[发明专利]构建和更新高程地图

说明书

提供了用于构建二维(2D)高程地图的系统和方法。构建二维(2D)高程地图的方法包括：接收关于2D坐标系中的2D坐标的传感器数据，其中传感器数据由飞行器的一个或多个传感器获取(1310)；基于传感器数据，计算针对2D坐标的表面高度(1320)；基于传感器数据，向所计算的表面高度指派置信指标(1330)；以及，将针对2D坐标的所计算的表面高度和所指派的置信指标存储在数据库中(1340)，从而构建2D高程地图。

背景技术

诸如无人机(UAV)之类的无人载运工具可以用于在针对军事和民用应用的各种环境中执行监测、侦察和勘探任务。UAV可以由远程用户手动控制，或者可以以半自主或完全自主的方式操作。这种UAV可以包括用于自动确定其飞行路径的处理器。

用于获得环境数据和构建对应的地图的现有方法在某些情况下可能不是最优的。例如，一些UAV可能需要保持轻量级，因此不会产生或仅产生有限的传感器环境数据。另一方面，典型的三维地图会难以构建和维持。

发明内容

提供了用于构建和管理高程地图的系统和相关方法，所述高程地图指示针对二维区域的表面高度。可以基于由轻型无人机(UAV)机载的少量传感器产生的数据来构建高程地图。所述数据包含与可能的障碍物的位置相关的有用信息，并且通常易于维持。由不同的UAV创建的高程地图可以通过中央服务器进行调和与整合，从而实现共享由不同UAV创建的高程数据。

在一个方面中，提供了一种构建二维(2D)高程地图的方法。所述方法包括：接收与2D坐标系中的2D坐标相关的传感器数据，其中所述传感器数据由飞行器的一个或多个传感器获取；基于所述传感器数据计算所述2D坐标的表面高度；基于所述传感器数据向计算出的表面高度指派置信指标；以及将针对所述2D坐标的计算出的表面高度和指派的置信指标存储在数据库中，从而构建2D高程地图。

在一些实施例中，表面高度是相对于参考平面来计算的，并且参考平面是地平面或海平面。在一些实施例中，一个或多个传感器包括相机、雷达、激光雷达或超声传感器。在一些实施例中，传感器数据是在飞行器在操作时由一个或多个传感器获取的。在一些实施例中，传感器数据是根据预定时间表来接收的。在一些实施例中，一个或多个传感器位于飞行器的前部、侧部或后部。

在一些实施例中，所述方法还包括：当获取了传感器数据时，接收与飞行器的一个或多个传感器相关联的一个或多个参数；以及基于所述一个或多个参数，将接收到的传感器数据从相对于飞行器定义的第一坐标系转换到2D坐标系。在一些实施例中，所述一个或多个参数与飞行器的一个或多个传感器与飞行器之间的空间关系相关。

在一些实施例中，置信指标指示针对2D坐标计算出的表面高度与2D坐标的实际表面高度之间的关系。在一些实施例中，当所计算的表面高度是实际表面高度的最小值时，置信指标被指派第一值；当所计算的表面高度是实际表面高度的最大值时，置信指标被指派第二值；以及当所计算的表面高度等于实际表面高度时，置信指标被指派第三值。

在一些实施例中，置信指标涉及与飞行器相关的特征。在一些实施例中，针对2D坐标计算出的表面高度等于距所述2D坐标预定距离内的多个相邻坐标的最大表面高度。

在一些实施例中，所述方法还包括：通过通信网络向远程系统发送所述2D坐标、所述计算出的表面高度和所指派的置信指标。在一些实施例中，远程系统是云计算平台、服务器群或并行计算装置。在一些实施例中，通信网络是互联网、蜂窝网络或短距离无线网络。在一些实施例中，所述方法还包括：检测针对所述2D坐标计算出的表面高度和所述2D坐标先前确定的表面高度之间的差异，其中所述发送是响应于所述检测来执行的。在一些实施例中，当要被发送的数据量超过阈值时，或者响应于来自远程系统的请求，基于预定时间表执行所述发送。