公开(公告)号：US07573403B2

公开(公告)日：2009-08-11

申请号：US11562877

申请日：2006-11-22

Applicant: Luis Filipe Domingues Goncalves ,  L. Niklas Karlsson ,  Paolo Pirjanian ,  Enrico Di Bernardo

Inventor： Luis Filipe Domingues Goncalves ,  L. Niklas Karlsson ,  Paolo Pirjanian ,  Enrico Di Bernardo

IPC: G08G1/123

CPC classification number: G05D1/0246 ,  G01C21/12 ,  G05D1/0231 ,  G05D1/0234 ,  G05D1/024 ,  G05D1/0242 ,  G05D1/0248 ,  G05D1/0272 ,  G05D1/0274 ,  G05D1/0278 ,  G05D2201/0207 ,  G05D2201/0215 ,  G06T7/55 ,  G06T7/70 ,  G06T7/74 ,  G06T2207/30204 ,  Y10S901/01 ,  Y10S901/46 ,  Y10S901/47 ,  Y10S901/50

Abstract: The invention is related to methods and apparatus that use a visual sensor and dead reckoning sensors to process Simultaneous Localization and Mapping (SLAM). These techniques can be used in robot navigation. Advantageously, such visual techniques can be used to autonomously generate and update a map. Unlike with laser rangefinders, the visual techniques are economically practical in a wide range of applications and can be used in relatively dynamic environments, such as environments in which people move. One embodiment further advantageously uses multiple particles to maintain multiple hypotheses with respect to localization and mapping. Further advantageously, one embodiment maintains the particles in a relatively computationally-efficient manner, thereby permitting the SLAM processes to be performed in software using relatively inexpensive microprocessor-based computer systems.

Abstract translation: 本发明涉及使用视觉传感器和航位推算传感器来处理同时定位和映射（SLAM）的方法和装置。 这些技术可用于机器人导航。 有利地，可以使用这种可视化技术来自主地生成和更新地图。 与激光测距仪不同，视觉技术在广泛的应用中在经济上是实用的，并且可以在诸如人们移动的环境的相对动态的环境中使用。 一个实施例进一步有利地使用多个粒子来维持关于定位和映射的多个假设。 进一步有利的是，一个实施例以相对计算效率的方式维护颗粒，从而允许使用相对便宜的基于微处理器的计算机系统在软件中执行SLAM处理。

公开(公告)号：US07162338B2

公开(公告)日：2007-01-09

申请号：US10739927

申请日：2003-12-17

Applicant: Luis Filipe Domingues Goncalves ,  Enrico Di Bernardo ,  Paolo Pirjanian ,  L. Niklas Karlsson

Inventor： Luis Filipe Domingues Goncalves ,  Enrico Di Bernardo ,  Paolo Pirjanian ,  L. Niklas Karlsson

IPC: G05D1/00

CPC classification number: G05D1/0246 ,  G01C21/12 ,  G05D1/0231 ,  G05D1/0234 ,  G05D1/024 ,  G05D1/0242 ,  G05D1/0248 ,  G05D1/0272 ,  G05D1/0274 ,  G05D1/0278 ,  G05D2201/0207 ,  G05D2201/0215 ,  G06T7/55 ,  G06T7/70 ,  G06T7/74 ,  G06T2207/30204 ,  Y10S901/01 ,  Y10S901/46 ,  Y10S901/47 ,  Y10S901/50

Abstract: The invention is related to methods and apparatus that use a visual sensor and dead reckoning sensors to process Simultaneous Localization and Mapping (SLAM). These techniques can be used in robot navigation. Advantageously, such visual techniques can be used to autonomously generate and update a map. Unlike with laser rangefinders, the visual techniques are economically practical in a wide range of applications and can be used in relatively dynamic environments, such as environments in which people move. One embodiment further advantageously uses multiple particles to maintain multiple hypotheses with respect to localization and mapping. Further advantageously, one embodiment maintains the particles in a relatively computationally-efficient manner, thereby permitting the SLAM processes to be performed in software using relatively inexpensive microprocessor-based computer systems.

Abstract translation: 本发明涉及使用视觉传感器和航位推算传感器来处理同时定位和映射（SLAM）的方法和装置。 这些技术可用于机器人导航。 有利地，可以使用这种可视化技术来自主地生成和更新地图。 与激光测距仪不同，视觉技术在广泛的应用中在经济上是实用的，并且可以在诸如人们移动的环境的相对动态的环境中使用。 一个实施例进一步有利地使用多个粒子来维持关于定位和映射的多个假设。 进一步有利的是，一个实施例以相对计算效率的方式维护颗粒，从而允许使用相对便宜的基于微处理器的计算机系统在软件中执行SLAM处理。

公开(公告)号：US07100824B2

公开(公告)日：2006-09-05

申请号：US11023004

申请日：2004-12-27

Applicant: Jim Ostrowski ,  Luis Goncalves ,  Michael Cremean ,  Alex Simonini ,  Alec Hudnut

Inventor： Jim Ostrowski ,  Luis Goncalves ,  Michael Cremean ,  Alex Simonini ,  Alec Hudnut

IPC: G06K15/00

CPC classification number: G07F7/02 ,  A47F9/045 ,  G06Q20/343 ,  G07G1/0036 ,  G07G1/0063 ,  G07G3/00 ,  G07G3/003 ,  G08B13/1961 ,  G08B13/19671

Abstract: Systems and methods for recognizing and identifying items located on the lower shelf of a shopping cart in a checkout lane of a retail store environment for the purpose of reducing or preventing loss or fraud and increasing the efficiency of a checkout process. The system includes one or more visual sensors that can take images of items and a computer system that receives the images from the one or more visual sensors and automatically identifies the items. The system can be trained to recognize the items using images taken of the items. The system relies on matching visual features from training images to match against features extracted from images taken at the checkout lane. Using the scale-invariant feature transformation (SIFT) method, for example, the system can compare the visual features of the images to the features stored in a database to find one or more matches, where the found one or more matches are used to identify the items.

Abstract translation: 为了减少或防止丢失或欺诈以及增加结帐过程的效率，识别和识别位于零售商店环境的结帐通道中的购物车的下架上的物品的系统和方法。 该系统包括可以拍摄物品图像的一个或多个视觉传感器和从一个或多个视觉传感器接收图像并自动识别物品的计算机系统。 可以使用拍摄的项目的图像来训练系统来识别物品。 系统依赖于训练图像的匹配视觉特征，以匹配从结帐通道上拍摄的图像提取的特征。 使用比例不变特征变换（SIFT）方法，例如，系统可以将图像的视觉特征与存储在数据库中的特征进行比较，以找到一个或多个匹配，其中发现的一个或多个匹配用于识别 的项目。

公开(公告)号：US20050213109A1

公开(公告)日：2005-09-29

申请号：US11090405

申请日：2005-03-25

Applicant: Steve Schell ,  Robert Witman ,  Joe Brown ,  Thomas Kerekes

Inventor： Steve Schell ,  Robert Witman ,  Joe Brown ,  Thomas Kerekes

IPC: G01B11/14 ,  G01S5/16 ,  G01S7/481 ,  G01S17/06 ,  G05D1/02

CPC classification number: G01S17/06 ,  G01S5/163 ,  G01S7/481 ,  G01S2013/466 ,  G01S2013/468

Abstract: A sensing device and method of estimating the position and orientation of an object with respect to a local or a global coordinate system is disclosed. The method and device include one or more optical sensor, a signal processing circuitry and a signal processing algorithm to determine the position and orientation. A sensor is positioned within the housing. At least one of the optical sensors used in the method and system outputs information based at least in part on the detection of the signal of one or more light sources.

Abstract translation: 公开了一种用于估计对象相对于局部或全局坐标系的位置和方向的感测装置和方法。 该方法和装置包括一个或多个光学传感器，信号处理电路和信号处理算法来确定位置和取向。 传感器位于外壳内。 所述方法和系统中使用的至少一个光学传感器至少部分地基于对一个或多个光源的信号的检测来输出信息。

公开(公告)号：US20050213082A1

公开(公告)日：2005-09-29

申请号：US11090621

申请日：2005-03-25

Applicant: Enrico DiBernardo ,  Paolo Pirjanian

Inventor： Enrico DiBernardo ,  Paolo Pirjanian

IPC: G01C3/00 ,  G01C3/08 ,  G01C5/00 ,  G01S5/16 ,  G01S17/06 ,  G01S17/48 ,  G05D1/02

CPC classification number: G01B11/002 ,  G01C3/06 ,  G01S5/163 ,  G01S17/06 ,  G01S17/48 ,  G05D1/0234

Abstract: The invention is generally related to the estimation of position and orientation of an object with respect to a local or a global coordinate system using reflected light sources. A typical application of the method and apparatus includes estimation and tracking of the position of a mobile autonomous robot. Other applications include estimation and tracking of an object for position-aware, ubiquitous devices. Additional applications include tracking of the positions of people or pets in an indoor environment. The methods and apparatus comprise one or more optical emitters, one or more optical sensors, signal processing circuitry, and signal processing methods to determine the position and orientation of at least one of the optical sensors based at least in part on the detection of the signal of one or more emitted light sources reflected from a surface.

Abstract translation: 本发明通常涉及使用反射光源相对于局部或全局坐标系的估计对象的位置和取向。 所述方法和装置的典型应用包括估计和跟踪移动自主机器人的位置。 其他应用包括用于位置感知，普遍存在的设备的对象的估计和跟踪。 其他应用包括追踪人或宠物在室内环境中的位置。 该方法和装置包括至少部分地基于信号的检测的一个或多个光发射器，一个或多个光学传感器，信号处理电路和信号处理方法来确定至少一个光学传感器的位置和取向 从表面反射的一个或多个发射光源。

公开(公告)号：US20050189412A1

公开(公告)日：2005-09-01

申请号：US11050163

申请日：2005-02-02

Applicant: Alec Hudnut ,  Alex Simonini ,  Michael Cremean ,  Howard Morgan

Inventor： Alec Hudnut ,  Alex Simonini ,  Michael Cremean ,  Howard Morgan

IPC: G07F7/02 ,  G07G1/00 ,  G08B13/194 ,  G06K15/00

CPC classification number: G07F7/02 ,  A47F9/046 ,  G06Q20/343 ,  G07G3/003

Abstract: Methods and computer readable media for recognizing and identifying items located on the belt of a counter and/or in a shopping cart of a store environment for the purpose of reducing/preventing bottom-of-the-basket loss, checking out the items automatically, reducing the checkout time, preventing consumer fraud, increasing revenue and replacing a conventional UPC scanning system to enhance the checking out speed. The images of the items taken by visual sensors may be analyzed to extract features using the scale-invariant feature-transformation (SIFT) method. Then, the extracted features are compared to those of trained images stored in a database to find a set of matches. Based on the set of matches, the items are recognized and associated with one or more instructions, commands or actions without the need for personnel to visually see the items, such as by having to come out from behind a check out counter or peering over a check out counter.

Abstract translation: 用于识别和识别位于商店环境的柜台和/或购物车的皮带上的物品的方法和计算机可读介质，用于减少/防止篮下损失，自动检查物品， 减少结帐时间，防止消费者欺诈，增加收入，更换常规UPC扫描系统，提升检出速度。 可以分析由视觉传感器拍摄的物体的图像，以使用尺度不变特征变换（SIFT）方法来提取特征。 然后，将所提取的特征与存储在数据库中的训练图像的特征进行比较以找到一组匹配。 基于一组匹配，这些项目被识别并与一个或多个指令，命令或动作相关联，而不需要人员直观地看到物品，例如必须从检出柜台后面出来或者对等 收银台。

公开(公告)号：US20050182518A1

公开(公告)日：2005-08-18

申请号：US11055210

申请日：2005-02-10

Applicant: Lars Karlsson

Inventor： Lars Karlsson

IPC: G05D1/02 ,  G06F19/00

CPC classification number: G05D1/0272 ,  G05D1/024 ,  G05D1/0242 ,  G05D1/0246 ,  G05D1/0248 ,  G05D1/0255 ,  G05D1/0274 ,  G06K9/00664 ,  G06K9/6296 ,  G06K2009/3225

Abstract: This invention is generally related to methods and apparatus that permit the measurements from a plurality of sensors to be combined or fused in a robust manner. For example, the sensors can correspond to sensors used by a mobile, device, such as a robot, for localization and/or mapping. The measurements can be fused for estimation of a measurement, such as an estimation of a pose of a robot.

Abstract translation: 本发明通常涉及允许来自多个传感器的测量以鲁棒的方式组合或融合的方法和装置。 例如，传感器可以对应于用于定位和/或映射的移动设备（例如机器人）使用的传感器。 测量可以被融合以用于测量的估计，例如机器人姿态的估计。

公开(公告)号：US06889118B2

公开(公告)日：2005-05-03

申请号：US10307199

申请日：2002-11-27

Applicant: Thomas J. Murray, IV ,  Baoquoc N. Pham ,  Paolo Pirjanian

Inventor： Thomas J. Murray, IV ,  Baoquoc N. Pham ,  Paolo Pirjanian

IPC: B25J13/00 ,  B25J9/16 ,  G06F9/44 ,  G06F13/10 ,  G06N3/00 ,  G05B19/04 ,  G05B19/18

CPC classification number: G06N3/008 ,  B25J9/161 ,  B25J9/1661 ,  B25J9/1666 ,  G05B2219/40389 ,  G05B2219/40397 ,  G05D1/0088 ,  G05D2201/02 ,  G06F9/455 ,  Y10T436/11

Abstract: Methods and apparatus that provide a hardware abstraction layer (HAL) for a robot are disclosed. A HAL can reside as a software layer or as a firmware layer residing between robot control software and underlying robot hardware and/or an operating system for the hardware. The HAL provides a relatively uniform abstract for aggregates of underlying hardware such that the underlying robotic hardware is transparent to perception and control software, i.e., robot control software. This advantageously permits robot control software to be written in a robot-independent manner. Developers of robot control software are then freed from tedious lower level tasks. Portability is another advantage. For example, the HAL efficiently permits robot control software developed for one robot to be ported to another. In one example, the HAL permits the same navigation algorithm to be ported from a wheeled robot and used on a humanoid legged robot.

Abstract translation: 公开了一种为机器人提供硬件抽象层（HAL）的方法和装置。 HAL可以作为软件层或驻留在机器人控制软件和底层机器人硬件和/或硬件的操作系统之间的固件层存在。 HAL为底层硬件的聚合提供了相对均匀的抽象，使得潜在的机器人硬件对感知和控制软件即机器人控制软件是透明的。 这有利地允许以机器人独立的方式写入机器人控制软件。 机器人控制软件的开发者然后摆脱繁琐的低级任务。 便携性是另一个优点。 例如，HAL有效地允许为一个机器人开发的机器人控制软件移植到另一个机器人。 在一个示例中，HAL允许从轮式机器人移植相同的导航算法，并在人形腿式机器人上使用。