至少一个物体包括所述系统。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述至少一个物体包括除了所述系统之外的物体。7.一种用于校准多传感立体视觉系统的方法，其特征在于，所述多传感立体视觉系统包括立体成像器和测距仪，所述方法包括: (A)通过所述立体成像器提供的视差图来确定出现在所述视差图中的至少一个物体的第一三维位置估计； (B)通过所述测距仪的测量结果来确定所述至少一个物体的第二三维位置估计； (C)确定在步骤(A)中确定的所述第一三维位置估计与在步骤(B)中确定的所述第二三维位置估计之间的偏差；以及 (D)基于在步骤(C)中确定的所述偏差校准所述多传感立体视觉系统。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤㈧还包括: (Al)利用所述立体成像器获取从第一视角观察的场景的第一二维图像； (A2)利用所述立体成像器获取从第二视角观察的所述场景的第二二维图像；以及 (A3)由所述第一二维图像和所述第二二维图像合成所述视差图。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测距仪包括激光测距仪，并且所述步骤⑶还包括: (BI)用激光照明所述至少一个物体； (B2)检测由所述至少一个物体散射和/或反射的激光； (B3)至少部分地基于在步骤(B2)中检测到的激光确定所述第二三维位置。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤(C)还包括: (Cl)将所述第二三维位置估计的坐标投影到由所述视差图限定的空间上； (C2)确定所述第二三维位置估计的坐标与所述第一三维位置估计的坐标之间的距离。11.一种用于校准多传感立体视觉系统的方法，其特征在于，所述多传感立体视觉系统包括立体成像器和测距仪，所述方法包括: (A)利用所述立体成像器获取从第一视角观察的场景的第一二维图像； (B)利用所述立体成像器获取从第二视角观察的场景的第二二维图像； (C)由在步骤(A)中获取的所述第一二维图像和在步骤(B)中获取的所述第二二维图像合成视差图； (D)由在步骤(C)中合成的视差图确定在所述视差图中出现的至少一个物体的第一三维位置估计； (E)用激光照明所述至少一个物体； (F)检测由在步骤(E)中照明的所述至少一个物体散射和/或反射的激光； (G)至少部分地基于在步骤(F)中检测到的激光来确定所述至少一个物体的第二三维位置估计； (H)将在步骤(G)中确定的所述第二三维位置估计投影到由在步骤(C)中确定的所述视差图限定的空间内； (I)确定在步骤(H)中投影得到的所述第二三维位置估计与所述第一三维位置估计之间的偏差； (J)基于在步骤(I)中确定的偏差校准所述多传感立体视觉系统。12.一种用于对环境中至少一个特征进行成像的系统，其特征在于，所述系统包括: 第一成像器，用于从第一视角获取所述环境的至少两幅参考图像； 第二成像器，用于从第二视角获取所述环境的至少两幅对比图像；以及 处理器，其与所述第一成像器和所述第二成像器可操作地耦接，来进行以下处理步骤: (i)由所述至少两幅参考图像中的第一参考图像和所述至少两幅对比图像中的第一对比图像合成所述环境的第一视差图； (?)由所述至少两幅参考图像中的第二参考图像和所述至少两幅对比图像中的第二对比图像合成所述环境的第二视差图； (iii)在所述第一视差图中识别所述至少一个特征； (iv)在所述第二视差图中识别所述至少一个特征；以及 (v)估计在所述第一视差图和所述第二视差图所述至少一个特征出现位置之间的偏差。13.一种用于检测激光的扫描光束的失准的系统，其特征在于，所述系统包括: 激光器，用于提供激光光束； 扫描仪，与所述激光器光学连通和/或机械连接，用于扫描所述激光光束以提供所述激光的扫描光束； 传感器，用于检测由所述环境中的至少一个物体散射和/或反射的激光，并且提供表示所述被检测到的激光的第一测量结果的第一信号，以及表示所述被检测到的激光的第二测量结果的第二信号；以及 处理器，其与所述传感器可操作地耦接，来进行以下处理步骤: (i)基于所述第一信号生成所述环境的第一表征； (?)基于所述第二信号生成所述环境的第二表征； (iii)估计所述第一表征与第二表征之间的至少一个偏差； (iv)基于所述第一表征与所述第二表征之间的所述至少一个偏差确定所述激光器、所述扫描仪以及传感器中至少一个的失准。14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述处理器进一步被配置成在确定所述激光器、所述扫描仪以及所述传感器中的至少一个的失准过程中，补偿所述激光器、所述扫描仪以及所述传感器中的至少一个在所述第一测量结果与所述第二测量结果之间的移动。15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述传感器包括立体成像传感器，并且所述处理器被配置成基于所述第一表征和/或所述第二表征来校准所述立体传感器。16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述处理器被配置成至少部分地基于所述第一表征来估计所述激光器、所述扫描仪以及所述立体成像传感器中的至少一个的第一三维位置。17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述处理器被进一步配置成确定所述激光器、所述扫描仪以及所述立体成像传感器中的至少一个的第二三维位置估计，并且基于所述第一三维位置估计和所述第二三维位置估计来估计至少一个偏差。18.一种用于基于图像数据产生环境的视差图的处理单元，其特征在于，所述处理单元包括: 至少一个接口，用于从至少两个成像器接收图像数据； 至少一个纠正处理模块，其与所述至少一个接口可操作地耦接，用于纠正所述图像数据； 至少一个立体处理模块，其与所述至少一个纠正处理模块可操作地耦接，用于基于所述图像数据产生所述视差图。19.根据权利要求18所述的处理单元，其特征在于，所述至少一个接口包括: 第一接口，用于将所述图像数据的第一部分的第一串行表征转换成所述图像数据的第一部分的第一并行表征；以及 第二接口，用于将所述图像数据的第二部分的第二串行表征转换成所述图像数据的第二部分的第二并行表征。20.根据权利要求18所述的处理单元，其特征在于，所述纠正处理模块和/或所述立体处理模块在现场可编程门阵列中实现。21.根据权利要求18所述的处理单元，其特征在于，所述至少一个立体处理模块被配置成基于半全局块匹配(SGBM)算法、半全局匹配(SGM)算法以及立体块匹配算法中的至少一个来产生所述视差图。22.根据权利要求18所述的处理单元，其特征在于，所述纠正处理模块包括至少一个存储器-到-存储器模块。23.根据权利要求22所述的处理单元，其特征在于，所述至少一个存储器-到-存储器丰吴块包括: 前端，用于从存储器中取得所述图像数据的至少一部分； 延迟线，其与所述前端可操作地耦接，用于将至少一个图像处理指令存储等于或大于所述存储器的延迟的时间； 后端，其与所述延迟线可操作地耦接，用于至少部分地基于从所述存储器中取得的所述图像数据产生纠正的输出。24.根据权利要求18所述的处理单元，其特征在于，所述处理单元还包括: 至少一个预处理模块，与所述至少一个接口可操作地耦接，用于预处理所述图像数据的并行表征。25.根据权利要求24所述的处理单元，其特征在于，所述至少一个预处理模块被配置成对所述数据的并行表征进行滤波、柱状图生成、线性化、晕影修正、去马赛克、白平衡、以及色彩空间转换中的至少一个。26.—种激光扫描系统，其特征在于，包括: 激光器，用于产生激光光束； 主轴，其与所述激光器机械地耦接，用于绕第一轴旋转所述激光器来扫描所述激光光束； 齿轮，用于向所述主轴施加扭矩；以及 滑动离合器摩擦垫，其被压缩在所述齿轮与所述主轴之间，用于将最高为阈值扭矩的由所述齿轮施加的所述扭矩的至少一部分传送到所述主轴，并且在扭矩大于所述阈值扭矩时允许所述齿轮相对于所述主轴滑动。27.如权利要求26所述的激光扫描系统，其特征在于，所述阈值扭矩作为温度和施加于所述主轴的力的函数保持恒定。28.如权利要求27所述的激光扫描系统，其特征在于，还包括: 壳体，其容纳所述主轴、所述齿轮以及所述滑动离合器摩擦垫的至少一部分；以及 编码器，与所述主轴机械地耦接，用于测量所述主轴相对于所述壳体的位置。29.如权利要求26所述的激光扫描系统，其特征在于，所述齿轮为蜗轮并且还包括: 蜗杆，其与所述齿轮相啮合，用于驱动所述蜗轮；以及 电动机，其与所述蜗杆机械地耦接，用于旋转所述蜗杆来驱动所述蜗轮。30.如权利要求29所述的激光扫描系统，其特征在于，还包括: 顺应式电动机安装部，其与所述电动机机械地耦接，用于允许所述电动机轴向和径向运动。31.如权利要求26所述的激光扫描系统，其特征在于，还包括: 滑环，其与所述主轴机械地耦接，并且与所述激光器电气连通；以及 电源，其通过所述滑环与所述激光器电气连通，用于为所述激光器提供电力。32.一种立体视觉系统，其特征在于，包括: 整体框架，其限定至少一个安装面； 第一成像器，安装于所述至少一个安装面上，用于从第一视角获取环境的至少一个第一图像；以及 第二成像器，安装于所述至少一个安装面上，用于从不同于所述第一视角的第二视角获取所述环境的至少一个第二图像。33.如权利要求32所述的立体视觉系统，其特征在于，所述整体框架由一单件材料组成。34.如权利要求32所述的立体视觉系统，其特征在于，所述第一成像器和所述第二成像器被设置在同一平面上。35.如权利要求32所述的立体视觉系统，其特征在于，所述第一成像器被设置在第一平面上，所述第二成像器被设置在与所述第一平面平行的第二平面上。36.如权利要求32所述的立体视觉系统，其特征在于，所述第一成像器被设置在第一平面上，所述第二成像器被设置在与所述第一平面相交的第二平面上。37.如权利要求32所述的立体视觉系统，其特征在于，还包括: 至少一个销和至少一个螺栓中的至少一个，其将所述第一成像器和所述第二成像器中的至少一个固定到所述至少一个安装面。38.如权利要求32所述的立体视觉系统，其特征在于，还包括: 处理器，其与所述第一成像器和所述第二成像器可操作地耦接，用于由所述至少一个第一图像和所述至少一个第二图像产生立体图像数据；以及柔性电缆，用于将所述第二成像器耦接到所述处理器。39.一种传感器系统，其特征在于，包括: 至少一个传感器，用于提供传感器数据； 壳体，其限定空腔和至少一个外部表面； 内壁，被设置于所述空腔内且与所述至少一个外部表面热连通； 处理器，被设置于所述空腔内且与所述至少一个传感器可操作地耦接，用于处理所述传感器数据； 导热材料，其与所述内壁和所述处理器热连通，用于将由所述处理器产生的热量通过所述内壁传导至所述至少一个外部表面，从而耗散由所述处理器产生的热量。40.如权利要求39所述的传感器系统，其特征在于，所述至少一个传感器被设置于所述空腔内。41.如权利要求39所述的传感器系统，其特征在于，所述至少一个传感器包括: 第一成像器，其被安装于所述至少一个安装面上，用于从第一视角获取环境的至少一个第一图像；以及 第二成像器，其被安装于所述至少一个安装面上，用于从与所述第一视角不同的第二视角获取环境的至少一个第二图像。42.如权利要求41所述的传感器系统，其特征在于，还包括至少一个销和/或至少一个螺栓，其将所述第一成像器和所述第二成像器中的至少一个固定到所述至少一个安装面。43.一种传感器系统，其特征在于，包括: 至少一个传感器，用于提供传感器数据； 壳体，其限定空腔，且包括限定至少一个外部表面的至少一个壁； 处理器，其被设置于所述空腔内紧贴所述至少一个壁上，并且与所述至少一个传感器可操作地耦接，用于处理所述传感器数据， 其中，所述处理器通过所述至少一个壁与所述外部表面热连通，从而耗散由所述处理器产生的热量。44.一种立体视觉系统，其特征在于，包括: 壳体； 第一传感器阵列，其被设置于所述壳体内，用于通过所述壳体内的第一开孔从第一视角获取所述环境的至少一个第一图像； 第二传感器阵列，其被设置于所述壳体内，用于通过所述壳体内的第二开孔从与所述第一视角不同的第二视角获取所述环境的至少一个第二图像；以及 光源，其被设置于所述壳体内，用于通过所述壳体内的第三开孔照明所述壳体外部的环境。45.如权利要求44所述的立体视觉系统，其特征在于，还包括: 第一透镜，其被设置于所述第一开孔内且与所述第一传感器阵列光学连通，用于在所述第一传感器阵列上成像所述环境的第一部分；以及 第二透镜，其被设置于所述第二开孔内且与所述第二传感器阵列光学连通，用于在所述第二传感器阵列上成像所述环境的第二部分。
【专利摘要】本发明的实施例包括适合用于机器人、导航、机器视觉、制造业及其它应用的多传感立体视觉传感器。在一些例子中，传感器包立体摄像机，其产生用于生成视差图的图像数据来确定场景中物体的位置和/或传感器自身的位置。该立体传感器可以包括图像传感器，其被固定于整体框架上来防止不希望的漂移，以及用于从处理器带走热量的导热板。该处理器可以提供一有效手段来在传感器上直接计算立体视差图。传感器还可以包括激光测距仪，该激光测距仪提供适用于校准该立体摄像机和在某些环境下改进其精度的距离数据。在一些例子中，该激光器耦接于主轴上，该主轴反过来由齿轮组通过滑动离合器驱动。
【IPC分类】G01S17/02, G01S17/88, G02B27/22
【公开号】CN105164549
【申请号】CN201480022190
【发明人】C·C·奥斯特伍德, D·L·斯特罗瑟, D·A·拉罗斯
【申请人】优步技术公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2014年3月14日
【公告号】CA2902430A1, WO2014152254A2, WO2014152254A3