[发明专利]使用被动和主动测量生成场景的三维地图

说明书

提出一种获取三维(3D)地图的方法和设备。该方法包括：分析由无源传感器获取的至少一幅图像，以识别在至少一幅图像中的多个对象；对多个对象进行分类；基于分类，确定是否被动测量到多个对象中的每一个的距离；基于确定，被动测量到多个对象中的至少一个的距离；主动测量到多个对象中的一些对象的距离，其中，当到对象中的一些对象的一个对象的距离不能被动测量时，主动测量到该对象的距离；以及基于测量到多个对象中的每一个的距离，生成场景的3D地图。

本申请是申请号为201680030809.6的中国专利申请“使用被动和主动测量生成场景的三维地图”(申请日为2016年3月31日)的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年4月1日提交的62/141,296号美国临时申请的优先权，和2015年5月13日提交的62/160,988号美国临时申请的优先权，该临时申请的内容通过引用在此并入本文中。

背景技术

自动驾驶汽车(也被称为无人驾驶汽车、自驾驶汽车或者机器人汽车)是没有人工控制驾驶的车辆。自主车辆使用雷达、激光雷达、GPS、里程表或计算机视觉感测其环境以探测周围。高级控制系统解释感觉信息以识别适当的导航路径，以及障碍物和相关标志。自动驾驶汽车配备有用于分析感觉数据的控制系统，以便区分道路上的不同汽车或障碍物。当前，无人驾驶技术由以及其他一些车辆制造商(如等)开发。

其他公司例如正在市场上试图为免提驾驶技术(hands-freedriving technology)提供解决方案。这种技术的使用通常限于特定的驾驶基础设施，例如高速公路或乡村道路。该免提驾驶和自主车辆技术的基础是在运动期间或之前的任何给定时刻渲染或生成场景的3维(3D)地图。该地图尝试模仿驾驶员所看到的场景。

该3D地图的渲染一般通过测量3D空间中多个点的距离，确定对象的存在及其与汽车的距离而完成。已渲染的3D地图可被车辆组合和处理，以做出驾驶决定。用于渲染详细3D地图的现有解决方案基于激光雷达(LiDar或LADAR)系统。激光雷达系统通过利用一束激光束或多束激光束照射多个目标(空间中的点)来测量对象的距离。该现有方案配置激光雷达系统扫描整个环境(场景)。这要求大量激光测量以渲染单幅3D地图。

例如，图1显示用于生成3D地图的场景图像100。某些由免提和自动驾驶技术实现的现有方案测量到图像100中各点110的距离。从而，激光束照射每个这样的点以渲染3D地图。在许多例子中，激光雷达系统不具有任何场景的先验知识(例如场景的图片)。为此，这些技术基于非常复杂和昂贵的设备。例如，由制造的机器人汽车包括装备价值约70000美元的激光雷达系统。激光雷达系统包括64束的激光器。由于渲染3D地图的硬件价格高昂，自动驾驶车辆的大规模生产是不可行的。应当注意，为了简单起见，仅在图1中具体标记了几个点110。

此外，使用现有激光雷达系统的自动驾驶车辆的广泛生产将对行人、驾驶员和/或乘客产生危险情况，因为从每辆车辆传送的激光束数量很多，并且可能会碰上人的视线。进一步地，现有激光雷达方案被配置为以可获取的最高能量水平传送激光束。这是为了测量激光雷达系统最大范围内的点。

此外，通过扫描整个场景生成3D地图将增加串扰。这是由于配备有该扫描系统的自动驾驶车辆传送的激光束数量很多。结果，通过扫描整个场景生成的3D地图的最终分辨率可能是受限的。

因此，提供用于克服现有技术缺陷生成3D地图的解决方案将是有利的。

发明内容

本发明的几个示例实施例的概要如下。提供本概要是为了读者的方便，以提供对这些实施例的基本理解而不是完全地定义本发明的范围。本概要不是所有预期实施例的广泛综述，并且既不旨在标识所有实施例的关键或重要元素，也不描绘任何或所有方面的范围。其唯一目的在于以简化的形式呈现一个或多个实施例的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的前奏。为了方便，在此使用的术语“一些实施例”可能指本公开的单一实施例或者多个实施例。