环境的3d模型的生成的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及环境的S维模型的生成。具体地，可W是3D点云（3Dpointcloud) 的生成。具体地但非排他地，本发明可W设及自动机周围的环境的3D模型的生成，诸如引 导车辆等。其它实施方式设及可W通过使用环境的模型导航车辆通过环境。
【背景技术】
[0002] 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W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W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】
[0003] 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，W下步骤中的至少一个：
[0004] 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W设置在相对于彼此固定的方向处并且由独立时钟控制；
[0005] 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W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；
[000引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W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；
[0007]d)处理第一时间序列和第二时间序列，可W使用统计方法将第一序列和第二系列 关联W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；W及 [000引 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（respresent曰tion)。
[0009] 提供运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，运些实 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。
[0010] 具体地，在一些实施方式中可W使用二维LIDAR传感器。运样的LIDAR传感器还 可W称为LIDAR扫描仪；即配置为扫描其环境的传感器。可W想到在一些实施方式中可W 使用S维的LIDAR传感器，但运些S维LIDAR传感器目前很昂贵。
[0011] 可W存在多个LIDAR传感器，并且具体地，存在两个LIDAR传感器。
[0012] 所述多个LIDAR传感器或者每个LIDAR传感器可WW推扫布置（push-broom arrangement)的方式被安装。具体地，LIDAR传感器可W被设置为与监测装置成固定的关 系。在运样的实施方式中，LIDAR传感器可W基于安装装置的移动来扫描环境。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 第一传感器可W由摄像机提供，并且具体地可W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。运种基于无源 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。 避免使用运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）。
[0016] 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：
[0017] 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；
[0018] 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；
[001引其中，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
[0020] 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，W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。
[0021] 根据本发明的第=方面，提供了一种包含指令的机器可读介质，当机器读取指令 时使得机器生成当监测装置移动通过环境时监测装置周围的环境的体现，其中，指令使得 提供本发明的第一方面的方法或者使得机器提供本发明的第二方面的监测装置的至少一 部分。
[0022] 设及本发明的W上任意方面的机器可读介质可W是任何W下介质：CDR0M、DVD R0M/RAM(包括-R/-RW或者+R/+RW);硬盘驱动器、存储器（包括USB驱动器、SD卡、闪存卡 等）、传输信号（包括因特网下载、f化文件传输等）、导线等。
[0023] 所描述的与本发明上述的任意方面有关的功能部件加W必要的变更，可W应用至 本发明的任意的其它方面。
【附图说明】
[0024] 现在仅通过举例的方式，参照附图详细说明本发明的实施方式，在附图中：
[00巧]图1示意性地示出了配备有传感器的车辆；
[0026] 图2示出了视觉测距过程中的阶段；
[0027] 图3a举例说明了第一初始摄像机的图像和第二初始摄像机的图像；
[0028] 图3b举例说明了与图3a中相似的但是处于稍后时间处的第一摄像机图像和第二 摄像机图像；
[0029] 图4举例说明了从图3a和图3b的图像确定的轨迹；
[0030] 图5示出扫描车辆周围的环境的W推扫布置运行的LIDAR;
[0031] 图6举例说明了将LIDAR反馈数据与摄像机的轨迹相结合；
[003引图7示出了利用LIDAR得到的代表的实例；
[0033] 图8示出了装配图和分解图两者中的监测装置的实例；
[0034] 图9示出了详细记录了本发明的实施方式的流程图；并且
[0035] 图10示出了监测装置的另一个实施方式。
【具体实施方式】
[0036] 本发明描述了有关监测装置10的实施例，该监测装置包括第一传感器100和至少 一个LIDAR传感器103,其中，监测装置10安装在车辆102上。传感器100被设置用来监 控其场景并且基于监控生成数据，从而在车辆102周围的感测场景中提供数据。同样地， LIDAR传感器103同样被设置用来监控其场景。
[0037] 尽管在所描述的实施方式中，显示了监测装置10作为车辆的单独的装置。但在其 他实施方式中，监测装置10不需要与车辆相关联并且可在例如背包化ack-pack)等中（例 如如图10所示）携带，运种实施方式因此可被设置为由个人携带。然而在另一实施方式中， 监测装置可W集成至车辆等中。
[0038] 在所描述的实施方式中，第一传感器100是无源传感器（即其不产生福射并且仅 检测福射）并且具体地是摄像机。更具体地，在所描述的实施方式中，第一传感器是立体摄 影机（诸如化intGr巧BumbleBee);其包括两个摄像机104、106。技术人员将运样的传感 器理解为可W由两个独立的摄像机提供而不是作为单个传感器100。然而其他实施方式可 W使用单个摄像机。
[0039] 在其他实施方式中，第一传感器100可包括其它形式的传感器，诸如激光扫描仪 (LIDAR)等。因此，第一传感器100也可W是有源传感器，该有源传感器被布置为将福射从 其中发送出并检测反射福射。第一传感器也可W由基于巧螺或惯性的传感器代替。在普 通的实施方式中，对于第一传感器，可W利用任何传感器类型，从第一传感器可W确定车辆 102的轨迹。
[0040] 车辆102还包括第二传感器103,在所描述的实施方式中是LIDAR激光扫描仪。具 体地，在所描述的实施方式中，第二传感器是扫描LIDAR传感器。
[00川在一个实施方式中，如在图5和图8中所示，监测装置10包括两个LIDAR传感器(SICKLMS-151)800、802。在运个实施方式中的每个LIDAR传感器800、802具有大致240°