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定位用基础信息产生系统与方法以及自身定位判断装置与流程

2022-05-21 09:50:55 来源:中国专利 TAG:
1.本发明涉及一种定位用的系统、方法、以及装置,尤其涉及一种定位用基础信息产生系统、定位用基础信息产生方法、以及自身定位判断装置。
背景技术
::2.为了符合自动驾驶技术的定位精准度的需求,现有的定位技术可采用光学雷达感测器来感测交通场景的深度信息(例如:点云图),并通过各种算法(例如:正态分布转换(normaldistributionstransform,ndt)算法),与该深度信息产生精细的定位用基础信息。然而,因现有的定位用基础信息的数据量极大,导致需要自身定位功能的终端装置的存储器的使用量大增、且更新定位用基础信息所需的成本亦极高。3.因此,如何减少现有定位用基础信息的数据量,进而降低需要自身定位功能的终端装置的存储器使用量以及降低更新定位用基础信息所需的成本,将是本发明所属
技术领域
:亟待解决的问题。技术实现要素:4.为了解决至少上述的问题,本发明的实施例提供了一种定位用基础信息产生系统。该定位用基础信息产生系统可包含互相连接的至少一信息供给装置与一计算装置。该至少一信息供给装置可被配置以辨识出多个参考对象各自的一对象位置与一对象类别;以及根据该多个参考对象各自的该对象位置与该对象类别,产生该多个参考对象各自的一第一唯一特征值。该计算装置可被配置以从该至少一信息供给装置接收该多个参考对象的该多个第一唯一特征值;以及根据该多个参考对象的该多个第一唯一特征值,产生定位用基础信息。5.为了解决至少上述的问题,本发明的实施例还提供了一种定位用基础信息产生方法。该定位用基础信息产生方法可适用于一定位用基础信息产生系统。该定位用基础信息产生系统可包含互相连接的至少一信息供给装置与一计算装置。该定位用基础信息产生方法可包含:由该至少一信息供给装置,辨识出多个参考对象各自的一对象位置与一对象类别;由该至少一信息供给装置,根据该多个参考对象各自的该对象位置与该对象类别,产生该多个参考对象各自的一第一唯一特征值;由该计算装置,从该至少一信息供给装置接收该多个参考对象的该多个第一唯一特征值;以及由该计算装置,根据该多个参考对象的该多个第一唯一特征值,产生定位用基础信息。6.为了解决至少上述的问题,本发明的实施例还提供了一种自身定位判断装置。该自身定位判断装置可包含互相电性连接的一存储器与一处理器。该存储器可被配置以存储定位用基础信息,其中该定位用基础信息可包含多个参考对象的多个参考唯一特征值,且该多个参考唯一特征值各自是根据该多个参考对象各自的一对象位置与一对象类别所产生的。该处理器可被配置以辨识出一目前对象的一对象位置与一对象类别;根据该目前对象的该对象位置与该对象类别,产生该目前对象的一目前唯一特征值;以及根据该目前对象的该目前唯一特征值、该定位用基础信息、以及该自身定位判断装置与该目前对象之间的距离与角度,确定该自身定位判断装置的一自身位置。其中,该多个参考唯一特征值的产生方式与该目前唯一特征值的产生方式相同。7.根据本发明的实施例,定位用基础信息包含了针对交通场景中的各个参考对象产生对应的唯一特征值,以让自身定位判断装置处于一交通场景中时,仅需将侦测到的目前对象的唯一特征值与定位用基础信息中存储的唯一特征值进行比较,就能找出相符的参考对象,进而根据相符的参考对象的位置信息精准来计算自身的位置。因为不再需要存储大量完整的交通场景的深度信息以及复杂的算法,本发明的实施例可以大幅减少需要自身定位功能的终端装置的存储器使用量,且大幅降低更新定位用基础信息所需的成本。8.以上内容并非为了限制本发明,而只是概括地叙述了本发明可解决的技术问题、可采用的技术手段以及可达到的技术功效,以让本领域技术人员初步地了解本发明。根据附图及以下的实施方式所记载的内容,本领域技术人员便可进一步了解本发明的各种实施例的细节。附图说明9.附图可辅助说明本发明的各种实施例,其中:10.图1例示了根据本发明的某些实施例的定位用基础信息产生系统的结构;11.图2例示了根据本发明的某些实施例中图1的定位用基础信息产生系统建立定位用基础信息的细节;12.图3例示了根据本发明的某些实施例的定位用基础信息产生方法;13.图4例示了根据本发明的某些实施例的自身定位判断装置的结构;以及14.图5例示了根据本发明的某些实施例中图4的自身定位判断装置确定自身位置的细节。15.附图标记16.1:定位用基础信息产生系统17.11:信息供给装置18.111:感测系统19.13:计算装置20.201~205:动作21.211~214:动作22.v1:第一唯一特征值23.v2:第二唯一特征值24.3:定位用基础信息产生方法25.301~304:步骤26.41:自身定位判断装置27.411:存储器28.413:处理器29.415:感测系统30.417:通信接口31.v3:目前唯一特征值32.n1:定位用基础信息33.n2:更新信息34.501~503:动作具体实施方式35.以下将通过多个实施例来说明本发明,惟这些实施例并非用以限制本发明只能根据所述操作、环境、应用、结构、流程或步骤来实施。为了易于说明,与本发明的实施例无直接关联的内容或是不需特别说明也能理解的内容,将于本文以及附图中省略。在附图中,各元件(element)的尺寸以及各元件之间的比例仅是范例,而非用以限制本发明。除了特别说明之外,在以下内容中,相同(或相近)的元件符号可对应至相同(或相近)的元件。在可被实现的情况下,如未特别说明,以下所述的每一个元件的数量可以是一个或多个。36.本揭露使用的用语仅用于描述实施例,并不意图限制本发明。除非上下文另有明确说明,否则单数形式「一」也旨在包括多个形式。「包括」、「包含」等用语指示所述特征、整数、步骤、操作、元素及/或元件的存在,但并不排除一或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、元件及/或前述的组合的存在。用语「及/或」包含一或多个相关所列项目的任何及所有的组合。37.图1例示了根据本发明的某些实施例的定位用基础信息产生系统的结构,惟其所示内容仅是为了举例说明本发明的实施例,而非为了限制本发明的保护范围。38.参照图1,定位用基础信息产生系统1基本上可包含至少一信息供给装置11与一计算装置13。图1示出的信息供给装置11的数量并非限制。在某些实施例中,计算装置13可与信息供给装置11放置在同一物体(例如交通工具)内,且彼此之间通过各种总线来连接。在某些实施例中,计算装置13可与信息供给装置11放置在不同位置,且彼此之间通过各种网络来连接。39.信息供给装置11是一种计算装置。在某些实施例中,信息供给装置11属于各种交通工具(例如:一般汽车、自驾车、火车、捷运、机车、飞机、船只)本身的系统的一部分。在某些实施例中,信息供给装置11并不是各种交通工具本身的系统的一部分,但可以被设置在各种交通工具上,并达到一样的效果。40.信息供给装置11可包含各种处理单元(例如:中央处理器、微处理器(microprocessor)、微控制器(microcontroller)等)、各种存储单元(例如:存储器、通用串行总线(universalserialbus,usb)盘、硬盘、光盘(compactdisk,cd)、闪存盘、数据库、或其他各种具有相同功能的存储媒体或电路)、以及各种输入/输出接口(例如:以太网络(ethernet)接口、互联网(internet)接口、电信(telecommunication)接口、usb接口)。信息供给装置11可以通过该处理单元执行各种逻辑运算,并将运算的结果存储至该存储单元中。该存储单元可存储信息供给装置11本身产生的数据以及输入至信息供给装置11的各种数据。该输入/输出接口可让信息供给装置11与各种外部装置(例如:计算装置13)进行信息或数据的传输与交换。41.根据本发明的某些实施例,信息供给装置11还可各自包含一感测系统111。举例而言,在各感测系统111可包含至少一摄影机、至少一光学雷达、或至少一摄影机与至少一光学雷达。42.摄影机可以是各种具有动态撷取影像及/或静态撷取影像的功能的装置,例如但不限于:数字相机、录像机、或各种具有摄影功能的行动装置等。摄影机可以取得场景的影像,以使信息供给装置11的处理器进行后续的辨识。43.光学雷达(lightdetectionandranging,lidar)是可以通过照射光束以测量出一场景的深度信息的各种装置,并可得知自身与该场景中的特定对象之间的距离与角度。光学雷达针对场景所取得的深度信息可以以点云图的形式来呈现。光学雷达可以取得场景的点云图,以使信息供给装置11的处理器进行后续的辨识。44.计算装置13可以是各种的服务器、笔记本电脑、平板计算机、桌面计算机、行动装置。类似于信息供给装置11,计算装置13亦可包含上述的各种处理单元、存储单元、以及输入/输出接口。计算装置13可以通过该处理单元执行各种逻辑运算,并将运算的结果存储至该存储单元中。该存储单元可存储计算装置13本身产生的数据以及输入至计算装置13的各种数据。该输入/输出接口可让计算装置13与各种外部装置(例如:信息供给装置11或其他自身定位判断装置)进行信息或数据的传输与交换。45.图2例示了根据本发明的某些实施例中图1的定位用基础信息产生系统建立定位用基础信息的细节,惟其所示内容仅是为了举例说明本发明的实施例,而非为了限制本发明的保护范围。46.参照图2,定位用基础信息产生系统1建立定位用基础信息的运作基本上可以包含动作201~204。在某些实施例中,除了动作201~204,定位用基础信息产生系统1建立定位用基础信息的运作还可包含动作205。在某些其他实施例中,除了动作201~204或动作201~205,定位用基础信息产生系统1建立定位用基础信息的运作还可包含动作211~214。47.首先,在动作201中,每一个信息供给装置11可辨识出其所在的一场景内的多个参考对象各自的一对象位置与一对象类别。48.在某些实施例中,每一个信息供给装置11是通过其感测系统111辨识出该多个参考对象各自的一对象位置与一对象类别。信息供给装置11各自包含的感测系统111可包含一摄影机与一光学雷达的至少其中之一。若感测系统111包含一摄影机,信息供给装置11可通过该摄影机取得该场景的一或多个影像。若感测系统111包含一光学雷达,信息供给装置11可通过该光学雷达取得该场景的一或多个点云图。49.通过感测系统111取得该场景的影像及/或点云图之后,信息供给装置11的处理单元可使用各种已知的影像辨识技术或算法来辨识该影像及/或该点云图中的对象(较佳是静态对象),并将这些对象视为参考对象。50.在信息供给装置11本身未包含感测系统111的实施例中,信息供给装置11也可从其外部(例如,设置在交通工具上的摄影机或光学雷达)接收其所处场景的影像及/或的点云图。51.在辨识出参考对象后,信息供给装置11可进一步辨识出该参考对象与信息供给装置11之间的距离与角度、以及该参考对象的对象类别。在某些实施例中,信息供给装置11可包含一定位器(例如:全球定位系统(globalpositioningsystem,gps)定位器)以取得自身的位置(例如:gps坐标),而根据信息供给装置11自身的位置以及某一参考对象与信息供给装置11之间的距离与角度,信息供给装置11便可计算出该参考对象的对象位置(即,该对象的gps坐标)。52.有关参考对象的对象类别,对象类别可以是各种交通场景中会出现的场景对象的类别,例如但不限于:各种交通号志(例如:红绿灯、路标)、建筑物、天桥、路灯等。根据不同的实施例,可使用预设的编号来代表参考对象的对象类别。53.接着,在动作202中,信息供给装置11根据该多个参考对象各自的该对象位置与该对象类别,产生该多个参考对象各自的一第一唯一特征值v1。54.在某些实施例中,信息供给装置11可将每一个参考对象的对象位置对应的数值(例如:gps坐标值)与对象类别对应的数值(例如:对象类别编号值)进行一哈希运算以获得该参考对象对应的哈希值,并将该哈希值设定为该参考对象的第一唯一特征值v1。55.在某些实施例中,信息供给装置11可针对所有参考对象建立一查找表(lookuptable),在该查找表中,每一个参考对象仅会对应一个唯一的查找表值,以此作为该参考对象的第一唯一特征值v1。56.在动作203中,信息供给装置11可将其针对各参考对象产生的第一唯一特征值v1提供至计算装置13。57.在动作204中,当计算装置13从该至少一信息供给装置11接收该多个参考对象的该多个第一唯一特征值v1之后,可根据该多个参考对象的该多个第一唯一特征值v1,产生定位用基础信息。定位用基础信息可以是一定位用基础地图,其中,在每一个参考对象的对象位置上,标示着其位置信息以及对应的第一唯一特征值v1。58.在动作205中,当计算装置13产生该定位用基础信息后,可传输该定位用基础信息给各种外部装置(例如:至少一自身定位判断装置41),以便该装置使用该定位用基础信息计算出自身位置。举例而言,当一自身定位判断装置接收该定位用基础信息,将能根据自己所侦测到的场景对象对应的唯一特征值,找到定位用基础信息中对应的参考对象,然后根据该参考对象的对象位置信息以及本身的位置信息,计算出自身的位置。在某些实施例中,图1所示出的自身定位判断装置41也可以是其中一个信息供给装置11。59.接着,通过下述的动作211~214,定位用基础信息产生系统可以更新在动作201~204中所建立的定位用基础信息。60.在动作211中,信息供给装置11可辨识出参考对象各自的对象位置与对象类别。在动作212中,在该计算装置13产生该定位用基础信息之后,信息供给装置11产生该多个参考对象各自的至少一第二唯一特征值v2。在动作213中,信息供给装置11可将其针对各参考对象产生的第二唯一特征值v2提供至计算装置13。信息供给装置11执行的动作211~213分别与前述动作201~203的运作相同或相似,相关细节不再赘述。动作211~213与动作201~203的差异仅在于,因为同一场景中的参考对象可能发生改变(例如:被移动、出现新的参考对象、或参考对象被移除),第一唯一特征值v1与第二唯一特征值v2的数值可能不相同。61.在动作214中,当计算装置13接收该至少一第二唯一特征值v2之后,可根据该多个参考对象各自的该第一唯一特征值v1与该至少一第二唯一特征值v2,判断是否更新该定位用基础信息。详言之,在计算装置13接收多个信息供给装置11针对同一个参考对象所提供的多个第二唯一特征值v2时,可以根据第一唯一特征值v1以及所有接收到的第二唯一特征值v2中相同的多数来判断是否要更新定位用基础信息(例如:针对同一个参考对象,使用某一个第二唯一特征值v2的数值取代原本存储的第一唯一特征值v1的数值)。若该多数与第一唯一特征值v1相同,则不更新定位用基础信息;反之,则更新定位用基础信息。62.在某些实施例中,类似于上述动作205,在当计算装置13更新了定位用基础信息后,可传输更新后的定位用基础信息给至少一自身定位判断装置41。63.图3例示了根据本发明的某些实施例的定位用基础信息产生方法,惟其所示内容仅是为了举例说明本发明的实施例,而非为了限制本发明的保护范围。参照图3,定位用基础信息产生方法3可适用于一定位用基础信息产生系统,该定位用基础信息产生系统包含互相连接的至少一信息供给装置与一计算装置,且定位用基础信息产生方法3可包含以下步骤:由该至少一信息供给装置,辨识出多个参考对象各自的一对象位置与一对象类别(标示为步骤301);由该至少一信息供给装置,根据该多个参考对象各自的该对象位置与该对象类别,产生该多个参考对象各自的一第一唯一特征值(标示为步骤302);由该计算装置,从该至少一信息供给装置接收该多个参考对象的该多个第一唯一特征值(标示为步骤303);以及由该计算装置,根据该多个参考对象的该多个第一唯一特征值,产生定位用基础信息(标示为步骤304)。64.上述图3所示的步骤301至步骤304的顺序并非限制。在仍可实施的情况下,图3所示的步骤301至步骤304的顺序可以被任意调整。65.根据本发明的某些实施例,该至少一信息供给装置各自包含一感测系统;该至少一信息供给装置各自的该感测系统包含至少一摄影机、至少一光学雷达、或至少一摄影机与至少一光学雷达;且该至少一信息供给装置是通过各自的该感测系统辨识出该多个参考对象各自的一对象位置与一对象类别。66.根据本发明的某些实施例,该多个参考对象各自的该对象位置对应到一gps坐标。67.根据本发明的某些实施例,该多个参考对象各自的该第一唯一特征值对应到一哈希值或一查找表值。68.根据本发明的某些实施例,定位用基础信息产生方法3还可包含:传输该定位用基础信息给至少一自身定位判断装置。69.根据本发明的某些实施例,除了步骤301至步骤304之外,定位用基础信息产生方法3还可包含以下步骤:在该计算装置产生该定位用基础信息之后,由该至少一信息供给装置产生该多个参考对象各自的至少一第二唯一特征值;以及由该计算装置,根据该多个参考对象各自的该第一唯一特征值与该至少一第二唯一特征值,判断是否更新该定位用基础信息。70.定位用基础信息产生方法3的每一个实施例本质上都会与定位用基础信息产生系统1的某一个实施例相对应。因此,即使上文未针对定位用基础信息产生方法3的每一个实施例进行详述,本领域技术人员仍可根据上文针对定位用基础信息产生系统1的说明而直接了解定位用基础信息产生方法3的未详述的实施例。71.图4例示了根据本发明的某些实施例的自身定位判断装置的结构,惟其所示内容仅是为了举例说明本发明的实施例,而非为了限制本发明的保护范围。72.参照图4,自身定位判断装置41基本上可包含互相电性连接的存储器411与处理器413。在某些实施例中,自身定位判断装置41还可包含与处理器413连接的感测系统415。在某些其他实施例中,自身定位判断装置41还可包含与处理器413连接的通信接口417。存储器411、处理器413、感测系统415、以及通信接口417之间的电性连接可以是直接连接(不通过其他元件连接)或间接连接(通过其他元件连接)。73.自身定位判断装置41可以是各种具有自身定位需求的装置。类似于前述信息供给装置11,在某些实施例中,自身定位判断装置41属于各种交通工具(例如:一般汽车、自驾车、火车、捷运、机车、飞机、船只)本身的系统的一部分。在某些实施例中,自身定位判断装置41并不是各种交通工具本身的系统的一部分,但可以被设置在各种交通工具上,并达到一样的效果。在某些实施例中,自身定位判断装置41与信息供给装置11可以是同一个装置。74.处理器413可以是具备信号处理功能的微处理器或微控制器等。微处理器或微控制器是一种可程序化的特殊集成电路,其具有运算、存储、输出/输入等能力,且可接受并处理各种编码指令,藉以进行各种逻辑运算与算术运算,并输出相应的运算结果。处理器413可被编程以解释各种指令与执行各项任务或程序,藉以实现以下所述的各种对应功能。75.存储器411可包含一般计算装置/计算机内所具备的各种存储单元,藉以实现以下所述的各种对应功能。举例而言,存储器411可包含第一级存储装置(又称主存储器或内部存储器),通常简称为存储器,其与处理器413直接连接。处理器413可读取存储在存储器内的指令集,并在需要时执行这些指令集。存储器411还可包含第二级存储装置(又称外部存储器或辅助存储器),其通过存储器的i/o通道来与处理器413连接,并使用数据缓冲器来将数据传输至第一级存储装置。第二级记忆装置可例如是各种类型的硬盘、光盘等。存储器411亦可包含第三级存储装置,例如可直接插入或自计算机拔除的闪存盘、或是云端硬盘。76.如图4所示,存储器411可存储定位用基础信息n1,定位用基础信息n1可包含多个参考对象的多个参考唯一特征值,且该多个参考唯一特征值各自是根据该多个参考对象各自的一对象位置与一对象类别所产生的。定位用基础信息n1可以是前述的图2中计算装置13在动作204所产生的定位用基础信息,也可以是计算装置13在动作214之后所产生的更新后的定位用基础信息,相关细节不再赘述。77.感测系统415可以是各种与图1所示的感测系统111具有相同或相似结构与功能的装置,相关细节不再赘述。类似于感测系统111,在某些实施例中,感测系统415亦可包含至少一摄影机、至少一光学雷达、或至少一摄影机与至少一光学雷达。78.通信接口417可包含一般计算器装置/计算机内所具备的各种用以进行有线/无线通信的输入/输出元件,其可接收来自外部的数据以及输出数据至外部,藉以实现以下所述的各种对应功能。通信接口417可包含例如但不限于:以太网络接口、互联网接口、电信接口、usb接口等。79.图5例示了根据本发明的某些实施例中图4的自身定位判断装置41确定自身位置的细节,惟其所示内容仅是为了举例说明本发明的实施例,而非为了限制本发明的保护范围。80.参照图5,自身定位判断装置41确定自身位置的运作基本上可以包含动作501~503。81.首先,在动作501中,处理器413辨识出一目前对象的一对象位置与一对象类别。处理器413辨识出目前对象的对象位置与对象类别的方式可以与前述图2的动作201中各个信息供给装置11辨识出各个参考对象的对象位置与对象类别的方式相同或相似。类似于前述动作201的运作,处理器413可通过感测系统415辨识出该目前对象的该对象位置与该对象类别,以及辨识出该自身定位判断装置41与该目前对象之间的距离与角度,相关细节将不再赘述。82.类似于信息供给装置11,在自身定位判断装置41未包含感测系统415的实施例中,自身定位判断装置41也可从其外部(例如,设置在交通工具上的摄影机或光学雷达)接收其所处场景的影像及/或的点云图。83.在动作502中,处理器413根据该目前对象的该对象位置与该对象类别,产生该目前对象的一目前唯一特征值v3。详言之,处理器413针对目前对象产生对应的目前唯一特征值v3之运作基本上可以与前述图2的动作202中信息供给装置11产生第一唯一特征值v1或动作212中信息供给装置11产生第二唯一特征值v2所执行的运作相同或相似,相关细节亦不再赘述。84.接着,在动作503中,处理器413根据该目前对象的该目前唯一特征值v3、该定位用基础信息n1、以及该自身定位判断装置41与该目前对象之间的距离与角度,确定该自身定位判断装置41的一自身位置。85.详言之,处理器413计算出该目前对象的目前唯一特征值v3之后,可以将目前唯一特征值v3与定位用基础信息n1中的多个参考唯一特征值比较,找出相符的其中一个参考唯一特征值,并将该参考唯一特征值对应的参考对象位置(例如:gps坐标)作为该目前对象的对象位置。须说明,该多个参考唯一特征值的产生方式与该目前唯一特征值v3的产生方式相同。接着,处理器413即可根据确定的该对象位置,以及该自身定位判断装置41与该目前对象之间的距离与角度,推算出自身位置(例如:gps坐标)。86.在某些实施例中,处理器413执行动作501~503时,是针对多个个目前对象来执行。详言之,处理器413辨识出多个个目前对象各自的对象位置与对象类别、以及该自身定位判断装置41与各该多个目前对象之间的距离与角度,产生各该多个目前对象分别对应的目前唯一特征值v3,再根据该多个目前对象该多个目前唯一特征值v3、该定位用基础信息n1、以及该自身定位判断装置41与该多个目前对象之间的距离与角度,以类似方式,确定该自身定位判断装置41的一自身位置,相关细节亦不再赘述。87.在自身定位判断装置41还包含通信接口417的某些实施例中,除了动作501~503,身定位判断装置41确定自身位置的运作还可包含以下动作:通信接口417接收一更新信息n2;以及处理器413根据该更新信息n2,更新该定位用基础信息n1。详言之,当通信接口417接收有关定位用基础信息n1的更新信息n2,处理器413可以根据更新信息n2,更新存储在存储器411的定位用基础信息n1。举例而言,若更新信息n2是关于「某参考对象已被移除」,处理器413可将定位用基础信息n1中的针对该参考对象的参考唯一特征值与相关位置移除。88.上述实施例只是举例来说明本发明,而非为了限制本发明。任何针对上述实施例进行修饰、改变、调整、整合而产生的其他实施例,只要是本领域技术人员不难思及的,都涵盖在本发明的保护范围内。本发明的保护范围以权利要求书为准。提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的,且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此,本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计,而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。当前第1页12当前第1页12
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