[发明专利]自动化的移动岩土测绘

权利要求书

1.一种用于生成物理环境的表示的设备，其包括：

移动传感器平台(MSP)，其包括输出传感器信号的传感器，其中所述传感器感知所述环境中到平面表面的距离、重力、地球磁场方向和角速度，所述MSP适用于在所述环境中移动；

处理器，其接收并处理所述传感器信号，以及：

(i)针对时间步长序列在所述环境中生成限定所述平面表面的方位的轴的观测值；

(ii)对所述时间步长序列的每个时间估计所述MSP的方位，在每个方位识别观察到的轴，并关联相似观测值的观察到的轴；以及

(iii)通过链接所述MSP的方位、在每个MSP的方位的每个平面表面的观察到的轴和重力及地球磁场方向，使所述平面表面和MSP的观测值的估计的不确定性最小化，并产生一组优化的所述平面表面的方位的估计；以及

输出装置，其基于所述一组优化的方位的估计将所述物理环境的表示输出为定义所述物理环境中的平面表面的方位的轴的表示。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述的物理环境的表示包括轴向图、视觉表示、数据集和stereonet立体图中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述的MSP包括手持设备、机器人、无人驾驶飞行器或非机器人车辆。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述的传感器包括距离传感器、三轴加速计、三轴陀螺仪和三轴磁力计。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述的距离传感器包括扫描激光测距仪、LiDAR、飞行时间(ToF)相机或立体相机系统。

6.根据权利要求1所述的设备，其中所述的物理环境包括岩面。

7.一种与计算机一起使用的可编程介质，所述的可编程介质包括存储在于所述计算机兼容的非暂时性存储介质上的计算机程序，所述的计算机程序包含用于引导所述计算机执行以下一种或多种的指令：

(Ia)从与MSP相关联的至少一个传感器处接受和处理至少一个传感器信号；

针对时间步长序列生成物理环境中的限定平面表面的方位的轴的观测值；

对所述时间步长序列的每个时间估计所述MSP的方位；或者

(Ib)接收与物理环境中限定所述时间步长序列的平面表面的方位的轴的观测值相对应的数据和对所述时间步长序列的每个时间的MSP的方位的估计；

(II)在每个方位识别观察到的轴，并关联相似观测值的观察到的轴；

(III)通过链接所述MSP的方位、在每个MSP的方位的每个平面表面的观察到的轴以及重力和地球磁场的方向，使所述平面表面和MSP的观测值的估计的不确定性最小化，并产生一组优化的所述平面表面的方位的估计；以及

基于所述一组优化的方位的估计将所述物理环境的表示输出为定义所述物理环境中的平面表面的方位的轴的表示。

8.根据权利要求7所述的可编程介质，其中所述可编程介质引导所述计算机从传感器接受传感器信号，其中所述传感器包括所述MSP的距离传感器、三轴加速计、三轴陀螺仪和三轴磁力计。

9.根据权利要求7所述的可编程介质，其中所述物理环境的表示包括轴向图、视觉表示、数据集和stereonet立体图中的一种或多种。