用于使用視覺數(shù)據(jù)確定對象位置的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于使用視覺數(shù)據(jù)確定對象位置的方法和系統(tǒng)。通過使用至少一個定位設備獲取被觀察對象的第一全球位置來確定被觀察對象的全球位置。判定至少一個地標的已存儲視覺特征信息集是否與從至少一個已捕獲圖像獲取的視覺特征信息集相匹配，所述至少一個已捕獲圖像包括與所述被觀察對象關聯(lián)的場景。響應于所述已存儲視覺特征信息集與所獲取的視覺特征信息集相匹配，根據(jù)與所述至少一個地標關聯(lián)的已存儲位置信息集和所述第一全球位置來確定所述被觀察對象的第二全球位置。
【專利說明】用于使用視覺數(shù)據(jù)確定對象位置的方法和系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明一般地涉及位置確定，更具體地說，涉及使用視覺數(shù)據(jù)確定對象位置。
【背景技術】
[0002]確定被檢查對象的對象位置具有各種應用和用途，例如資產(chǎn)管理、路面檢查、鐵軌檢查等。例如，根據(jù)聯(lián)邦鐵路局(FRA)公布的最新安全統(tǒng)計信息，美國境內(nèi)由所有報告的出軌事故導致的總損失每年達到上億美元，其中超過10%是由鐵軌問題所致。出于安全性和效率原因，需要定期檢查鐵軌的物理缺陷和異常情況以便保持高標準的鐵軌狀況。鐵軌檢查一般包括各種特定的任務，范圍從查找和評估不同鐵軌組件的狀況(墊板、路軌鎖、接合柱等)到監(jiān)測鐵軌表面、對齊和曲率，再到檢查多個墊板是否釘牢以及是否存在鎖定不良。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在一個實施例中，公開一種用于確定被觀察對象的全球位置的方法。所述方法包括使用至少一個定位設備獲取被觀察對象的第一全球位置。判定至少一個地標的已存儲視覺特征信息集是否與從至少一個已捕獲圖像獲取的視覺特征信息集相匹配，所述至少一個已捕獲圖像包括與所述被觀察對象關聯(lián)的場景。響應于所述已存儲視覺特征信息集與所獲取的視覺特征信息集相匹配，根據(jù)與所述至少一個地標關聯(lián)的已存儲位置信息集和所述第一全球位置來確定所述被觀察對象的第二全球位置。
[0004]在另一實施例中，公開一種用于維護待檢查目標對象數(shù)據(jù)庫的方法。所述方法包括分析至少一個包括場景的圖像。由位于車輛上的至少一個圖像捕獲設備捕獲所述圖像。根據(jù)所述分析，識別與所述場景關聯(lián)的第一視覺特征信息集。將所述第一視覺特征信息集和與至少一個目標對象關聯(lián)的第二視覺特征信息集相比較。根據(jù)所述比較，確定在給定閾值內(nèi)，所述第一視覺特征信息集和所述第二視覺特征信息集相互匹配。獲取與軌道檢查車輛關聯(lián)的定位信息集。將所述第二視覺特征信息集和所述定位信息集一起存儲在與所述至少一個目標對象關聯(lián)的數(shù)據(jù)庫的記錄中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0005]附圖與下面的詳細說明一起納入本說明書并形成本說明書的一部分，用于進一步闡述各個實施例以及解釋均與本發(fā)明一致的各種原理和優(yōu)點，在附圖中，相同的參考標號指示各個附圖中相同或功能類似的元件，其中:
[0006]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的確定對象位置的系統(tǒng)的高級概覽的框圖；
[0007]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實例的位置確定系統(tǒng)的詳細視圖的框圖；
[0008]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個實例的對應于視覺環(huán)境特征/對象的環(huán)境信息的一個實例；
[0009]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個實例的可由圖2的位置確定系統(tǒng)捕獲/記錄的檢查信息的一個實例；[0010]圖5和6是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的利用視覺環(huán)境特征/對象確定對象位置的一個過程的操作流程圖；
[0011]圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的利用視覺環(huán)境特征/對象確定對象位置的另一過程的操作流程圖；
[0012]圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的確定損壞的或缺失的鐵軌組件的位置的一個過程的操作流程圖；
[0013]圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的信息處理系統(tǒng)的更詳細視圖的框圖；
[0014]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖像處理系統(tǒng)的一個實例；以及
[0015]圖11示出根據(jù)本發(fā)明的一個實例的提供被觀察對象的精確全球位置的地理鄰近地區(qū)的一個實例。
【具體實施方式】
[0016]此處公開本發(fā)明的詳細實施例。將理解，所公開的實施例只是本發(fā)明的實例，可通過各種形式體現(xiàn)。因此，此處公開的特定結構和功能細節(jié)不應被解釋為限制，而是僅作為權利要求的基礎以及作為教導本領域的技術人員在幾乎任何適當詳細描述的結構和功能方面以各種方式采用本發(fā)明的代表性基礎。此外，此處使用的術語和短語并非旨在作為限制，而是針對本發(fā)明提供可理解的描述。
[0017]如在此使用的，術語“一”或“一個”被定義為一個或多于一個。如在此使用的，術語“多個”被定義為兩個或多于兩個。如在此使用的，術語“另一”被定義為至少第二個或更多個。如在此使用的，術語“包含”和/或“具有”被定義為包括(即，開放式語言)。如在此使用的，術語“相連”被定義為連接，但并不一定是直接連接，也并不一定是以機械方式連接。
[0018]操作環(huán)塏
[0019]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的一個操作系統(tǒng)100的總體概覽。具體而言，圖1示出可以在諸如車輛(例如，汽車、摩托車、火車等)、公文包、背包等之類的可移動/可轉(zhuǎn)移實體101內(nèi)實現(xiàn)的信息處理系統(tǒng)102。應指出，在本公開通篇中，車輛用作可移動/可轉(zhuǎn)移實體101的一個非限定性實例。此外，系統(tǒng)102可以在通信上耦合到用于訓練目的的用戶輔助訓練環(huán)境。系統(tǒng)102可以是包括下面描述的每個組件的物理系統(tǒng)，也可以是由下面描述的每個組件構成的功能性實體。應指出，雖然下面的描述涉及鐵軌檢查，但是本發(fā)明的實施例并不限于此類應用。例如，一個或多個實施例可以在其它應用中使用，例如但不限于道路檢查、資產(chǎn)檢查、其基本特征并非檢查的任務，例如精密鉆孔或精密涂漆標線，或者需要精確位置信息的其它任何環(huán)境。鐵軌檢查和鐵軌組件檢測只是用作適用于本發(fā)明的實施例的一個非限制性實例。
[0020]在一個實施例中，系統(tǒng)102包括位置確定系統(tǒng)(LDS) 104、包括對象檢測器136的對象檢測系統(tǒng)(ODS) 106、成像系統(tǒng)108、檢查系統(tǒng)110、包括一個或多個圖像或幀114 (和/或提取的圖像幀區(qū)域)的圖像數(shù)據(jù)庫112、包括環(huán)境信息118的環(huán)境數(shù)據(jù)庫116，以及包括檢查信息122的檢查數(shù)據(jù)庫120。成像系統(tǒng)108包括一個或多個圖像捕獲設備1002、1004(圖10)，包括(但不限于)與信息處理系統(tǒng)102在通信上耦合以向該系統(tǒng)發(fā)送圖像幀113的相機。這些圖像幀113的選定實例114然后存儲在圖像數(shù)據(jù)庫112內(nèi)。至少一個圖像捕獲設備1002朝向車輛101或者背向車輛101，以便檢查系統(tǒng)110檢查的地面對象1006在成像設備(多個)1002的視野1008內(nèi)。在另一實施例中，至少一個圖像捕獲設備1004背向車輛101，使得地面對象1010 (例如，地標)在成像設備(多個)1004的視野1012內(nèi)。
[0021]系統(tǒng)102還包括各種傳感設備，例如一個或多個生成GPS數(shù)據(jù)126的全球定位系統(tǒng)(GPS) 124、一個或多個生成距離數(shù)據(jù)130的距離測量工具(DMI) 128，以及一個或多個生成慣性測量數(shù)據(jù)134的慣性測量單元(MU) 132。GPS數(shù)據(jù)126可以包括但不限于經(jīng)度數(shù)據(jù)、緯度數(shù)據(jù)、海拔數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、行進方向數(shù)據(jù)、加速度數(shù)據(jù)等。距離數(shù)據(jù)130可以包括但不限于行進距離、計算的速度和加速度數(shù)據(jù)等、MU數(shù)據(jù)134可以包括但不限于加速度數(shù)據(jù)、行進方向數(shù)據(jù)等。應指出，圖1所示的一個或多個組件(其中包括成像系統(tǒng)108和它所生成的幀113)可以位于系統(tǒng)102之外并與系統(tǒng)102在通信上耦合。另外應指出，上述組件中的兩個或多個(其中包括成像系統(tǒng)108和它所生成的幀113)也可組合成單個組件。
[0022]位置確定系統(tǒng)
[0023]圖2示出LDS104的更詳細視圖。具體而言，圖2示出在一個實施例中，LDS104包括數(shù)據(jù)獲取模塊202、位置預測模型204、比較模塊206和環(huán)境數(shù)據(jù)庫更新模塊208。這些組件中的每個組件都將在下面進行詳細地描述。繼續(xù)圖1，在一個實施例中，圖像/幀113表示成像系統(tǒng)108的一個或多個圖像捕獲設備所捕獲/觀察的外部環(huán)境的視頻序列(或靜止照片序列)的幀或幀片段，或者表示此類幀和/或幀片段的子集。在一個實施例中，圖像/中貞(或巾貞片段)113表不被觀察場景或其一部分。
[0024]這些圖像/幀113由0DS106內(nèi)的對象檢測器136進行分析以檢測圖像/幀113內(nèi)的目標對象。在一個實施例中，第一目標對象集包括各種視覺環(huán)境特征/對象，例如地標/紀念碑1010 (圖10)。地標/紀念碑可以是(但不限于)庫存資產(chǎn)、建筑、建筑構成部件(例如，門、窗、結構特征等)、英里標志牌(里程標志)、標志、鐵路信號、路標、十字路口、樹木、損壞的和/或缺失的鐵軌組件等。第二目標對象集(在此也稱為“檢查系統(tǒng)目標對象”)包括檢查系統(tǒng)110感興趣的對象。例如，第二目標對象集可以是鐵軌組件，例如但不限于軌枕、道釘、路軌鎖、鐵軌本身等。0DS106檢測這些檢查系統(tǒng)目標對象，然后檢查系統(tǒng)110分析包括這些目標對象的圖像/幀以檢測與之關聯(lián)的任何缺陷/損壞。例如，檢查系統(tǒng)110識別缺陷或損壞的區(qū)域，例如但不限于破裂的軌枕、缺失軌枕的區(qū)域、缺失道釘?shù)膮^(qū)域、缺失路軌鎖的區(qū)域等。
[0025]在一個實施例中，檢查系統(tǒng)110使用類似于0DS106檢測目標對象時使用的過程識別與已識別的目標對象關聯(lián)的缺陷/損壞。在另一實施例中，0DS106還可以識別與目標對象關聯(lián)的缺陷/損壞。應指出，在一個實施例中,檢查系統(tǒng)110可以是對象檢測系統(tǒng)106的一部分，或者對象檢測系統(tǒng)106是檢查系統(tǒng)110的一部分。另外，缺陷或損壞區(qū)域可以被視為第三目標對象集。但是，一個或多個實施例的目標對象不限于鐵軌組件和缺陷。
[0026]在一個實施例中，對象檢測器(多個)136是基于特征的檢測器(多個)，基于機器學習的檢測器(多個)或類似的檢測器。對象檢測器136從成像系統(tǒng)108接收輸入(例如，圖像/幀113)并對其執(zhí)行一個或多個分析操作。根據(jù)這些操作，對象檢測器136可以判定幀/圖像113 (或它們的部分/片段)是否包括目標對象。包括目標對象的幀/圖像(或它們的部分/片段)被存儲在圖像數(shù)據(jù)庫112內(nèi)并在圖1中被標識為“包括目標對象(多個)的圖像/幀”。例如，在一個實施例中，對象檢測器136將已捕獲的圖像/幀113與參考圖像集(未示出)進行比較以識別圖像/幀113內(nèi)的目標對象。備選地或額外地，對象檢測器136可以利用之前捕獲的已在其中識別到目標對象的圖像/幀114判定當前圖像/幀113是否包括目標對象。還可以針對感興趣的目標對象使用一個或多個訓練模型(未示出)來預訓練對象檢測器136。根據(jù)此訓練，對象檢測器136能夠檢測圖像/幀113內(nèi)的目標對象。有關對象檢測的更詳細描述可以在共同擁有、共同未決的標題為“Object Recognition Using HAARFeatures and Histograms of Oriented Gradients (使用 HAAR 特征和方向梯度直方圖識別對象)”的美國專利申請第13/085,985號；共同擁有、共同未決的標題為“Detection ofObjects in Digital Images(數(shù)字圖像中的對象檢測)”的美國專利申請第13/086，023號；以及共同擁有、共同未決的標題為“Optimizing The Detection Of Objects In Image (優(yōu)化圖像中對象的檢測)”的美國專利申請第13/277，936號中找到，這些申請的內(nèi)容在此全部納入作為參考。有關鐵軌檢查的圖像分析的更詳細描述，可以在Li等人所著的共同擁有的標題為 “Component-based Track Inspection Using Machine-Vision Technology (使用機器視覺技術執(zhí)行基于組件的軌道檢查，2011年4月發(fā)表于ICMR’ 11)”的出版物中找到，該申請的內(nèi)容在此全部納入作為參考。
[0027]除了檢測目標對象之外，0DS106進一步分析圖像/幀內(nèi)的檢測到的目標對象并識別與其關聯(lián)的各種視覺/外觀屬性和特征。例如，0DS106可以識別能用于識別給定地標的地標顏色/形狀、方向、門/窗數(shù)量，以及其它任何視覺/外觀屬性和特征。該視覺/外觀屬性和特征信息存儲在目標對象內(nèi)，下面將進行更詳細地描述。
[0028]當對象檢測系統(tǒng)106檢測到地標目標對象時，在一個實施例中，LDS104將位置信息與該目標對象進行關聯(lián)。下面介紹將位置信息與地標目標對象進行關聯(lián)的一個實例。LDS104確定車輛101或系統(tǒng)102的當前位置。LDS104將該位置信息連同包括地標目標對象的圖像/幀(或幀片段)114和/或諸如目標對象的視覺屬性/特征之類的其它識別信息一起作為檢查信息122的記錄而記錄在檢查數(shù)據(jù)庫120中。例如，LDS104的數(shù)據(jù)獲取模塊202幾乎在捕獲包括目標對象的圖像/幀114的同時，從GPS設備124檢索/接收與車輛位置關聯(lián)的GPS數(shù)據(jù)126。
[0029]數(shù)據(jù)獲取模塊202還可以從諸如DMI128和MU132之類的其它傳感設備檢索/接收數(shù)據(jù)。然后可以對該數(shù)據(jù)執(zhí)行額外的處理以將位置確定為GPS坐標、GPS坐標加行進距離(例如，以英尺或公尺為單位)和/或類似的內(nèi)容。0DS106可用于對自參考位置(諸如之前檢測到的地標、給定經(jīng)度/維度)開始已檢測到的軌枕數(shù)進行計數(shù)。LDS104可利用該軌枕計數(shù)作為位置確定過程的一部分。應指出，在某些實施例中，可直接在地標位置處針對該地標獲取GPS數(shù)據(jù)。LDS104從各個傳感設備124、128、132以及0DS106獲取的信息存儲在環(huán)境數(shù)據(jù)庫116中作為環(huán)境信息118和作為檢查信息122的組成部分。LDS104或系統(tǒng)102中的另一組件還可以處理包括目標對象的圖像/幀114以確定目標對象本身的位置。該位置信息與目標對象關聯(lián)并且也存儲為環(huán)境信息118。
[0030]如下面將更詳細地描述的，LDS104利用與地標關聯(lián)的位置信息改善和提高可獲取的被觀察對象(例如，具有缺陷的鐵路組件)的初始位置測量的精確度。例如，與地標關聯(lián)的位置信息可以與被觀察對象的GPS數(shù)據(jù)126 (或其它位置數(shù)據(jù))進行合并。這允許系統(tǒng)獲取被觀察對象的校正位置。另外，可以允許被觀察和被識別對象的位置不同于執(zhí)行觀察的相機的位置。[0031]當在已識別的鐵軌組件上/中檢測到缺陷(或損壞)時，檢查系統(tǒng)110記錄已識別的軌道、已識別的缺陷或損壞的類型、已識別的軌道組件(由LDS104識別)的位置等。檢查系統(tǒng)110記錄的信息然后可以存儲在檢查數(shù)據(jù)庫120內(nèi)作為檢查信息122。
[0032]圖3示出在0DS106檢測到地標之后，存儲在環(huán)境數(shù)據(jù)庫116內(nèi)的環(huán)境信息118的一個實例。如上所述，環(huán)境信息118對應于在成像系統(tǒng)108所捕獲的圖像/巾貞114內(nèi)檢測到的地標/紀念碑。每個檢測到的地標/紀念碑可以與唯一識別符、在捕獲到包括地標的圖像/幀114時的車輛101 (或系統(tǒng)102)的位置/定位、地標本身(如果已知)的位置/定位、包括地標的圖像/幀、地標的屬性/特征等進行關聯(lián)。
[0033]環(huán)境信息
[0034]例如，圖3示出包括多個列和行的表300，這些列和行表示環(huán)境數(shù)據(jù)庫116內(nèi)的環(huán)境信息117。在一個實施例中，每個行對應于單個地標檢測。表300包括標題為“地標ID”的第一列302、標題為“地標類型”的第二列304、標題為“車輛位置”的第三列306、標題為“地標位置”的第四列308、標題為“圖像(多個)/幀(多個)”的第五列310、標題為“屬性”的第六列312，以及標題為“軌枕數(shù)”的第七列313。應指出，可以在表300中添加一個或多個附加列和/或可以從表300中移除一個或多個上述列?？墒褂弥T如在關系數(shù)據(jù)庫中使用join (連接)之類的數(shù)據(jù)庫技術減小多次檢測中冗余信息的低效性，方式是采用附加表來僅存儲在多次檢測中變化的信息。
[0035]地標ID列302包括唯一地識別已檢測到的每個地標的表項314。地標類型列304包括識別已檢測到的地標類型的表項316。如上所述，地標可以是，但不限于建筑、建筑構成部件(例如，門、窗、結構特征等)、英里標志牌、標志、鐵路信號、路標、十字路口、樹木等。因此，地標類型列304下的表項316例如指示這些地表類型中的哪個類型與已檢測到的地標關聯(lián)。
[0036]車輛位置列306包括指示在檢測到關聯(lián)地標時的車輛101的位置/定位的表項318。該定位/位置信息可以是從GPS數(shù)據(jù)126獲取的經(jīng)度和緯度信息，或者是其它任何類型的定位/位置信息。在一個實施例中，LDS104使用GPS數(shù)據(jù)124、DMI數(shù)據(jù)130和/或IMU數(shù)據(jù)134中的兩項或多項推導定位/位置信息。在一個實施例中，單獨列(未示出)可以包括在表300中以表示行進距離數(shù)據(jù)，或者可以使用“軌枕數(shù)”列表示從給定坐標、之前的地標等行進的距離。
[0037]地標位置列308包括指示已檢測到的與表300中列對應的地標(如果已知)的定位/位置的表項320。該定位/位置信息是可以是經(jīng)度和緯度信息和/或行進距離信息。LDS104和/或0DS106可以分析一個或多個包括地標的圖像/幀114以確定地標的定位/位置。例如，LDS104可以對從成像系統(tǒng)108的多個相機或同一相機的多個視圖捕獲的圖像/幀的地標的定位/位置進行三角測量，其中考慮了當攝像車輛沿著軌道或道路移動時從傳感設備124、128、132獲取的數(shù)據(jù)。與通過圖像/幀114計算相比，地標的定位/位置也可以通過系統(tǒng)102之外的機構在地標處直接測量。在一個實施例中，可以存儲地標的單個定位/位置，也可以存儲多個定位。例如，如果地標是建筑，則可以計算諸如墻角、窗戶和門之類的各個建筑特征的定位/位置并將其存儲在表300中。
[0038]圖像(多個)/幀(多個)列310包括識別其中已檢測到關聯(lián)地標的圖像(多個)/幀(多個)的表項322。例如，第一表項322將圖像/幀“I/F_A1”和“I/F_B1”識別為包括地標“Landmark_l ”。標識符“ I/F_A1 ”和“ I/F_B1”指示相機A捕獲的圖像/幀I和相機B捕獲的圖像/幀I包括Landmark_l。相機可具有重疊的視野。應指出，如果使用多相機系統(tǒng)，則每個相機可能并非始終捕獲具有地標的圖像。例如圖像(多個)/幀(多個)列310下的第二表項324示出只有相機A捕獲其中具有Landmark_2的圖像。符號“ I/F_A1”等例如可被概括為“I/F_A1-10”以允許表示一系列幀(I至10)，以及在一系列連續(xù)幀中檢測到同一地標的情況下(其中該系列中的每個幀具有相同的屬性)，表示單個幀(I)。
[0039]屬性列312包括識別諸如已檢測到的地標的視覺特征之類的各種屬性的表項。例如，地標_1可以是英里標志牌，如地標類型Type_l指示的那樣。對應于屬性列312下的地標_1的第一表項326指示地標_1與指示地標_1為白色且傾斜的視覺特征關聯(lián)。已檢測到的地標的屬性/特征可在對象檢測過程中由0DS106確定。應指出，存儲在車輛位置列308下的位置信息還可以包括給定地標屬性/特征的多個位置。例如，當車輛101沿其路徑(軌道、道路等)行進時，可以從多個位置觀察同一地標，但是地標屬性/特征的定位將發(fā)生變化。因此，檢測到特征時的車輛位置以及每個幀內(nèi)的特征位置可以存儲在環(huán)境數(shù)據(jù)庫116 內(nèi)。
[0040]軌枕數(shù)列313包括識別從參考點開始到捕獲到包括地標的圖像(多個)/幀(多個)為止已計數(shù)的軌枕數(shù)的表項328。例如，該列下的第一表項328顯示從參考點開始到捕獲到圖像I/F_A1和I/F_B1為止，一共計數(shù)了 50個軌枕。參考點可以是之前的地標，已知位置等。行進距離列317包括指示從參考點開始到已識別地標的位置為止行進的距離的表項330。參考點可以是給定經(jīng)度/緯度定位(例如，GPS定位)、GPS定位加行進距離和/或之前檢測到的地標等。例如，可以從DMI130獲取或甚至從GPS數(shù)據(jù)126計算行進距離數(shù)據(jù)。
[0041]可以在檢查鐵軌之前和/或之時執(zhí)行的數(shù)據(jù)收集過程期間獲取圖3所示的地標信息。例如，車輛101可以沿著鐵軌行進以收集地標信息并相應地填充環(huán)境數(shù)據(jù)庫116。一旦存儲，存儲在環(huán)境數(shù)據(jù)庫116中的環(huán)境信息118便可在執(zhí)行檢查過程期間被動態(tài)地更新。
[0042]被觀察對象的位置確定
[0043]下面更詳細地介紹使用上述環(huán)境信息和傳感數(shù)據(jù)確定被觀察對象的位置。開始，當車輛101靜止或沿軌道行進時，LDS104初始化在位置預測模型中使用的各種數(shù)據(jù)結構和/或值。例如，距離值(定位)S、速度V和加速度a被初始化為其第O個值。LDS104中的數(shù)據(jù)獲取模塊202針對車輛101的當前定位從GPS設備(多個)124獲取GPS數(shù)據(jù)126 (例如，經(jīng)度和緯度數(shù)據(jù))。LDS104還從DMI128和/或MU132獲取信息。
[0044]例如，LDS104從DMI128生成的DMI數(shù)據(jù)130獲取車輛101的里程定位(即，行進距離)和速度。DMI128從車輛101的一個或多個組件所生成的電子信號接收信息更新。例如，車輛101可以在諸如軸之類的給定組件旋轉(zhuǎn)一整圈，或者整圈中的一部分時，通過變速器發(fā)射脈沖。但是，其它向DMI128提供信息的機構也適用。在一個實施例中，DMI128包括維護當前行進距離的寄存器(例如，計數(shù)器)。在一個實施例中，該寄存器在開始駕駛時被初始化為0，但是可以應用任何啟動值。相對于速度而言，DMI128 (或LDS104)可以將速度計算為寄存器中從一個時間單位開始到下一時間單位開始的行進距離值的差。也可通過車輛101或傳感設備124、128、132的某一其它輸出推導出速度。相對于加速度而言，如果車輛101從原地啟動開始，則加速度被確定為O。否則，可通過兩個速度讀數(shù)之差計算加速度。備選地，可從能夠直接讀取加速度的MU132獲取加速度。[0045]在時間i=0初始化這些值之后，LDS104使用位置預測模型204計算(預測)a、V和s的第i+Ι個值以確定在時間間隔i+Ι (或其它任何間隔)處的預測位置si+1。LDS104還可以計算其它預期數(shù)據(jù)，例如si+1處的預期行進距離、si+1處的預期速度、si+1處的預期加速度、行進到si+1的預期時長等。一旦計算出預期位置si+1，LDS104便分析環(huán)境數(shù)據(jù)庫116以判定是否已針對該預測位置si+1注冊(即，檢測到)任何地標。例如，如果預測位置si+1為位置_A，則LDS104分析環(huán)境數(shù)據(jù)庫116以判定是否已針對位置_A注冊/存儲地標。從圖3可看出，已針對位置_A注冊地標_1。因此，LDS104可以在車輛到達位置_A時期望0DS106檢測到地標_1。
[0046]當車輛101繼續(xù)行進時，車輛101在時間i+Ι到達實際位置。LDS104然后獲取vi+1和si+1的實際值。例如，LDS104的數(shù)據(jù)獲取模塊202針對當前位置獲取GPS數(shù)據(jù)126、DMI數(shù)據(jù)130和/或IMU數(shù)據(jù)134。LDS104然后確定車輛101在時間i+Ι的實際位置。0DS106分析成像系統(tǒng)108在該當前位置處捕獲的圖像/幀113以檢測任何地標或檢測是否缺少地標。另外還獲取有關相機、傳感器124、132、130的容差以及用于處理其數(shù)據(jù)的分析的信息。該信息可以存儲在環(huán)境數(shù)據(jù)庫116和/或系統(tǒng)104的另一區(qū)域中。
[0047]LDS104的比較模塊206將針對i+Ι的預測位置si+1與實際測量位置進行比較。比較模塊206還可以將諸如預期行進距離、預期速度和預期加速度等之類的其它預期傳感信息與實際測量信息進行比較。比較模塊206還將預期視覺信息(例如，出現(xiàn)地標或不出現(xiàn)地標)與0DS106實際檢測到的視覺信息進行比較。例如，如果LDS106期望在位置si+1處檢測到地標_1，則LDS104分析當前位置的ODS信息以判定是否檢測到地標_1。此比較過程還 可以考慮地標的特征/屬性。例如，0DS106將與期望在當前位置處觀察到的地標關聯(lián)的視覺屬性/特征與已捕獲圖像中被觀察場景的關聯(lián)視覺屬性/特征進行比較。如果在給定容限內(nèi)存在匹配，則0DS106確定已觀察到(或者未觀察到)預期地標。例如，如果環(huán)境數(shù)據(jù)庫指示地標_1為白色傾斜的英里標志牌，則LDS104判定0DS106是否在當前位置處檢測到白色傾斜的英里標志牌。
[0048]還可以執(zhí)行其它各種比較。例如，可以將位置si+1處的預期行進距離與在時間i+1處的實際行進距離進行比較。此外，可以將si+1的預期軌枕數(shù)與已計數(shù)的實際軌枕數(shù)進行比較。這些附加比較還可以與定位/位置及視覺/環(huán)境信息比較過程結合使用以提供更精確和更具魯棒性的位置。例如，如果所有比較產(chǎn)生匹配或基本匹配(例如，在給定容限內(nèi))，則預測位置和測量位置具有高度精確性。但是，如果一個或多個比較不匹配，則系統(tǒng)能夠根據(jù)預測測量值與實際測量值之間的變化度相應地調(diào)整位置預測模型204。但是，如果大部分比較匹配，則系統(tǒng)在為對象分配位置/定位信息時仍具有高置信度，同時能夠調(diào)整位置預測模型204以提供更精確的預測。
[0049]如果預測位置si+1、預期視覺/環(huán)境信息，以及可選的預期傳感信息與實際測量數(shù)據(jù)匹配(或在給定容限內(nèi)匹配)，則LDS104更新車輛101和/或諸如軌枕組件之類的被檢查對象的當前位置和上下文(context)。在一個實施例中，上下文指給定地理位置周圍的地形，例如位置周邊的地標(及其圖像)。如果需要，LDS104可以根據(jù)預期值和實際測量值之間的變化度(或增量)對位置預測模型中的a、V和s等值稍作調(diào)整。如果沒有傳感器來直接測量加速度或速度，則可以將As中的差值反向投射成Λ V和Λ a。在具有加速度計和/或直接速度傳感的情況下，可以將變化度(或增量)作為△￥、△&和As校正的考慮因素。根據(jù)更新后的當前位置預測下一位置，并且在位置預測模型204中更新a、V、s的值。然后重復此過程。
[0050]如果預測位置si+1與實際測量位置匹配(或在給定容限閾值內(nèi)匹配)，但是視覺預期與實際觀察環(huán)境的差異大于給定容限閾值，則LDS104確定車輛101位于預期位置，但是增加、移除或替換了地標。如果增加了地標，則LDS104的環(huán)境數(shù)據(jù)庫更新模塊208將地標添加到環(huán)境數(shù)據(jù)庫116，這與上面的描述類似。例如，在表300中添加一個識別地標、地標類型、系統(tǒng)位置、地標位置、包括地標的圖像/幀、地標的屬性/特征、軌枕計數(shù)等的表項。如果地標已移除，則更新模塊208可以通過在表300中移除與已移除地標對應的表項來更新環(huán)境數(shù)據(jù)庫116。備選地，更新模塊208可以更新相應的表項以指示該給定位置處不存在地標。如果地標發(fā)生改變，則可以更新對應于舊地標的表項以識別新地標及其相關信息。
[0051]如果預測位置si+1與實際測量位置匹配(或在給定容限閾值內(nèi)匹配)，但是視覺預期與實際觀察環(huán)境的差異小于第二容限閾值，則LDS104確定車輛101位于預期位置，但是預期地標發(fā)生變化(例如，已損壞、改造、粉刷等)。在這種情況下，更新模塊208可以更新表300以顯示這些新的或已改變的地標屬性/特征。
[0052]應指出，如果預測位置不與諸如地標之類的視覺環(huán)境組件關聯(lián)(S卩，預期不出現(xiàn)地標)，則LDS104可以利用最后一個已知的地標位置和傳感數(shù)據(jù)來檢驗當前位置。例如,如果預測位置si+1不與地標關聯(lián)，則可以使用位置預測模型204預測最后一個已知的地標與位置si+1之間具有多少個軌枕；要在最后一個已知的地標與位置si+1之間行進的距離；以及在最后一個已知的地標與位置si+1之間行進所需的時間等。LDS104可以根據(jù)實際測量位置確定相應的信息，并且可以在預測/預期信息與所確定的相應信息之間執(zhí)行比較過程。
[0053]應指出，預測位置不是必需的。例如，在一個實施例中，LDS104從一個或多個傳感器124、128、132獲取位置/定位信息。LDS104然后分析環(huán)境數(shù)據(jù)庫116以識別從傳感器124、128、132接收的位置信息的地標/紀念碑信息。LDS104然后將該預期地標/紀念碑信息與0DS106當前檢測到(或未檢測到)的地標/紀念碑信息進行比較。如果預期地標/紀念碑信息至少在給定容限閾值內(nèi)與所觀察的地標/紀念碑信息匹配，則從一個或多個傳感器124、128、132接收的位置信息是精確的，然后更新車輛101的當前位置。如果預期地標/紀念碑信息至少在給定容限閾值內(nèi)與所觀察的地標/紀念碑信息不匹配，則系統(tǒng)102可以通知用戶。
[0054]在一個實施例中，檢查系統(tǒng)110利用LDS104確定已損壞或已缺失的鐵軌組件(在此也稱為“被觀察對象”)的精確定位/位置。例如，檢查系統(tǒng)Iio監(jiān)視0DS106以確定何時檢測到鐵軌組件以及組件是否已損壞，如上所述。當檢查系統(tǒng)110確定已檢測到損壞(或缺失)的組件時，LDS104獲取與被觀察對象關聯(lián)的初始全球位置。如上所述，該初始全球位置包括從GPS系統(tǒng)124獲取的經(jīng)度和緯度坐標。公眾可以購買的當前GPS系統(tǒng)具有精確定位被觀察對象的位置時所不能接受的誤差率。因此，LDS104利用環(huán)境數(shù)據(jù)庫116內(nèi)存儲的信息118來改善和提高針對被觀察對象獲取的初始全球位置的精確度。
[0055]例如，根據(jù)初始全球位置，LDS104確定與已檢測到的組件關聯(lián)的地理鄰近地區(qū)，如圖11所示。具體而言，圖11示出沿著車輛(圖11中未示出)的路徑1104所觀察的對象1102。圖11還示出與被觀察對象1102的初始全球位置關聯(lián)的不確定區(qū)域1106。還示出與被觀察對象1102關聯(lián)的地理鄰近地區(qū)1108。在一個實施例中，地理鄰近地區(qū)1108是距初始全球位置的距離在給定距離內(nèi)的區(qū)域。該區(qū)域可以位于初始全球位置的中心，偏離初始全球位置，在初始全球位置處開始或停止等。地理鄰近地區(qū)1108可以圍繞初始全球位置，也可以是圍繞初始全球位置的區(qū)域的一部分。圖像捕獲設備102、104的視野1008、1012可以在地理鄰近地區(qū)1108內(nèi)固定和/或在地理鄰近地區(qū)1108內(nèi)變化。
[0056]一旦確定與被觀察對象1102關聯(lián)的地理鄰近地區(qū)1108，0DS106便識別預期可在地理鄰近地區(qū)1108內(nèi)觀察到的一個或多個候選地標1110、1112、1114。根據(jù)其位置相對于被觀察對象1102位置的關系，地標1115被認為不能被觀察到，因此地理鄰近地區(qū)被定義為不包括地標1115。在該實施例中，0DS106分析環(huán)境數(shù)據(jù)庫116內(nèi)的環(huán)境信息118以識別地理鄰近地區(qū)1108內(nèi)與位置信息關聯(lián)的地標集。該地標集被0DS106視為候選地標集。
[0057]成像系統(tǒng)108捕獲圖像113，0DS106分析每個圖像113以判定是否檢測到一個或多個候選地標1110、1112、1114。例如，0DS106將候選地標集地標1110、1112、1114中的每個地標的關聯(lián)視覺特征信息集與從一個或多個已捕獲圖像1113獲取的視覺特征信息集進行比較。與地標關聯(lián)的視覺特征信息集可以識別地標的特定特征(多個)以及特征在其中檢測到特征的每個圖像/幀內(nèi)的位置。0DS106然后判定與至少一個候選地標關聯(lián)的視覺特征信息集是否與從已捕獲圖像(多個)獲取的視覺特征信息集在給定視覺外觀閾值內(nèi)匹配。如果是，則0DS106確定候選地標1110、1112、1114中的至少一個地標已被檢測到。LDS104然后從環(huán)境數(shù)據(jù)庫116獲取與至少一個候選地標關聯(lián)的位置信息。
[0058]LDS104利用與已檢測到的地標(多個)關聯(lián)的位置信息和初始全球位置來生成精確度高于初始全球位置的新的全球位置。例如，圖11示出圍繞被觀察對象1102的圓圈1116，該地區(qū)表示新的全球位置的精確度/更高的精確度?？梢钥闯?，新的全球位置的不確定度/誤差比初始全球位置的不確定度/誤差1106小很多。因此，在一個實施例中，新的全球位置比初始全球位置更精確。應指出，當在地理鄰近地區(qū)1108內(nèi)檢測到多個地標時，可以獲得甚至更高的精確度。
[0059]除了檢測與被觀察對象關聯(lián)的缺陷/損壞之外，檢查系統(tǒng)110還將與被觀察對象關聯(lián)的檢查信息122記錄在檢查數(shù)據(jù)庫120內(nèi)。例如，檢查系統(tǒng)110記錄已識別的軌道組件、已識別的缺陷或損壞類型，以及已識別的軌道組件的位置等。如上所述，通過使用至少一個定位設備獲取鐵軌組件的第一全球位置來從LDS104獲取已識別的鐵軌組件的位置。判定至少一個地標的已存儲視覺特征信息集是否與從至少一個已捕獲圖像獲取的視覺特征信息集相匹配，所述至少一個已捕獲圖像包括與鐵軌組件關聯(lián)的場景。響應于已存儲視覺特征信息集與所獲取的視覺特征信息集匹配，根據(jù)與至少一個地標關聯(lián)的已存儲位置信息集和第一全球位置來確定鐵軌組件的第二更優(yōu)化的全球位置。
[0060]圖4示出包括多個列和行的表400，所述列和行表示檢查數(shù)據(jù)庫120內(nèi)的檢查信息122。在一個實施例中，每個行對應于檢查系統(tǒng)目標對象，例如(但不限于)缺失的、損壞的或具有缺陷的鐵軌組件，或者具有外觀特性并且也可能損壞的地標對象。表400包括標題為“軌道組件ID”的第一列402、標題為“組件類型”的第二列404、標題為“缺陷/損壞類型”的第三列406、標題為“軌道組件位置”的第四列408、標題為“行進距離”的第五列410以及標題為“軌枕數(shù)”的第六列412。應指出，可以在表400中添加一個或多個附加列和/或可以從表400移除一個或多個上述列。
[0061]軌道組件ID列402包括唯一地識別已檢測到(或已確定為缺失)的每個軌道組件的表項414。組件類型列404包括識別已檢測到的鐵軌組件類型的表項416，所述鐵軌組件包括但不限于軌枕、道釘、路軌鎖、鐵軌本身等。缺陷/損壞類型列406包括指示已針對給定鐵軌組件檢測到的缺陷/損壞類型的表項418。如上所述，缺陷或損壞可以是(但不限于)破裂的軌枕、缺失的軌枕、缺失的道釘、缺失的路軌鎖等。因此，缺陷/損壞類型列406下的表項418例如指示這些缺陷/損壞類型中的哪個類型與所檢測到的鐵軌組件關聯(lián)。在另一實施例中，檢測/損壞類型列406還可以包括與已檢測到的組件外觀關聯(lián)的信息。例如，如果組件顏色預期是黑色，但是檢測到為白色，則將該色差視為缺陷并進行記錄?？梢允褂弥T如(但不限于)“color=white (顏色=白色)”,“tilt=10degrees (傾斜=10度)”之類的屬性值對記錄外觀缺陷。
[0062]軌道組件位置列408包括指示已識別的軌道組件的位置/定位的表項420。如上所述，通過LDS104執(zhí)行的位置確定過程獲取該定位/位置。該信息可以是經(jīng)度和緯度信息。行進距離列410包括指示從參考點開始直到已識別軌道組件的位置為止行進的距離的表項422。參考點可以是給定經(jīng)度/緯度位置、之前檢測到的地標等。軌枕數(shù)列412包括識別從參考點開始直到包括已識別軌道組件的位置為止所計數(shù)的軌枕數(shù)的表項424。
[0063]通過上面的描述可看出，本發(fā)明的各實施例利用與周圍環(huán)境關聯(lián)的視覺信息結合諸如GPS數(shù)據(jù)、DMI數(shù)據(jù)和IMU數(shù)據(jù)之類的傳感數(shù)據(jù)精確地判定對象位置。這些實施例中的一個或多個可以是獨立實施例和/或在檢查系統(tǒng)內(nèi)實現(xiàn)以精確地、魯棒地確定被檢查對象的位置。
[0064]操作流稈圖
[0065]圖5-6是示出上述位置確定過程的一個實例的操作流程圖。應指出，如上所述，預測位置不是必需的。操作流從步驟502開始，然后直接流向步驟504。在步驟504，LDS104初始化系統(tǒng)上下文，例如車輛101的當前位置、速度、加速度的值，以及位置預測模型204。在步驟506，LDS104預測車輛101在將來給定時間的下一位置以及預期在預測位置處觀察到的關聯(lián)視覺環(huán)境特征/對象或信息(例如，地標及其視覺特征)。當?shù)竭_給定時間時，在步驟508，LDS104獲得位置數(shù)據(jù)和其它傳感數(shù)據(jù)以獲取車輛101的測量定位/位置。與步驟508幾乎同時，LDS104在步驟510還獲得實際位置的視覺環(huán)境信息。
[0066]在步驟512，LDS104將預測位置和預期視覺環(huán)境特征/信息與測量的位置和觀察到的視覺環(huán)境特征/信息進行比較。在步驟514，LDS104判定預測位置和預期視覺環(huán)境特征/信息是否與測量的位置和觀察到的視覺環(huán)境特征/信息相匹配。如果此判定的結果為肯定的，則在步驟516，LDS104更新車輛(或其它對象)的當前位置，另外還更新諸如車輛101的速度/加速值以及位置預測模型204之類的上下文?？刂屏鞣祷氐讲襟E506以執(zhí)行下一循環(huán)。應指出，更新車輛位置(或其它對象)的過程考慮了此時所有可視地標的位置，因此形成了更精確、更具魯棒性的位置估計。
[0067]如果步驟514的判定結果為否定的，則控制流到圖6的入口點A。在步驟601，LDS104判定預期視覺環(huán)境特征/信息與觀察到的視覺環(huán)境特征/信息之間的變化是否大于第一容限閾值，例如但不限于O。如果此判定的結果為否定的，則在步驟602，LDS104確定地標外觀未改變。因此，在步驟514檢測的變化是當前車輛位置的錯誤估計的結果。然后在步驟605，根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)庫116中的信息118更新/重置當前位置和上下文?？刂屏鞯綀D5的入口點B，其中執(zhí)行步驟514的處理。此時，將繼續(xù)執(zhí)行測試，并且控制將繼續(xù)到步驟516，然后回到步驟506。
[0068]如果步驟601的判定結果為肯定的，則在步驟514檢測到的變化是地標視覺特征改變的結果。控制繼續(xù)到步驟603，其中LDS104判定預期視覺環(huán)境特征/信息與觀察到的視覺環(huán)境特征/信息之間的變化是否處于第二容限閾值內(nèi)。如果此判定結果為肯定的，則在步驟604，LDS104確定當前位置處的預期視覺環(huán)境特征的外觀已改變。在步驟606，LDS104針對當前位置，根據(jù)所檢測到的變化而更新環(huán)境數(shù)據(jù)庫116內(nèi)的環(huán)境信息118?？刂迫缓罅鞯綀D5的入口點B，從這里開始流到入口點A (步驟601)，然后流到步驟602，因此外觀變化將處于第一閾值內(nèi)。
[0069]如果步驟603處的變化超過給定閾值，則在步驟608，LDS104確定當前位置處的預期視覺環(huán)境特征已被取代或移除。在步驟610，LDS104針對當前位置，根據(jù)所檢測到的變化而更新環(huán)境數(shù)據(jù)庫116內(nèi)的環(huán)境信息118。控制流到圖5的入口點B，從這里開始流到入口點A (步驟601)，然后流到步驟602，因為外觀變化將處于第一閾值內(nèi)。
[0070]圖7是示出上述位置確定過程的另一實例的操作流程圖。該操作流從步驟702開始，然后直接流到步驟704。在步驟704，LDS104使用第一定位設備124獲取被觀察對象的第一全球位置。第一全球位置包括與被觀察對象的位置關聯(lián)的第一精確度。在步驟706，LDS104根據(jù)第一全球位置確定與被觀察對象關聯(lián)的地理鄰近地區(qū)(圖11中的1108)。在一個實施例中，鄰近地區(qū)是位于第一全球位置中心處的地理區(qū)域，其半徑大到足以包括車載相機所能看到的所有可能的地標(且清晰度足以將這些地標區(qū)分開來)，以及足以確定這些地標的損壞程度是否大于第二閾值。具有鄰近地區(qū)的一個優(yōu)點是限制數(shù)據(jù)庫中與被觀察對象進行比較的地標集，使得比較和匹配過程可以在車輛經(jīng)過包含地標的地形時實時快速地完成。
[0071]在步驟708, LDS104根據(jù)與多個地標中的每個地標關聯(lián)的位置信息集,從多個地標中識別與被觀察對象的地理鄰近地區(qū)關聯(lián)的候選地標集。預期可在地理鄰近地區(qū)內(nèi)觀察到候選地標集中的每個地標。在步驟710，LDS104判定候選地標集中的至少一個候選地標的視覺特征信息集與從包括被觀察對象的關聯(lián)場景的至少一個已捕獲圖像獲取的視覺特征信息集相匹配。在步驟712，LDS104根據(jù)與至少一個候選地標關聯(lián)的位置信息集以及第一全球位置確定被觀察對象的第二全球位置。第二全球位置包括大于(或者至少期望大于)第一全球位置的第一精確度的第二精確度。然后控制流在步驟714退出。
[0072]圖8是示出將位置信息與被識別為已缺失或損壞的鐵軌組件相關聯(lián)的一個實例的操作流程圖。操作流從步驟802開始，然后直接流到步驟804。在步驟804，0DS106捕獲圖像/幀113，某些圖像/幀是鐵軌組件的圖像。在步驟806，0DS106分析所捕獲的鐵軌組件圖像/幀。在步驟808，檢查系統(tǒng)110根據(jù)ODS分析判定這些圖像/幀是否包括任何已缺失或損壞的軌道組件。如果此判定結果為否定的，則控制流返回到步驟804。如果此判定結果為肯定的，則在步驟810，檢查系統(tǒng)110從LDS104獲取軌道組件的當前位置/定位。在步驟812，檢查系統(tǒng)110使用至少識別已損壞/缺失的軌道組件的信息以及還使用從LDS104獲取的位置/定位信息來更新檢查數(shù)據(jù)庫120?？刂屏鞣祷氐讲襟E804。
[0073]信息處理系統(tǒng)
[0074]圖9是可以在本發(fā)明的各實施例中使用的信息處理系統(tǒng)的框圖。信息處理系統(tǒng)900基于適合于實現(xiàn)本發(fā)明的一個或多個實施例的適當配置的處理系統(tǒng)(例如，圖1中的系統(tǒng)102)。任何適當配置的處理系統(tǒng)均可用作本發(fā)明實施例中的信息處理系統(tǒng)900。信息處理系統(tǒng)900包括一個或多個與主存儲器906相連的處理器904、大容量存儲接口 908，以及網(wǎng)絡適配器硬件910。系統(tǒng)總線912將這些系統(tǒng)組件進行互連。盡管未示出，諸如成像系統(tǒng)108、GPS模塊124、DMI (多個)128和IMU (多個)之類的外圍傳感設備在通信上耦合到系統(tǒng)總線912。
[0075]在此實施例中，主存儲器906可以包括與位置確定系統(tǒng)104和對象檢測系統(tǒng)106關聯(lián)的指令和數(shù)據(jù)。盡管未示出，但是主存儲器906還可以包括至少部分檢查系統(tǒng)110、圖像數(shù)據(jù)庫112、環(huán)境數(shù)據(jù)庫116、檢查數(shù)據(jù)庫120、GPS數(shù)據(jù)126、DMI數(shù)據(jù)130、IMU數(shù)據(jù)134等。大容量存儲接口 908用于將諸如大容量存儲設備914之類的大容量存儲設備連接到信息處理系統(tǒng)900。一種特定類型的數(shù)據(jù)存儲設備是諸如⑶/DVD驅(qū)動器之類的光盤驅(qū)動器，該驅(qū)動器可用于將數(shù)據(jù)存儲到諸如但不限于CD/DVD916之類的計算機可讀介質(zhì)或存儲產(chǎn)品或從計算機可讀介質(zhì)或存儲產(chǎn)品讀取數(shù)據(jù)。其它類型的數(shù)據(jù)存儲設備包括讀/寫磁存儲設備、固態(tài)存儲設備和/或類似的設備。
[0076]主存儲器中包括的可選操作系統(tǒng)是適當?shù)亩嗳蝿詹僮飨到y(tǒng)，例如Linux、UNIX、Windows和基于Windows Server操作系統(tǒng)中的任意一種。本發(fā)明的各實施例還能夠使用其它任何適當?shù)牟僮飨到y(tǒng)。應指出，本發(fā)明的其它實施例不需要操作系統(tǒng)。本發(fā)明的某些實施例利用諸如(但不限于)面向?qū)ο蟮目蚣苤惖募軜?，這些架構允許操作系統(tǒng)組件的指令在位于信息處理系統(tǒng)900內(nèi)的任何處理器上執(zhí)行。網(wǎng)絡適配器硬件910用于提供到網(wǎng)絡918的接口。本發(fā)明的各實施例能夠被配置為與包括現(xiàn)今的模擬和/或數(shù)字技術或通過將來的聯(lián)網(wǎng)機制的任何數(shù)據(jù)通信連接一起工作。
[0077]非限制性實例
[0078]盡管在功能完備的計算機系統(tǒng)上下文中描述了本發(fā)明的示例性實施例，但是本領域的技術人員將理解，各種實施例能夠作為程序產(chǎn)品經(jīng)由CD或DVD、CD-ROM或其它形式的可記錄介質(zhì)，或者經(jīng)由任何類型的電子傳輸機制進行分發(fā)。另外，本發(fā)明的各方面可以采取以下形式，即:完全的硬件實施方式、完全的軟件實施方式(包括固件、駐留軟件、微代碼等)，或硬件和軟件方面結合的實施方式，這里可以統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或“系統(tǒng)”。
[0079]可以采用一個或多個計算機可讀介質(zhì)(媒體)的任意組合。計算機可讀介質(zhì)可以是計算機可讀信號介質(zhì)或者計算機可讀存儲介質(zhì)。計算機可讀存儲介質(zhì)例如可以是一但不限于一電、磁、光、電磁、紅外線、或半導體的系統(tǒng)、裝置或器件，或者任意以上適當?shù)慕M合。計算機可讀存儲介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括計算機盤、硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦式可編程只讀存儲器(EPR0M或閃存)、光纖、可轉(zhuǎn)移緊湊盤只讀存儲器(CD-ROM)、光存儲器件、磁存儲器件、或者上述的任意合適的組合。計算機可讀存儲介質(zhì)可以是任何可以包含或存儲程序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結合使用。
[0080]計算機可讀的信號介質(zhì)可以包括例如在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號，其中承載了計算機可讀的程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號可以采用多種形式，包括一但不限于一電磁信號、光信號或上述的任意合適的組合。計算機可讀的信號介質(zhì)還可以是計算機可讀存儲介質(zhì)以外的任何計算機可讀介質(zhì)，該計算機可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結合使用的程序。[0081]計算機可讀介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括一但不限于一無線、有線、光纜、RF等等，或者上述的任意合適的組合。
[0082]可以以一種或多種程序設計語言的任意組合來編寫用于執(zhí)行本發(fā)明的各方面操作的計算機程序代碼。所述程序代碼可以完全地在用戶計算機上執(zhí)行、部分地在用戶計算機上執(zhí)行、作為一個獨立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計算機上部分在遠程計算機上執(zhí)行、或者完全在遠程計算機或服務器上執(zhí)行。在涉及遠程計算機的情形中，遠程計算機可以通過任意種類的網(wǎng)絡一包括局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)—連接到用戶計算機，或者，可以連接到外部計算機(例如利用因特網(wǎng)服務提供商來通過因特網(wǎng)連接)。
[0083]盡管公開了本發(fā)明的特定實施例，但是本領域的技術人員將理解，可在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對這些特定實施例做出更改。因此，本發(fā)明的范圍并不限于特定實施例，并且所附權利要求旨在涵蓋部分和全部此類落在本發(fā)明范圍內(nèi)的應用、修改和實施例。
【權利要求】
1.一種用于確定被觀察對象的全球位置的方法，所述方法包括: 使用至少一個定位設備獲取被觀察對象的第一全球位置；判定至少一個地標的已存儲視覺特征信息集是否與從至少一個已捕獲圖像獲取的視覺特征信息集相匹配，所述至少一個已捕獲圖像包括與所述被觀察對象關聯(lián)的場景；以及響應于所述已存儲視覺特征信息集與所獲取的視覺特征信息集相匹配，根據(jù)與所述至少一個地標關聯(lián)的已存儲位置信息集和所述第一全球位置來確定所述被觀察對象的第二全球位置。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述第一全球位置包括第一精確度，并且所述第二全球位置包括大于所述第一精確度的第二精確度。
3.根據(jù)權利要求1的方法，還包括: 根據(jù)所述第一全球位置確定與所述被觀察對象關聯(lián)的地理鄰近地區(qū)；以及根據(jù)與對應于已確定的地理鄰近地區(qū)的至少一個地標關聯(lián)的位置信息集而從多個地標選擇所述至少一個地標。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其中所述地理鄰近地區(qū)包括與所述第一全球位置的距離在給定距離之內(nèi)的區(qū)域。
5.根據(jù)權利要求1的方法，其中至少所述地標所關聯(lián)的位置信息集包括以下一項或多項: 經(jīng)度數(shù)據(jù)和緯度數(shù)據(jù)； 從給定參考點行進的距離；以及 從給定參考點開始計數(shù)的軌枕數(shù)。
6.根據(jù)權利要求1的方法，還包括: 確定所述至少一個地標的所述已存儲視覺特征信息集未能與從所述至少一個已捕獲圖像獲取的所述視覺特征信息集相匹配； 根據(jù)所述至少一個地標的所述已存儲視覺特征信息集和從所述至少一個已捕獲圖像獲取的所述視覺特征信息集來識別所述至少一個地標的至少一個已改變的視覺特征；以及根據(jù)所述識別而更新與所述至少一個地標關聯(lián)的所述已存儲視覺特征信息集以便包括所述至少一個已改變的視覺特征。
7.根據(jù)權利要求1的方法，還包括: 確定所述至少一個地標的所述已存儲視覺特征信息集未能與從所述至少一個已捕獲圖像獲取的所述視覺特征信息集相匹配； 根據(jù)所述已存儲視覺特征信息集未能與所述視覺特征信息集相匹配，確定所述至少一個地標已被移除；以及 更新至少一個數(shù)據(jù)庫以移除所述已存儲視覺特征信息集和與所述至少一個地標關聯(lián)的所述位置信息集以指示所述至少一個地標已被移除。
8.根據(jù)權利要求1的方法，其中判定至少一個地標的已存儲視覺特征信息集是否與從至少一個已捕獲圖像獲取的視覺特征信息集相匹配包括: 將與所述至少一個地標關聯(lián)的所述已存儲視覺特征信息集與從所述至少一個已捕獲圖像獲取的所述視覺特征信息集相比較；以及 確定在給定視覺外觀閾值內(nèi)，與所述至少一個地標關聯(lián)的所述已存儲視覺特征信息集與所述視覺特征信息集相匹配。
9.根據(jù)權利要求7的方法，其中確定在給定視覺外觀閾值內(nèi)，所述已存儲視覺特征信息集與所述視覺特征信息集相匹配包括: 根據(jù)所述比較，確定與所述至少一個地標關聯(lián)的所述已存儲視覺特征信息集和從所述至少一個已捕獲圖像獲取的所述視覺特征信息集之間的差異集在所述給定視覺外觀閾值內(nèi)。
10.根據(jù)權利要求1的方法，其中進一步根據(jù)軌枕計數(shù)和從給定參考點行進的距離中的至少一個來確定所述第二全球位置。
11 .根據(jù)權利要求1的方法，其中所述被觀察對象是缺失的鐵軌組件和損壞的鐵軌組件中的至少一個。
12.一種用于確定被觀察對象的全球位置的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括被配置為執(zhí)行權利要求I至11中的任一權利要求的方法步驟的裝置。
13.一種用于維護待檢查目標對象數(shù)據(jù)庫的方法，所述方法包括: 分析至少一個包括場景的圖像，其中由位于車輛上的至少一個圖像捕獲設備捕獲所述圖像； 根據(jù)所述分析，識別與所述場景關聯(lián)的第一視覺特征信息集； 將所述第一視覺特征信息集和與至少一個目標對象關聯(lián)的第二視覺特征信息集相比較； 根據(jù)所述比較，確定在給定閾值內(nèi)，所述第一視覺特征信息集和所述第二視覺特征信息集相互匹配； 獲取與所述車輛關聯(lián)的定位信息集；以及 將所述第二視覺特征信息集和所述定位信息集一起存儲在與所述至少一個目標對象關聯(lián)的數(shù)據(jù)庫的記錄中。
14.一種用于維護待檢查目標對象數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括被配置為執(zhí)行權利要求13的方法步驟的裝置。
【文檔編號】G01S19/42GK103675868SQ201310411260
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權日:2012年9月12日
【發(fā)明者】藤木裕一, N·哈斯, 李瑛 , C·A·奧托, S·潘坎蒂, H·鄭 申請人:國際商業(yè)機器公司