[发明专利]交通工具环境地图生成和更新的方法和系统

权利要求书

1.一种用于动态生成和更新至少一个移动交通工具周围环境的全局三维地图的方法，其中，N个三维传感器（3DS₁，...，3DS_N）安装在所述至少一个移动交通工具上，且与至少一个中央处理单元通信，其中：

a）所述N个三维传感器（3DS₁，...，3DS_N）中的每个三维传感器与这些三维传感器中的其他三维传感器并行且异步地生成点云帧的连续流（ST_i），

其中，所述流（ST_i）的每个点云帧（）包括所述三维传感器在时间（）获取的一组三维数据点，在所述三维传感器的局部坐标系（CS_i）中，所述三维数据点代表在所述时间（）位于所述三维传感器周围环境的局域体（）中的物体表面，

b）所述中央处理单元从所述N个三维传感器（3DS₁，...，3DS_N）连续接收N个连续流（ST₁，...，ST_N），将这些流存储在存储器中，且

对于这些流中每个流（ST_i）的每个新接收的点云帧（），通过如下方式生成或更新所述至少一个交通工具环境的全局累积三维地图：

b1）通过将所述点云帧（）与所述环境的全局累积三维地图进行比较，在所述至少一个交通工具环境的全局坐标系（GCS）中确定已对准的点云帧（），以及

b2）通过将所述已对准的点云帧（）与所述全局累积三维地图合并，更新所述累积三维地图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全局累积三维地图包括至少一个全局坐标系（GCS₁）和至少一个相关分区（SA₁），其中所述相关分区包括所述全局坐标系中的多个数据点，

其中，确定已对准的点云帧（）的步骤b1）包括：

b1-1）尝试对准所述点云帧（），使得通过将所述点云帧（）与所述环境（E）的全局累积三维地图的各个分区进行比较，将所述已对准的点云帧（）的至少一部分与所述全局累积三维地图的所述至少一个分区的至少一部分匹配，

其中，更新所述环境（E）的全局累积三维地图的所述步骤b2）包括：

b2-1）如果所述点云帧（）能与所述环境（E）的全局累积三维地图的至少一个分区对准，将所述已对准的点云帧（）与所述全局累积三维地图的所述至少一个分区合并，

b2-2）如果所述点云帧（）不能与所述环境的全局累积三维地图的至少一个分区对准，生成附加全局坐标系（GCS₂）和全局累积三维地图的相关附加分区（SA₂），全局累积三维地图的所述附加分区与先前包含在所述全局累积三维地图中的分区分开，且包含所述点云帧（）。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，如果所述全局累积三维地图包括数个分区（SA₁，...，SA_M），尝试对准点云帧（）的步骤b1-1）进一步包括：在多次扫描对准步骤中，尝试对准所述分区（SA₁，...，SA_M）和所述点云帧（），使得已对准的点云帧（）的至少一部分与所述全局累积三维地图的至少一个分区（SA₁，...，SA_M）匹配，

其中，如果所述点云帧（）能与所述全局累积三维地图的多个分区（SA_m，SA_m'）对准，所述多个分区（SA_m，SA_m'）和所述点云帧（）在与单个全局坐标系（GCS_m''）相关的所述全局累积三维地图的单个分区（SA_m''）中对准和合并。