る。非限定的な例として、ポジション又は向きのうちの1つ又は複数は、限定はしないが、LIDAR、カメラ、GPS、IMU、ホイールエンコーダなどのような1つ又は複数のセンサを利用する、例えば、(カルマンフィルタなどの)ベイジアンフィルタ、バンドル調整、スラムなどのアルゴリズムを使用して連続的に推定され得る。ポジション測定エラープロセスは、(あらかじめ定義されたマップ、データストアなどから決定され得る)推定された体勢に基づいて予想されるデータと1つ又は複数のセンサから戻されたセンサデータを比較するために使用され得る。そのような測定エラーは、将来の推定を補正すること及び/又は1つ若しくは複数のセンサの現在のポジション及び/又は向きを改良することを行うために使用され得る。例示的な測定ポジションエラーアルゴリズムが以下の表4に示される。
いくつかの例では、較正コンピューティングデバイスは、車両が関心領域を通過したと決定し得るし、関心領域中でキャプチャされたデータを収集し得る。較正コンピューティングデバイスは、ボクセルスコア(即ち、総残差)を決定し得る。較正コンピューティングデバイスは、指定されたボクセル空間のボクセルスコアを関心領域の予想されるボクセルスコアと比較し得る。実際のボクセルスコアが関心領域に関連するボクセルスコアに実質的に一致する場合、較正コンピューティングデバイスは、1つ又は複数のセンサの較正を検証し得る。実際のボクセルスコアが関心領域に関連するボクセルスコアより高い場合、較正コンピューティングデバイスは、センサのうちの1つ又は複数が較正外れであると決定し得る。例えば、較正コンピューティングデバイスは、関心領域に関連するボクセルスコアが0.3であると決定し得る。較正コンピューティングデバイスは、車両が関心領域を通過するときにデータをキャプチャし得るし、0.8の実際のボクセルスコアを計算し得る。較正コンピューティングデバイスは、予想されるボクセルスコアと実際のボクセルスコアとの間の差に基づいて、特定のセンサが較正外れであると決定し得る。
A:システムであって、1つ又は複数のプロセッサと、1つ又は複数のプロセッサに通信可能に結合され、車両上の第1のセンサから第1のデータセットとして第1のセンサデータを受信し、車両上の第2のセンサから第2のデータセットとして第2のセンサデータを受信することと、ボクセル空間に第1のデータセットと第2のデータセットとを投影することと、ボクセル空間中の占有されたボクセルを識別することと、ボクセル空間中の占有されたボクセルの個々のボクセルに関連する残差値を計算することと、残差値の大きさを最適化するようにボクセル空間中の第1のデータセット又は第2のデータセットのポジションを調整することと、ボクセル空間の最適化されたボクセルスコアに対応するセンサ変換を決定することとを行うように1つ又は複数のプロセッサによって実行可能な命令を記憶した1つ又は複数のコンピュータ可読記憶媒体とを備えるシステム。
Claims (15)
- 1つ以上のプロセッサと、
前記1つ以上のプロセッサに通信可能に接続された1つ以上のコンピュータ可読記録媒体であって、前記1つ以上のプロセッサによって、
車両上の第1のセンサからの第1のデータセットとしての第1のセンサデータと、前記車両上の第2のセンサからの第2のデータセットとしての第2のセンサデータとを受信することと、
前記第1のデータセット及び前記第2のデータセットをボクセル空間に投影することと、前記ボクセル空間における占有ボクセルを識別することと、
前記ボクセル空間における前記占有ボクセルの個々のボクセルに関連する残差を計算することであって、前記残差は、残差値と占有スコアとの組み合わせを含む、ことと、
前記ボクセル空間における前記第1のデータセット又は前記第2のデータセットを調整して前記残差の大きさを最適化することと、
前記ボクセル空間の最適化されたボクセルスコアに対応するセンサ変換を決定することと、を実行可能にする命令を格納している1つ以上のコンピュータ可読記録媒体と、
を含む、システム。 - 前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって、
各ボクセルに対する占有ペナルティを決定することであって、前記占有スコアは、少なくとも部分的に前記占有ペナルティに基づいて決定される、ことと、
少なくとも部分的に前記センサ変換に基づいて、前記第2のデータセットの少なくともサブセットに対応するデータポイントを再投影することによって、前記ボクセル空間の各ボクセルに対する前記占有スコアを最小化することと、をさらに実行可能にする、
請求項1に記載のシステム。 - 前記センサ変換は、前記第1のセンサ又は前記第2のセンサに適用され、且つ少なくとも部分的に摂動のセットに基づくものであり、前記摂動のセットの各摂動は、前記第1のセンサ又は前記第2のセンサの少なくとも1つに対応する、大きさと、少なくとも1つの方向次元又は少なくとも1つの向き次元とを含み、前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって、
前記第1のセンサ又は前記第2のセンサに適用される各摂動に関連する前記ボクセル空間の総残差を計算することと、
前記ボクセル空間の最適化された総残差に少なくとも部分的に基づいて、前記第1のセンサ又は前記第2のセンサの最適化された体勢を決定することであって、前記最適化された総残差の値は、1つの前記摂動のセットに関連する前記センサ変換に対応し、
各摂動の前記大きさは、少なくとも部分的に、前記ボクセル空間における前記ボクセルのサイズに基づく、ことと、をさらに実行可能にする、
請求項1に記載のシステム。 - 前記少なくとも1つの前記向き次元は、前記第1のセンサ又は前記第2のセンサに関するピッチ、ロール、ヨーに対応し、
前記少なくとも1つの前記方向次元は、X軸、Y軸、Z軸についての前記第1のセンサ又は前記第2のセンサの変換に対応する、
請求項3に記載のシステム。 - 前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって、
前記センサ変換を決定するとき、固有値分解、又は前記第1のデータセットにおけるデータポイントの、少なくとも前記第2のデータセットを表す面からの距離から得られる1つ以上の最小固有値に基づいて前記残差の値を決定すること、をさらに実行可能にする、
請求項1に記載のシステム。 - 前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって、
動きセンサ、ナビゲーションセンサ、画像センサ、又は深度センサのうちの少なくとも1つからの入力を受信することと、
少なくとも部分的に前記入力に基づいて前記車両の軌道を決定することと、
少なくとも部分的に前記車両の前記軌道に基づいて関心領域を決定することであって、前記第1のデータセット又は前記第2のデータセットは、前記関心領域において収集される、ことと、をさらに実行可能にする、
請求項1に記載のシステム。 - 前記関心領域は、中心位置及び前記中心位置を中心とする時間ウィンドウを含み、前記中心位置は、前記車両のヨーレート、経路の曲率半径、前記車両の位置、前記車両の速度のうちの少なくとも1つに基づいて識別される、
請求項6に記載のシステム。 - 前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって、
前記第1のセンサ又は前記第2のセンサのうちの少なくとも1つを較正すること、
前記車両の位置に関するドリフトエラーを計算すること、又は
前記車両の軌道に関するエラーを識別すること、をさらに実行可能にする、
請求項1に記載のシステム。 - 前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって、
前記ボクセル空間における前記ボクセルのサイズを低減することと、
前記ボクセル空間にあるボクセルの数を増加させることと、をさらに実行可能にする、
請求項1に記載のシステム。 - 前記命令は、前記1つ以上のプロセッサによって、
前記ボクセル空間に関する第2のボクセルスコアを計算することと、
第2の最適化されたボクセルスコアに対応する第2のセンサ変換を決定することとであって、前記第1のセンサ及び前記第2のセンサの較正は、少なくとも部分的に前記第2のセンサ変換に基づく、ことと、をさらに実行可能にする、
請求項1に記載のシステム。 - 車両の複数のセンサからのデータセットを受信することと、
前記データセットをボクセル空間に投影することと、
前記データセットの第1のセンサデータを摂動して前記ボクセル空間に関する残差値を低減することであって、前記第1のセンサデータは、前記複数のセンサのうちの第1のセンサに対応する、ことと、
前記ボクセル空間に関連する最小化された残差値に対応する前記第1のセンサデータに対するセンサ変換を決定することと、
前記センサ変換に少なくとも部分的に基づいて、前記複数のセンサのうちの前記第1のセンサを較正することと、
を含む、方法。 - 前記車両が第1の時間に基準点に位置することの指示を受信することと、
前記第1の時間に第1の集約データセットをキャプチャすることであって、前記第1の集約データセットは、前記複数のセンサに関する第1のメタスピンを含み、且つ前記基準点での環境に対応する、ことと、
前記車両が第2の時間に前記基準点に位置することの指示を受信することと、
第2の集約データセットをキャプチャすることであって、前記第2の集約データセットは、前記複数のセンサに関する第2のメタスピンを含み、且つ前記基準点での前記環境に対応する、ことと、
前記第1の集約データセット及び前記第2の集約データセットを、前記基準点での前記環境に対応する前記ボクセル空間に投影することと、
前記第2の集約データセットの1以上の次元を摂動して第2のボクセル空間に関する残差値を最小化することと、
前記第1の時間と前記第2の時間との間でのポジションエラーを決定することと、
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 動きセンサデータ又はナビゲーションセンサデータのうちの少なくとも1つに基づいて前記車両の軌道を計算することと、
前記軌道が関心領域に対応すると決定することと、
前記関心領域に関する時間ウィンドウを識別することであって、前記第1のセンサデータは、前記関心領域において収集されたデータを含む、ことと、
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記ボクセル空間におけるボクセルのサイズが最小サイズではないと決定することと、
前記ボクセル空間におけるボクセルの前記サイズを低減することと、
前記ボクセル空間におけるボクセルの数を増加させることと、
反復的に、前記ボクセルの低減された各サイズについて、前記第1のセンサデータに対する前記変換を決定することであって、前記第1のセンサの較正は、前記変換の反復的な決定に基づく、ことと、
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記複数のセンサのうちの前記第1のセンサがアライメント外であることの指示を受信することと、
前記車両の動作制御システムへの入力から、前記第1のセンサに関するデータを消去することであって、前記複数のセンサのうちの前記少なくとも1つのセンサを較正することは、前記第1のセンサを較正することを含む、ことと、
前記第1のセンサの較正に応じて、前記第1のセンサデータを前記動作制御システムに送信することと、をさらに含む、
請求項11に記載の方法。
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