[发明专利]用于运载工具导航的尺寸缩小的地图的自动生成以及时空定位

说明书

除了其他方面，描述了用于运载工具导航的环境中的尺寸缩小的地图的生成与定位的技术。这些技术包括，使用位于环境内的时空位置处的运载工具的一个或多个传感器，生成表示该环境的M维传感器数据，其中M大于2。生成表示运载工具的操作状态的测程数据。测程数据与时空位置相关联。从M维传感器数据生成环境的N维地图，其中N小于M。N维地图的生成包括从M维传感器数据提取时空位置的M维环境特征。M维环境特征与测程数据相关联。生成M维环境特征的N维版本。M维环境特征的N维版本被嵌入在N维地图中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月29日提交的美国临时申请62/752,297和2019年2月19日提交的美国临时申请62/807,652的权益，这两个申请均通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本说明书总体上涉及用于运载工具的导航规划，并且具体地涉及用于运载工具导航的尺寸缩小的地图的自动生成以及时空定位。

技术背景

自主运载工具(AV)具有通过减少道路交通事故、交通拥堵、停车拥堵和燃油效率来使交通系统转变的潜力。然而，用于自主运载工具的导航的常规方法通常依赖于传统的低分辨率地图，并且不足以精确定位AV。而且，用于导航的常规方法不足以解决数据噪声和不确定性的问题。向另外，在使用常规方法对AV进行导航期间，AV可能无法区分传统低分辨率地图中的两个或多个似合理的时空位置。

发明内容

提供了用于运载工具导航的尺寸缩小的地图的自动生成以及时空定位的技术。该技术包括生成表示运载工具所在的环境的M维传感器数据，其中M大于2。运载工具的一个或多个传感器生成M维传感器数据。运载工具位于环境中的一时空位置处。一个或多个传感器生成表示运载车辆的操作状态的测程数据。测程数据与时空位置相关联。使用运载工具的一个或多个处理器，从M维传感器数据生成环境的N维地图，其中N小于M。N维地图的生成包括从M维传感器数据提取时空位置的M维环境特征。M维环境特征与测程数据相关联。生成M维环境特征的N维版本。M维环境特征的N维版本被嵌入在N维地图中。

在一个实施例中，运载工具的一个或多个传感器用于生成表示运载工具所在的时空位置处的物理特征的视觉数据。视觉数据包括与表示物理特征的多个二维平面对应的多个像素。视觉数据用于确定多个像素中的第一像素与第二像素之间的深度差。第一像素对应于多个二维平面中的第一二维平面，第二像素对应于多个二维平面中的第二二维平面。运载工具的一个或多个处理器用于将深度差嵌入第三二维平面内。第三二维平面表示地图。深度差在该时空位置处嵌入地图中。

在一个实施例中，M维环境特征的N维版本的嵌入包括将与M维环境特征的N维版本对应的计算机可读语义注释嵌入在N维地图内。

在一个实施例中，M维传感器数据包括三维LiDAR点云数据，并且M维环境特征的N维版本的生成包括将三维LiDAR点云数据映射到二维图像。

在一个实施例中，M维传感器数据包括根据时间索引的(M-1)维LiDAR点云数据，而N维地图包括根据时间索引的(N-1)维图像数据。

在一个实施例中，M维传感器数据被映射到多个平面，其中多个平面中的每个平面对应于不同的N维地图。

在一个实施例中，测程数据用于确定运载工具相对于N维地图的位置坐标。

在一个实施例中，测程数据用于确定运载工具相对于N维地图的方向取向。

在一个实施例中，所确定的位置坐标和方向取向被发送到远程服务器或另一运载工具以向其他运载工具提供导航辅助。

在一个实施例中，一个或多个传感器包括运载工具的控制器局域网(CAN)总线，并且测程数据是使用CAN总线生成的。

在一个实施例中，一个或多个传感器包括运载工具的惯性测量单元(IMU)，并且测程数据是使用IMU生成的。