[发明专利]环境的3D模型的生成

说明书

技术领域

本发明涉及环境的三维模型的生成。具体地，可以是3D点云(3Dpointcloud)的生成。具体地但非排他地，本发明可以涉及自动机周围的环境的3D模型的生成，诸如引导车辆等。其它实施方式涉及可以通过使用环境的模型导航车辆通过环境。

背景技术

通常期望能够生成用于各种目的的环境的模型。例如，能够记录建筑物的模型在对于调查建筑物时是有帮助的，其中3D模型可以随后用于评估该建筑物，例如火灾逃生、健康和安全性等。在其他实施方式中，诸如在自动机、引导的车辆等中，期望通过生成环境的模型以导航车辆。然而，现有技术中生成模型的方法不能生成与期望的一样好的模型和/或不能容易地生成期望的模型。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种当监测装置移动通过环境时生成该监测装置周围的环境的表示，该方法包括，以下步骤中的至少一个：

a)提供至少一个第一传感器和至少一个LIDAR传感器，其中第一传感器和第二传感器可以设置在相对于彼此固定的方向处并且由独立时钟控制；

b)当监测装置移动通过环境时使用第一传感器确定监测装置的轨迹并且可以使用第一传感器的时钟确定第一时间序列，其中，第一时间序列详细记录了监测装置何时在轨迹的预定点；

c)利用LIDAR传感器扫描环境，记录来自LIDAR传感器的反馈(return)并且可以使用LIDAR传感器的时钟确定第二时间序列，其中第二时间序列详细记录了LIDAR何时进行每次扫描；

d)处理第一时间序列和第二时间序列，可以使用统计方法将第一序列和第二系列关联以便将来自LIDAR传感器的反馈与接收反馈处的轨迹上的点相匹配；以及

e)使用第一传感器和LIDAR之间的预定方向基于LIDAR反馈创建监测装置周围的环境的表示(respresentation)。

提供这样的布置的实施方式被认为是有利的，因为与现有技术方法相比，这些实施例提供了当监测装置移动通过环境时的更高质量的模型。

具体地，在一些实施方式中可以使用二维LIDAR传感器。这样的LIDAR传感器还可以称为LIDAR扫描仪；即配置为扫描其环境的传感器。可以想到在一些实施方式中可以使用三维的LIDAR传感器，但这些三维LIDAR传感器目前很昂贵。

可以存在多个LIDAR传感器，并且具体地，存在两个LIDAR传感器。

所述多个LIDAR传感器或者每个LIDAR传感器可以以推扫布置(push-broomarrangement)的方式被安装。具体地，LIDAR传感器可以被设置为与监测装置成固定的关系。在这样的实施方式中，LIDAR传感器可以基于安装装置的移动来扫描环境。

可将实施方式布置为使得第一传感器和LIDAR传感器具有不重叠的视场。可设置一种将来自第一传感器和LIDAR传感器的数据回顾性地(retrospectively)结合的方法。

本发明的一些实施方式基于TICsync算法提供了用于将来自第一时钟和第二时钟的时间序列关联的定时方法。

第一传感器可以由摄像机提供，并且具体地可以由立体摄像机对提供。该方法可方便地从用来处理来自第一传感器的输出的视觉测距(VO)系统生成轨迹。这种基于无源传感器而不是基于外在的定位系统(诸如全球定位系统等)的实施方式被认为是有益的。避免使用这样的外部的定位系统允许将该方法设置在该外部系统不能到达的区域中(诸如城市环境中的室内等)。

根据本发明的第二方面，提供了一种监测装置，该监测装置包括：

处理电路，被布置为从第一传感器和至少一个LIDAR传感器中接收各个数据；

其中，第一传感器由第一时钟控制，该第一时钟提供第一时间序列，并且安装在相对于监测装置固定的方向上，并且其中，处理电路被布置为通过从第一传感器接收的数据生成轨迹；

其中，LIDAR传感器由第二时钟控制，该第二时钟提供第二时间序列，并且安装在相对于监测装置固定的方向上，并且其中，LIDAR传感器被布置为当监测装置移动通过环境时扫描监测装置的环境；并且

其中，处理电路被布置为从LIDAR传感器接收数据，使用定时方法处理第一时间序列和第二时间序列，以将他们关联在一起并且将来自LIDAR传感器的数据与轨迹相匹配并且从那些匹配生成环境的表示。