BR112016019548B1

BR112016019548B1 - Dispositivo de cálculo de auto-localização e metodo de cálculo de auto-localização

Info

Publication number: BR112016019548B1
Application number: BR112016019548-5A
Authority: BR
Inventors: Ichiro Yamaguchi; Hidekazu Nishiuchi
Original assignee: Nissan Motor Co. Ltd
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2014-02-24
Publication date: 2022-01-11
Also published as: EP3113146B1; US20170024617A1; RU2621823C1; EP3113146A4; WO2015125298A1; US9721170B2; CN105993041B; MX349024B; JPWO2015125298A1; CN105993041A; MX2016010742A; EP3113146A1; JP6237876B2; BR112016019548A2

Abstract

dispositivo de cálculo de auto-localização e metodo de cálculo de auto-localização. um dispositivo de cálculo de auto-localização da presente invenção projeta uma luz padronizada sobre uma superfície de estrada em torno de um veículo, e capta e obtém uma imagem da superfície da estrada em todo do veículo. ao se determinar que uma condição de superfície da estrada em torno do veículo se altera, tanto quanto ou mais do que um valor limiar, o dispositivo de cálculo de auto-localização calcula uma posição atual e um ângulo de inclinação atual do veículo na atualidade, por adição de uma proporção de mudança na inclinação para uma posição atual e um ângulo de inclinação atual do veículo que são calculados em um ciclo de processo de informação anterior.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001]A presente invenção refere-se a um dispositivo de cálculo de auto- localização e a um método de cálculo de auto-localização.\

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] É conhecida uma tecnologia, na qual câmeras instaladas num veículo captam e obtém imagens do entorno do veículo e uma quantidade de movimento do veículo, com base nas mudanças das imagens (ver a literatura de patente 1). A literatura de patente 1 destina-se a obter a quantidade de movimento do veículo com precisão, mesmo se o veículo se desloca lentamente, a baixa velocidade.Para este fim, um ponto de recurso é detectado a partir de cada imagem; a posição do ponto de recurso é obtida; e, assim, a quantidade de movimento do veículo é obtida a partir da direção e distância de movimento (quantidade de movimento) do ponto de recurso.REFERENCIALITERATURA DE PATENTELiteratura de Patente 1: Pedido de Patente Japonês N° 2008-175717

SUMÁRIO DA INVENÇÃOPROBLEMA TÉCNICO

[003]A tecnologia convencional acima exposta, no entanto, tem um problema pelo fato de que, quando a superfície da estrada em torno do veículo não é uniforme ou irregular, a tecnologia não pode calcular a posição do veículo com precisão.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[004]A presente invenção foi proposta com a situação anterior levada em consideração. Um objeto da presente invenção consiste em proporcionar um dispositivo de cálculo de auto-localização e um método de calculo de auto- localização, capazes de calcular com precisão, a auto-localização do veículo, mesmo em um caso em que a superfície da estrada em torno do veículo não é uniforme ou é irregular.

[005]Com a finalidade de resolver o problema anterior,o dispositivo de cálculo de auto-localização em um aspecto da presente invenção, capta, e desta forma, obtém uma imagem da superfície da estrada em torno do qual é projectado uma luz padronizada e calcula um ângulo em torno do veículo em relação à superfície da estrada a partir de uma posição da luz padronizada na imagem. Além disso, o dispositivo de cálculo de auto-localização calcula um montante de mudança ao redor do veículo com base nas mudanças temporais em vários pontos característicos na superfície do solo na imagem obtida, e calcula uma posição atual e um ângulo de inclinação atual do veículo por adição de uma proporção de mudança na inclinação para uma posição inicial e o ângulo de inclinação ao redor do veículo. A seguir, quando se determina que as condições da superfície da estrada em torno da mudança do veículo, tanto quanto ou mais do que um valor limiar, o dispositivo de cálculo de auto-localização calcula a posição atual e o ângulo de inclinação atual do veículo, adicionando a proporção de mudança de inclinação em relação à posição atual e o ângulo atual de inclinação do veículo que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[006][FIG. 1] A Fig. 1 é um diagrama de blocos que mostra uma configuração geral de um dispositivo de cálculo de auto-localização de um primeiro modo de realização.

[007][FIG. 2] A Fig. 2 é uma vista externa que mostra um exemplo de como um projetor de luz e uma câmera são instalados num veículo.

[008][FIG. 3] A Fig. 3 (a) é um diagrama mostrando como uma posição de áreas destacadas sobre uma superfície de estrada, utilizando o projetor de luz e a câmera é calculada. FIG. 3 (b) é um diagrama mostrando como uma direção de movimento da câmera é obtida a partir de alterações temporais em um ponto característico que é detectado fora de uma área sobre a qual uma luz projetada é padronizada.

[009][FIG. 4] A Fig. 4 é um diagrama que mostra uma imagem de uma luz padronizada que é obtida através da aplicação de um processo de transformação binária de uma imagem obtida com a câmera. FIG. 4 (a) é um diagrama mostrando a totalidade da luz padronizada. FIG. 4 (b) é um diagrama ampliado mostrando um refletor. FIG. 4 (c) é um diagrama mostrando uma posição do centro de gravidade dos projetores.

[010][FIG. 5] A Fig. 5 é um diagrama esquemático para a descrição de um método de cálculo de proporções de alterações no ângulo de uma distância e ângulo de inclinação.

[011][FIG. 6] A Fig. 6 é um diagrama, mostrando pontos característicos detectados na imagem. FIG. 6 (a) é um diagrama, mostrando um primeiro quadro (imagem) obtido no tempo t. FIG. 6 (b) é um diagrama, mostrando um segundo quadro obtido no tempo t + t Δ

[012][FIG. 7] A Fig. 7 é um diagrama para descrever como estimar uma proporção de mudança em uma altura da superfície da estrada a partir de uma posição da luz padronizada.

[013][FIG. 8] A Fig. 8 é um gráfico de tempo que mostra um processo no qual o dispositivo de cálculo de auto-localização da primeira forma de realização faz uma determinação de mudanças nas condições de superfície da estrada.

[014][FIG. 9] A Fig. 9 é um fluxograma que mostra um processo para um processo de cálculo de auto-localização a ser efetuado pelo dispositivo de cálculo de auto-localização da primeira forma de realização.

[015][FIG. 10] A Fig. 10 é um fluxograma que mostra um processo para um processo detalhado na etapa S09 da Fig. 9 a ser executado pelo dispositivo de cálculo de auto-localização da primeira forma de realização.

[016][FIG. 11] A Fig. 11 é um diagrama que mostra um exemplo de um erro na estimativa de um ângulo de rolamento do veículo, e um exemplo de um erro na estimativa de uma quantidade de movimento do veículo.

[017][FIG. 12] A Fig. 12 é um gráfico de tempo que mostra um processo no qual o dispositivo de cálculo de auto-localização de uma segunda forma de realização, realiza uma determinação de mudanças nas condições da superfície da estrada.

[018][FIG. 13] A Fig. 13 é um fluxograma que mostra um procedimento para um processo detalhado na etapa S09 da Fig. 9 a ser executado pelo dispositivo de cálculo de auto-localização da segunda forma de realização.

DESCRIÇÃO DAS FORMAS DE REALIZAÇÃO

[019] Referindo-se agora aos desenhos, a descrição a seguir será fornecida para as primeira e segunda formas de realização para as quais é aplicado a presente invenção.[Primeira Forma de Realização][Configuração de Maquinário]

[020] Inicialmente, referindo-se à Fig. 1, serão proporcionadas descrições para uma configuração de maquinário de um dispositivo de calculo de auto- localização de um primeiro modo de realização do maquinário. O dispositivo de cálculo de auto-localização inclui um projetor de luz 11, uma câmera 12 e uma unidade de controle do motor (ECU) 13. O projetor de luz 11 está instalado em um veículo, e projeta uma luz padronizada sobre uma superfície de estrada em torno do veículo. A câmera 12 está instalada no veículo, e é um exemplo de uma unidade de captação de imagem configurada para captar e, assim, obter as imagens da superfície da estrada em todo do veículo, inclusive de uma área sobre a qual a luz padronizada é projetada. A ECU 13 é um exemplo de uma unidade de controle configurada para controlar o projetor de luz 11, e para executar uma série de ciclos de processo de informaçao para o cálculo da auto-localização do veículo a partir de imagens obtidas pela câmera 12.

[021]A câmera 12 é uma câmera digital usando um sensor de imagem no estado sólido, tal como um CCD e um CMOS, e obter imagens digitais que são capazes de processamento de imagem. O que a câmera 12 captura é a superfície da estrada em torno do veículo. A superfície da estrada em torno do veículo inclui superfícies da estrada em frente, na parte de trás, nos lados do, e por baixo do veículo. Como mostrado na Fig. 2, a câmera 12 pode ser instalada em uma seção da frente do veículo 10, mais especificamente, acima de um pára-choques dianteiro, por exemplo. A altura e a direção nas quais a câmera 12 está definida são ajustadas de uma forma que permite que a câmera 12 capture imagens de pontos característicos (texturas) sobre a superfície de estrada 31 em frente ao veículo 10 e a luz padronizada 32b projetada a partir da projetor de luz 11. O foco e o diafragma da lente da câmera 12 são automaticamente ajustados também. A câmera 12 capta imagens repetidamente em intervalos de tempo predeterminados, e, assim, obtém uma série de grupos (quadros) de imagem. Cada vez que a câmera 12 capta uma imagem, os dados de imagem obtidos com a câmera 12 são transferidos para a ECU 13, sendo armazenados numa memória incluída na ECU 13.

[022]Como mostrado na Fig. 2, o projetor de luz 11 projeta a luz padronizada 32b com uma forma predeterminada, inclusive de uma imagem de estrutura rectangular ou quadrada sobre a superfície da estrada 31 dentro de uma faixa de captação de imagens da câmera 12. A câmera 12 capta as imagens da luz padronizada projetada sobre a superfície da estrada 31. O projetor de luz 11 inclui um ponteiro a laser e uma rede de difração, por exemplo. A rede de difração difrata o feixe de laser projectado a partir do ponteiro de laser. Deste modo, como mostrado nas Figs. 2 a 4, o projetor de luz 11 gera a luz padronizada (32b, 32a), que inclui vários focos dispostos em um padrão imagem estruturada ou matriz. Nos exemplos mostrados nas Figs. 3 e 4, o projetor de luz 11 gera a luz padronizada 32a incluindo holofotes 5 x 7.

[023]Voltando à fig. 1, a ECU 13 inclui um processador, uma memória, e um microcontrolador que inclui uma seção de entrada-saída. Ao executar programas de computador pré-instalados, a ECU 13 os processadores de informação de formulários múltiplos funcionam como o dispositivo de cálculo de auto-localização. Para cada imagem (quadro), a ECU 13 realiza repetidamente, uma série de ciclos de processo de informações para o cálculo da auto-localização do veículo a partir das imagens obtidas com a câmêra 12. A propósito, a ECU 13 também pode ser utilizada como uma ECU para controlar outros sistemas do veículo 10.

[024]A este respeito, os múltiplos processadores de informação incluem uma unidade padronizada de extração de luz 21, uma unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22, uma unidade de detecção de pontos de função 23, uma unidade de cálculo da proporção da mudança de inclinação 24, uma unidade de cálculo de auto-localização 26, uma unidade de controle de luz padronizada 27 e uma unidade de determinação da condição da superfície da estrada 30. A unidade de cálculo de mudança de inclinação 24, inclui a unidade de detecção do ponto de inclinação 23.

[025]A unidade de extração de luz padronizada 21 lê uma imagem obtida pela câmera 12 a partir da memória e extrai a posição da luz padronizada a partir desta imagem. Por exemplo, como mostrado na Fig. 3 (a), o projetor de luz 11, projeta a luz padronizada 32a, que inclui os vários focos dispostos em um padrão de matriz, sobre a superfície da estrada 31, enquanto a câmera 12 detecta a luz padronizada 32a refletida pela superfície da estrada 31. A unidade de extração de luz padronizada 21,aplica um processo de transformação binária para a imagem obtida pela câmera 12, e assim extrai somente uma imagem dos focos Sp, como mostrado nas Figs. 4 (a) e 4 (b). A seguir, como mostrado na Fig. 4 (c), a unidade padronizada de extração de luz 21, extrai a posição 32a da luz padronizada pelo cálculo da posição do centro de gravidade, e de cada holofote Sp, ou seja, as coordenadas (Uj, vj) de cada holofote Sp na imagem. As coordenadas são expressas usando o número atribuído a um elemento de imagem correspondente no sensor de imagem da câmera 12. Num caso em que a luz padronizada inclui projetores Sp, "j" é um número natural não inferior a 1 mas inferior ou igual 35. A memória armazena as coordenadas (Uj, vj) dos holofotes Sp na imagem como dados que indica a posição da luz padronizada 32a.

[026]A unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 lê os dados relativos à posição da luz padronizada 32a a partir da memória e calcula o ângulo distância e inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada 31, a partir da posição da luz padronizada 32a na imagem obtida pela câmera 12. por exemplo, como mostrado na Fig. 3 (a), utilizando o princípio de medição trigonométrica, a unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 calcula a posição de cada área apontada, na superfície da estrada 31, como a posição relativa da área relativa apontada, para a câmera 12, a partir de um comprimento base de Lb entre o projetor de luz 11 e a câmera 12, bem como as coordenadas (Uj, vj) de cada um holofote sobre a imagem. Depois disso, a unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 calcula uma equação do plano da superfície da estrada 31, na qual a luz padronizada 32a é projetada, isto é, o ângulo de distância e inclinação (vetor normal), da câmera 12 em relação à superfície da estrada 31, a partir da posição relativa de cadaholofote em relação à câmera 12.

[027] Deve notar-se que, na forma de realização, o ângulo de distância e a inclinação da câmera 12 em relação à superfície da estrada 31 são calculados como um exemplo do ângulo de distância e inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada 31, uma vez que a posição de instalação da câmera 12 no veículo 10 e o ângulo da câmera 12 para capturar imagens já são conhecidos. Em outras palavras, a distância entre a superfície de estrada 31 e o veículo 10, como também o ângulo de inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada 31 pode ser obtida por meio do cálculo do ângulo de distância e a inclinação da câmera 12 em relação à estrada superfície 31.

[028] De modo específico, uma vez que a câmera 12 e o projetor de luz 11 são fixados ao veículo 10, a direção em que a luz padronizada 32a é projetada e a distância (o comprimento da base lb) entre a câmera 12 e o projetor de luz 11 já são conhecidos. Por este motivo, utilizando o princípio de medição trigonométrica, a unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 é capaz de obter a posição de cada área apontada, na superfície da estrada 31, como a posição relativa (Xj, Yj, Zj) em relação à câmera 12, a partir de as coordenadas (Uj, vj) de cada holofote sobre a imagem. Daqui em diante, o ângulo e a distância inclinação da câmera 12 em relação à superfície da estrada 31 será abreviado como "distância e ângulo de inclinação." O ângulo de distância e inclinação calculada pela unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 são armazenados na memória.

[029] Deve ser notado que, as descrições são fornecidas para a forma de realização nas quais a distância e o ângulo de inclinação são calculados em cada ciclo de processo de informação. No entanto, como mencionado abaixo, quando a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 determina que as condições de alteração da superfície da estrada, tanto quanto ou mais do que um valor limite, a unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 pára calcular o ângulo de distância e inclinação do veículo 10.

[030]Além disso, em muitos casos, a posição relativa (Xj, Yj, Zj) de cada holofote em relação à câmera 12, não está presente no mesmo plano. Isto é porque a posição relativa de cada um holofote muda de acordo com a irregularidade do asfalto da superfície da estrada 31. Por esta razão, o método dos mínimos quadrados pode ser usado para obter uma equação do plano que faz com que a soma dos quadrados dos erros de distância cada holofotes torna-se menor. Os dados sobre a distância e ângulo de inclinação assim calculado é usado pela unidade de cálculo de auto-localização 26 mostrado na Fig. 1.

[031]A unidade de detecção de ponto de característica 23 lê a imagem obtida pela câmera 12 a partir da memória, e detecta pontos característicos na superfície da estrada 31, a partir da imagem lidos a partir da memória. A fim de detectar os pontos característicos na superfície da estrada 31, a unidade de detecção de ponto de função 23 pode utilizar um método descrito em "DG Lowe," Distinctive caracteriza a imagem de Keypoints Scale-Invariant ", Int. J. Comput. Vis., Vol . 60, n. 2, pp. 91-110, novembro de 2004. " Caso contrário, a unidade de detecção de ponto de função 23 pode utilizar um método descrito em "Kanazawa Yasushi, Kanatani Kenichi," Detecção de pontos característicos para Computer Vision, "IEICE Journal, vol. 87, n. 12, pp. 1043-1048, dezembro 2004. "

[032] De modo específico, por exemplo, a unidade de detecção de pontos de recurso 23 usa o operador de Harris ou o operador SUSAN, e detecta pontos como vértices de um objeto, os valores de luminescência dos quais são em grande parte diferente das imediações dos pontos como o recurso pontos. Em vez disso, no entanto, a unidade de detecção de ponto de função 23 pode usar um SIFT (Recurso Scale-Invariant Transform) montante recurso para que os pontos em torno dos quais os valores de luminosidade mudam com certa regularidade são detectados como os pontos característicos. E a unidade de detecção de pontos de recurso 23 contagens o número total N de pontos característicos detectados a partir de uma imagem, e atribui números de identificação (i (1 <i<N)) aos respectivos pontos característicos. A posição (Ui, Vi) de cada ponto de recurso na imagem são armazenados na memória dentro das ECU 13. Figs. 6 (a) e 6 (b) mostra cada um dos exemplos a pontos característicos Te os quais são detectados a partir da imagem captada pela câmara 12. Para além disso, instruções de mudanças de cada ponto de recurso TE e quantidades de alterações em cada ponto de recurso Te são expressos com vectores Dte.

[033]Deve notar-se que, na forma de realização, as partículas de mistura de asfalto com um tamanho de partícula não inferior a 1 cm, mas não superior a 2 cm são assumidos como os pontos característicos na superfície do solo 31. A câmara 12 utiliza o modo de resolução VGA ( aproximados 300 mil pixels), a fim de detectar os pontos característicos. Além disso, a distância da câmara 12 em relação à superfície da estrada 31 é de aproximadamente 70 cm. Além disso, a direção na qual a câmara 12 capta imagens é inclinado a aproximadamente 45 graus à superfície da estrada 31, a partir do plano horizontal. O que é mais, o valor da luminância de cada imagem capturada pela câmara 12 e, subsequentemente, enviados para a ECU 13 está dentro de uma gama de 0 a 255 (0: mais escura, 255: mais brilhante).

[034]A unidade de cálculo da proprção da mudança de inclinação 24 lê, a partir da memória, as coordenadas posicionais (UI, VI) do múltiplos pontos de função de uma imagem incluída em uma imagem do quadro anterior (no momento t) que está entre a imagem de chamas capturado no cada um determinado ciclo de processo de informação. Além disso, a unidade de cálculo mudança de inclinação 24 lê, a partir da memória, as coordenadas posicionais (UI, VI) do vários pontos característicos na imagem incluída em uma imagem do quadro atual (no tempo t + At). Em seguida, com base nas alterações temporais nas posições dos vários pontos característicos sobre a imagem, a unidade de cálculo 24 da quantidade de mudança de inclinação, obtém uma proporção de mudança de inclinação do veículo. A este respeito, o valor da mudança na inclinação do veículo inclui tanto "quantidades de alterações no ângulo de distância e inclinação" do veículo em relação à superfície da estrada e uma "quantidade de movimento do veículo" sobre a superfície da estrada. As descrições serão adiante prevista como calcular as "quantidades de mudanças no ângulo distância e inclinação" e a "quantidade de movimento do veículo".

[035]As quantidades de alterações no ângulo de distância e de inclinação podem ser obtidas como segue, por exemplo. FIG. 6 (a) mostra um exemplo de um primeiro quadro (imagem) 38 (na Fig. 5) capturada no instante t. Suponhamos um caso em que, como mostrado nas Figs. 5 e 6 (a), uma posição relativa (Xi, Yi, Zi) de cada um dos três pontos característicos TE1, TE2, TE3 são calculados no primeiro quadro 38, por exemplo. Neste caso, um plano G (ver Fig. 6 (a)) identificado pelos pontos característicos TE1, TE2, Te3 pode ser considerado como a superfície da estrada. Por conseguinte, a unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 é capaz de obter o ângulo de distância e inclinação (vetor normal), da câmara 12 em relação à superfície da estrada (o plano G), a partir da posição relativa (Xi, Yi, Zi) de cada dos pontos característicos. Além disso, a partir de um modelo de máquina já conhecida, a unidade de cálculo mudança quantidade inclinação 24 é capaz de obter uma L1 distância, L2, L3 entre cada ponto de recurso TE1, Te2, Te3, bem como um ângulo entre as linhas rectas que unem cada um dos pontos característica TE1, Te2, Te3. A câmara 12 na fig. 5 mostra a posição da câmara quando a primeira imagem é capturada.

[036]Deve-se notar que na Fig. 5, as coordenadas tridimensionais (Xi, Yi, Zi) da posição relativa de cada ponto de funcionalidade em relação à câmara 12, são definidas de forma que: o eixo Z coincide com a direção na qual a câmara 12 capta a imagem ; e o eixos X e Y ortogonais entre si num plano que inclui a câmara 12 são linhas normais à direção, na qual a câmara 12 capta a imagem. Enquanto isso, as coordenadas sobre a imagem 38 são definidas de tal modo que: o eixo V-coincide com a direção horizontal; e o eixo L coincide com a direção da vertical.

[037]FIG. 6 (b) mostra um segundo quadro 38' obtido em tempo (t + At), em que o comprimento de tempo Δt passou do tempo t. Uma câmara 12' na Fig. 5 mostra uma posição da câmera quando a câmera capta o segundo quadro 38'. Como mostrado nas Figs. 5 e 6 (b), a câmera 12 ' captura uma imagem incluindo os pontos característicos TE1, TE2, TE3 no segundo quadro 38', e da unidade de detecção de pontos de recurso 23 detecta os pontos característicos TE1, TE2, TE3 a partir da imagem. Neste caso, a unidade de cálculo da proporção da mudança 24 é capaz de calcular um valor ΔL de movimento da câmara 12 no intervalo de tempo Δt a partir de: a posição relativa (Xi, Yi, Zi) de cada um dos pontos característicos TE1,Te2, Te3 no tempo t; um P1 posição (Ui, Vi) de cada ponto de recurso no segundo quadro 38 '; e o modelo de câmara da câmara 12. Por conseguinte, a unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 é capaz de calcular a quantidade de movimento do veículo. Além disso, a unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 é capaz de calcular as quantidades de mudanças no ângulo distância e inclinação também. Por exemplo, a unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 é capaz de calcular a quantidade (ΔL) de movimento da câmara 12 (o veículo) e as quantidades de alterações no ângulo de distância e a inclinação da câmara 12 (o veículo) através da resolução o seguinte sistema de equações simultâneas (1) a (4). Aliás, a equação (1) abaixo mencionada é baseada em uma câmera de pinhole ideal livre de tensão e desalinhamento axial óptico que é padronizada após a câmara 12, onde Ài e f denotam uma constante e um comprimento focal. Os parâmetros do modelo da câmera pode ser calibrados com antecedência.

[038] Deve notar-se que, em vez de utilizar todos os pontos característicos cujas posições relativas são calculadas nas imagens detectadas no tempo t e o tempo t + Δt, a a unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 pode selecionar pontos característicos ideais com base em relações posicionais entre os pontos característicos . Um exemplo de um método de seleção utilizável para esta finalidade é a geometria epipolar (a geometria linha epipolar descrito em RI Hartley, "Um método linear para reconstrução de linhas e pontos," Proc. 5- Conferência Internacional sobre Computer Vision, Cambridge, Massachusetts, pp . 882-887 (1995)).

[039] Neste caso, se os pontos característicos Te1, Te2, Te3, das posições relativas das quais na imagem de quadro 38 no tempo t são calculados, são detectados pela unidade de detecção de ponto de característica 23 a partir da imagem de quadro 38 'no momento t + Δt, bem como, a unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 é capaz de calcular a "proporção de mudança no ângulo de inclinação do veículo" a partir das posições relativas (Xi, Yi, Zi) dos vários pontos característicos na superfície do solo e o mudanças temporais das posições (UI, VI) do pontos característicos da imagem. Além disso, a unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 é capaz de calcular a quantidade de movimento do veículo.

[040] De modo especifico, caso tres ou mais pontos característicos com relação de correspondencia entre o quadro anterior e o quadro atual possam ser detectados, de modo contínuo, a continuação do processo (operação de integração) de adição das qantidades de alteraç~'oes no ângulo de distancia e inclinação torna possível atualizar, continuamente, o angtulo de distancia e inclinação, sem uso da luz padronizada 32a. Não obstante, o ângulo de distancia e de inclinação calculados com uso da luz padronizada 32a ou um ângulo inicial predeterminado da distancia e inclinação podem ser usados para o cilclo do processo de informação inicial. Em outras palavas, o ângulo de inclinação e de distancia que sao pontos de partida da operação de integtração podem sre calculados, usando a luz padronizada 32a ou podem ser usado para utilizar vfalores predeterminados iniciais. É desejável que a distância inicial predeterminada e o ângulo de inclinação inicial predeterminado são um raio e um ângulo de inclinação determinada com pelo menos os ocupantes e carga do veículo 10 tomadas em consideração. Por exemplo, o ângulo de distância e inclinação calculada utilizando a luz padronizada 32a que se projecta, com a ignição do veículo 10 é ligado e quando a posição de mudança é movida a partir da posição de estacionamento para uma outra posição pode ser utilizada como a distância inicial predeterminado e o ângulo de inclinação inicial. Deste modo, é possível obter o ângulo e distância inclinação que não é afectada pelo movimento de rotação ou movimento de encontro devido a uma curva, a aceleração ou a desaceleração do veículo 10.

[041]Deve ser observado que, a associação dos pontos característicos no quadro atual, com os pontos característicos no quadro anterior pode ser conseguido, por exemplo, por: o armazenamento de uma imagem de uma pequena área em torno de cada ponto característica detectada na memória; e para cada ponto de recurso, fazendo uma determinação de uma semelhança em termos de luminosidade e cor informações. Para colocá-lo especificamente, os ECU 13 lojas um (horizontal) x 5 imagem -pixel 5 (vertical) em torno de cada ponto de característica detectada na memória. Se, por exemplo, o erro na informação de luminância que tem 20 ou mais pixels é igual ou inferior a 1%, a unidade de cálculo mudança inclinação montante 24 determina que os pontos característicos de correspondência em questão entre os quadros actuais e anteriores. Posteriormente, o valor da mudança na inclinação obtido através do processo anterior é usado pela unidade de cálculo de auto-localização 26 na etapa seguinte do processo para calcular a auto-localização do veículo 10.

[042]A unidade de cálculo de auto-localização 26 calcula o ângulo da distância e inclinação atual do veículo 10 a partir das "quantidades de mudanças no ângulo de distância e inclinação" calculados pela unidade de cálculo da quantidaidade de mudança de inclinação 24 . Além disso, a unidade de cálculo de auto-localização 26 calcula a auto-localização do veículo 10 a partir da "quantidade de movimento do veículo calculada pela unidade de cálculo da mudança de alterção da inclinação 24.

[043]Serão proprcionadas descrições da forma de realização dos cálculos anteriores num caso específico, onde o ângulo de distância e inclinação calculada pela unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 (isto é, o ângulo de distância e inclinação calculada usando a luz padronizada) são definidos como os pontos de partida dos cálculos. Neste caso, a unidade de cálculo de auto-localização 26 atualiza o ângulo de distância e inclinação com os valores numéricos mais recentes adicionando sequencialmente (realizando uma operação de integração on) as quantidades de mudanças no ângulo de distância e inclinação calculados para cada quadro com a unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 para os pontos de partida, isto é, o ângulo e a distância inclinação calculada pela unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22. . Além disso, a unidade de cálculo de auto- localização 26 calcula a auto-localização do veículo pelo ajuste da posição do veículo, a qual é obtida quando a unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 calcula o ângulo distância e inclinação, como o ponto de partida (o posição inicial do veículo); e adicionando sequencialmente (realizando uma operação de integração em) a quantidade de movimento do veículo a partir da posição inicial do veículo. Por exemplo, ajustando o ponto de partida (a posição inicial do veículo) que coincide com a posição no mapa, a unidade de cálculo de auto-localização 26 é capaz de calcular sequencialmente a auto-localização atual do veículo no mapa.

[044] Deste modo, a unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 é capaz de calcular a auto-localização do veículo através da obtenção da quantidade (ΔL) de movimento da câmara 12 para o comprimento de tempo Δ t. Além disso, a unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 é capaz de calcular as quantidades de alterações no ângulo de inclinação distância e ao mesmo tempo. Por estas razões, com as quantidades de mudanças no ângulo distância e inclinação do veículo levados em consideração, a inclinação mudança montante unidade de cálculo 24 é capaz de calcular com precisão a quantidade (ΔL) do movimento em seis graus de liberdade (para frente / retaguarda em movimento, para a esquerda em movimento / para a direita, para cima / se movendo para baixo, de guinada, lançando e rolamento). Em outras palavras, um erro de estimativa do valor (ΔL) do movimento pode ser minimizada mesmo se a distância e o ângulo de inclinação sejam alterados pelo movimento ou movimento rolo encontro devido à sua vez, a aceleração ou a desaceleração do veículo 10.

[045] Na forma de realização, a quantidade (ΔL) de movimento da câmara 12 é calculado por: cálculo das quantidades de alterações no ângulo e distância inclinação; e atualizar o ângulo de distância e inclinação. Em vez disso, no entanto, a quantidade (ΔL) de movimento da câmara 12 pode ser calculado por: cálculo da proporção de mudança de apenas o ângulo de inclinação da câmara 12 em relação à superfície da estrada 31; e atualizar apenas o ângulo de inclinação da câmara 12. Neste caso, pode-se supor que a distância entre a superfície de estrada 31 e a câmara 12 permanece constante. Isto faz com que seja possível reduzir a carga de funcionamento no 13 ECU enquanto minimiza o erro de estimativa do valor (AL) de movimento com a proporção de mudança no ângulo de inclinação tomada em consideração, e para aumentar a velocidade de operação do 13 ECU.

[046]A unidade de controle de luz padronizada 27 controla a projeção da luz padronizada 32a pelo projetor de luz 11. Por exemplo, quando a chave de ignição do veículo 10 é ligado, eo dispositivo de auto-localização torna-se ativada, a unidade de controle de luz padronizada 27 começa a projetar a luz 32a padronizada ao mesmo tempo. Daí em diante, até que o dispositivo de auto-localização pára o seu funcionamento, a unidade de controle de luz padronizada 27 continua projetando a 32a luz padronizada. Caso contrário, a unidade de controle de luz padronizada 27 pode alternadamente ligar e desligar a projeção de luz em intervalos predeterminados.

[047]A unidade de determinação da condição da superfície de estrada 30 detecta as alterações nas condições de superfície da estrada em todo o veículo, e determina se ou não as condições de a alteração da superfície da estrada, tanto quanto ou mais do que o valor limite. Se a unidade de determinação da condição de superfície de estrada 30 determina que as condições de a alteração da superfície da estrada, tanto quanto ou mais do que o valor limite, a unidade de cálculo de auto- localização 26 fixa os pontos de partida na posição atual do veículo 10, bem como o ângulo e a distância atual inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada, que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior. Desse modo, o ângulo de inclinação da unidade de cálculo 22 pára o ângulo de distância e ângulo de inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada. Enquanto isso, a unidade de cálculo de auto-localização 26 calcula a posição atual do veículo na presente, assim como do ângulo de distância e inclinação atual do veículo 10 em relação à superfície da estrada, por adição da proporção de mudança na inclinação a atual posição do veículo 10, bem como o ângulo e a distância atual de inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada, que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior.

[048]A este respeito, será fornecida uma descrição de como determinar as alterações nas condições de superfície da estrada. Nesta forma de realização, os 35 (5 x 7) projetores da luz 32a padronizada são projetados sobre a superfície da estrada. Assim, por exemplo, se apenas 80% ou menos de 35 pontos de luz, ou apenas 28 ou menos projetores, pode ser detectado na imagem capturada pela câmara 12, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 determina que: a superfície da estrada se torne muito irregular ou instável; e as condições de alterar a superfície da estrada, tanto quanto ou mais do que o valor limite.

[049]Em vez disso, a unidade de determinação da condição da superfície da estrada 30 pode estimar as mudanças nas condições da superfície da estrada a partir de uma proporção de mudanças em alturas de superfície da estrada. O valor da variação em altura da superfície da estrada pode ser detectado a partir de oscilações de um valor detectado por um sensor de batida em anexo para a suspensão de cada uma das rodas do veículo. Por exemplo, se as oscilações do valor detectado pelo sensor de batidas tornar-se igual a ou maior do que 1 Hz, a superfície condição unidade de determinação de estrada 30 estimativas que a superfície da estrada se torna muito desigual ou irregular, e determina que as condições da superfície da estrada alteram-se tanto quanto ou mais do que o valor limite. Em alternativa, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 pode ser configurado para: calcular uma velocidade na direção vertical, através da integração de valores detectados por um sensor de aceleração para medir a aceleração na direção vertical; e, assim, determinar que a superfície da estrada se torne muito desigual ou irregular e as condições de a alteração da superfície da estrada, tanto quanto ou mais do que o valor limite, quando uma mudança no sentido de a velocidade torna-se igual a ou maior do que 1 Hz.

[050]Caso contrário, a quantidade de alterações em alturas de superfície da estrada pode ser estimada a partir da posição da luz 32a padronizada na imagem capturada pela câmara 12. Na forma de realização, a luz 32a padronizada como mostrado na Fig. 7 é projetada sobre a superfície da estrada 31. Neste caso, um segmento de linha 71 unindo holofotes da 32a luz padronizada em uma direção X, e um segmento de linha 73 unindo holofotes da 32a luz padronizada em uma direção Y são desenhadas. Depois disso, se, tal como indicado por um ponto 75, a inclinação de qualquer um destes segmentos de linha muda 15 graus ou mais no meio do segmento de reta, a superfície da unidade de determinação condição de estrada 30 estimativas que a superfície da estrada se torne muito desigual ou irregular, e determina que as condições da superfície da estrada alterar tanto quanto ou mais do que o valor limite. Em vez disso, como mostrado na Fig. 7, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 pode determinar que as condições de a alteração da superfície da estrada, tanto quanto ou mais do que o valor limiar, quando a diferença entre as distâncias d1, d2 entre projetores alterações adjacentes tanto ou mais de 50%.

[051]Uma vez que a unidade de determinação da condição da superfície da estrada 30, concluir que, as condições da mudança da superfície da estrada, tanto quanto ou mais do que o valor limiar, a unidade de cálculo de auto-localização 26 fixa os pontos de partida na posição atual do veículo 10, conforme bem como o ângulo atual distância e inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada, que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior. Assim, o ângulo de inclinação unidade de cálculo 22 pára o cálculo da distância e ângulo de inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada. Enquanto isso, a unidade de cálculo de auto-localização 26 calcula a posição atual do veículo 10 no presente, bem como o ângulo de distância e inclinação atual do veículo 10 na presente em relação à superfície da estrada, por adição da proporção de mudança na inclinação para a posição atual do veículo 10, bem como o ângulo e a distância atual inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada, que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior.

[052] Por exemplo, como mostrado na Fig. 8, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 monitoriza o número de focos detectados, e define o valor limiar 28 o que corresponde a 80% dos 35 projetores. Neste caso, enquanto 28 ou mais focos podem ser detectados, a unidade de determinação da condição de superfície da estrada 30 define um sinalizador do cálculo do ângulo de inclinação no ponto "ON". Desse modo, a unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 calcula a distância e ângulo de inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada. Enquanto isso, a unidade de cálculo de auto-localização 26 calcula a auto-localização atual do veículo por cálculo do ângulo distância e inclinação atual usando o ângulo de distância e inclinação do veículo calculados pela unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22; e adição de (continuando a operação de integração) a quantidade de movimento do veículo para a posição atual do veículo 10, o qual é calculado no ciclo do processo informação anterior.

[053] Portanto, no momento t1 quando o número de focos detectados torna- se menos do que o valor limiar, a unidade de cálculo de auto-localização 26 muda a bandeira de cálculo do ângulo de inclinação para "OFF". Deste modo, os pontos de partida são fixos na posição atual do veículo 10, bem como o ângulo e a distância atual inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada, que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior. A unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 pára de calcular o ângulo de distância e inclinação do veículo 10. Assim, a unidade de cálculo de auto-localização 26 calcula a posição atual do veículo na presente, bem como o ângulo e a distância atual inclinação do veículo no presente em relação à superfície da estrada, por adição da proporção de mudança na inclinação para a posição atual do veículo 10, como também o ângulo de distância e inclinação atual do veículo 10 em relação à superfície da estrada, que são calculados na anterior ciclo de processo de informação.

[054] Em seguida, no tempo t2 quando o número de focos detectados torna- se maior do que o valor limite outra vez, a bandeira cálculo do ângulo de inclinação é estabelecido em "ON." A unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 currículos de calcular o ângulo de distância e inclinação do veículo 10. Assim, a unidade de cálculo de auto-localização 26 calcula o ângulo distância e inclinação atual do veículo 10 usando o ângulo de distância e inclinação do veículo 10 calculada pela a unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22. como descrito acima, quando as condições de a alteração da superfície da estrada, em grande medida, o dispositivo de auto-localização cálculo da forma de realização utiliza a posição atual do veículo 10, bem como a distância e a inclinação atual ângulo do veículo 10 em relação à superfície da estrada, que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior, em vez de usar o ângulo e a distância a inclinação do veículo 10 calculada pela unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22. Assim, mesmo quando as condições do estrada mudança de superfície, em grande medida, o dispositivo de cálculo de auto-localização da forma de realização é capaz de calcular a auto- localização do veículo 10 com precisão e de forma estável.

CICLO DO PROCESSO DE INFORMAÇÃO

[055]A seguir, referindo-se às Figs. 9 e 10, serão fornecidas descrições para o ciclo de processo de informação a ser repetidamente realizado pela ECU 13. O ciclo de processo de informação é um exemplo de um método de cálculo da auto- localização do veículo 10 a partir da imagem 38 obtida pela câmara 12.

[056]O ciclo de processo de informação é mostrado em um fluxograma da Fig. 9 iniciado ao mesmo tempo que a auto-localização pelo dispositivo de cálculo torna-se ativada após a chave de ignição do veículo 10 ser ligada, e é executado repetidamente até que a auto-localização pelo dispositivo de cálculo pára de operar.

[057] Na etapa S01 na Fig. 9, a unidade de controle de luz padronizada 27 controles do projetor de luz 11, de modo a projetar a 32a luz padronizada sobre a superfície da estrada 31 em torno do veículo. No fluxograma na Fig. 9, serão fornecidas descrições para um caso em que a 32a luz padronizada é continuamente projetada.

[058]No prosseguimento para a etapa S03, a ECU 13 controla a câmara 12 para obter a imagem 38, disparada da câmera 12 sobre a superfície da estrada 31 em torno do veículo, inclusive de uma área sobre a qual a luz padronizada 32a é projetada. A ECU 13 armazena os dados da imagem obtidos pela câmara 12 para a memória.

[059]Deve notar-se que, a ECU 13 é capaz de controlar automaticamente o diafragma da câmara 12. A ECU 13 pode ser configurada para executar um controle de retorno do diafragma da câmara 12, de uma maneira que faz com que um valor de brilho do imagem torne-se um valor médio entre os valores mínimo e máximo em conformidade com uma média do brilho da imagem 38 obtido no ciclo anterior de processo de informação. Caso contrário, uma vez que o valor do brilho da área sobre a qual a luz padronizada 32a é projetada é alta, a ECU 13 pode obter um valor médio do brilho a partir de uma zona fora de uma parte a partir da qual a luz 32a padronizada é extraída

[060]Em prosseguimento para a etapa S05, para começar, a unidade de extracção de luz padronizada 21 lê a imagem 38 obtida pela câmara 12 a partir da memória, e extrai a posição da luz 32a padronizada a partir da imagem 38, conforme mostrado na Fig. 4 (c). A unidade de extração de luz padronizada 21 armazena as coordenadas (Uj, Vj) de cada holofote Sp sobre a imagem, que são calculadas como os dados indicando a posição da luz padronizada 32a, para a memória.

[061]Além disso, na etapa S05, a unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 lê os dados que indicam a posição da 32a luz padronizada a partir da memória, calcula o ângulo distância e inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada 31, a partir da posição da luz padronizada 32A, e armazena o ângulo, assim, calculada distância e inclinação para a memória.

[062]Em prosseguimento para a etapa S07, a ECU 13 detecta os pontos característicos da imagem 38, extrai os pontos característicos que têm relação de correspondência entre os ciclos de processo informações anteriores e atuais, e calcula as quantidades de mudanças no ângulo distância e inclinação das posições ( Ui, Vi) dos seus respectivos pontos de características extraídos na imagem. Além disso, a ECU 13 calcula a quantidade de movimento do veículo.

[063]De modo especifico, para iniciar, a unidade de detecção de pontos caractgerísticos 23 lê a imagem 38 obtida pela câmara 12 a partir da memória, detecta os pontos característicos na superfície do solo 31 a partir da imagem 38 e armazena as posições (UI, VI ) dos seus respectivos pontos característicos sobre a imagem na memória.

[064]A unidade de cálculo da quantidade de alteração da inclinação 24 lê as posições (Ui, Vi) dos respectivos pontos característicos na imagem a partir da memória, e calcula as posições relativas (Xi, Yi, Zi) dos respectivos pontos característicos em relação à câmera de 12 a partir do ângulo distância e inclinação que são calculados pela unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22, bem como as posições (Ui, Vi) do pontos característicos na imagem. Aliás, a inclinação mudança montante unidade de cálculo 24 usa o ângulo de distância e inclinação que são definidas na etapa S09 no ciclo de processo de informação anterior. Depois disso, a unidade de cálculo de mudança da quantidade inclinação 24 armazena as posições relativas (Xi, Yi, Zi) dos pontos característicos relativos à câmara 12 para a memória.

[065]Após isso, a unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 lê as posições (UI, VI) do pontos característicos sobre a imagem, e as posições relativas (Xi, Yi, Zi) dos pontos característicos calculados na etapa S07 no processo de informação prévia ciclo da memória. A unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 calcula as quantidades de alterações no ângulo distância e inclinação usando: as posições relativas (Xi, Yi, Zi) dos pontos característicos que têm relação de correspondência entre os ciclos de processo de informação anterior e atual; e as posições (Ui, Vi) do pontos característicos correspondentes na imagem. Além disso, a unidade de cálculo da quantidade de mudança de inclinação 24 calcula a quantidade de movimento do veículo a partir das posições anteriores relativos (Xi, Yi, Zi) dos pontos característicos e as posições relativas atuais (Xi, Yi, Zi) dos pontos característicos, e armazena a quantidade resultante do movimento do veículo para a memória. As "quantidades de alterações no ângulo de distância e inclinação" e a "quantidade de movimento do veículo", que são calculadas na etapa S07, são utilizados para o processo na etapa S11.

[066] Prosseguindo para a etapa S09, a 13 ECU define os pontos de partida da operação de integração para o cálculo do auto-localização de acordo com as mudanças nas condições da superfície da estrada em torno do veículo. Os pormenores serão descritos mais tarde com referência à Fig. 10.

[067] Prosseguindo para a etapa S11, a unidade de cálculo de auto- localização 26 calcula a auto-localização do veículo a partir de 10: os pontos de partida da operação de integração definido na etapa S09; e as quantidades de alterações no ângulo de distância e inclinação do veículo 10 calculado no processo na etapa S07.

[068]Assim, o dispositivo de cálculo de auto-localização da forma de realização é capaz de calcular a auto-localização do veículo 10 através da realização de repetidamente exposto a série de ciclos de processo de informação para integrar a quantidade de movimento do veículo 10.

PROCESSO NA ETAPA S09

[069]A seguir, referindo-se a um fluxograma na fig. 10, as descrições serão fornecidas para um procedimento detalhado na etapa S09 na Fig. 9. Como mostrado na FIG. 10, na etapa S101, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 detecta as alterações nas condições do revestimento do pavimento em torno do veículo. De forma específica, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 detecta o número de projetores de luz a 32a padronizada, ou detecta as oscilações do valor detectado pelo sensor de curso ligado a cada uma das rodas. Caso contrário, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 pode ser configurado para calcular a velocidade na direção vertical, integrando os valores detectados pelo sensor de aceleração capaz de medir a aceleração do veículo na direção vertical, ou para detectar a posição da luz padronizada 32a.

[070]Subsequentemente, na etapa S103, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 determina se as condições de alteração da superfície da estrada ou não, tanto quanto ou mais do que o valor limite. Por exemplo, num caso em que a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 é configurado para detectar o número de focos do 32a luz padronizada, se apenas 28 ou menos focos dos 35 projetores pode ser detectado na imagem obtida pela câmara, a unidade de determinação condição da superfície da estrada 30 determina que: a superfície da estrada se torna muito desigual ou irregular; e as condições de alterar a superfície da estrada, tanto quanto ou mais do que o valor limiar.

[071]Caso contrário, no caso de utilizar o sensor do curso do motor, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 determina que as condições de a alteração da superfície da estrada, tanto quanto ou mais do que o valor limite quando as oscilações do valor detectado tornar-se igual a ou maior do que 1 Hz. Além disso, num caso de utilizar o sensor de aceleração, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 calcula a velocidade na direção vertical, integrando os valores detectados pelo sensor de aceleração. Se as mudanças de direção da velocidade de se tornar igual a ou maior do que 1 Hz, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 determina que as condições de a alteração da superfície da estrada, tanto quanto ou mais do que o valor limite.

[072]Além disso, num caso de se utilizar a posição da luz padronizada 32a, se a inclinação de um ou mais dos segmentos em linha que une os projetores muda 15 graus ou mais em sua parte média do segmento de linha, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 determina que o condições de a alteração da superfície da estrada, tanto quanto ou mais do que o valor limite. Caso contrário, se a diferença entre as distâncias entre os projetores adjacentes alterações tanto ou mais de 50%, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 pode determinar que as condições de alteração da superfície da estrada, tanto ou mais do que o valor limiar.

[073]Como descrito acima, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 determina se ou não, as condições da superfície da estrada em torno da mudança do veículo, tanto quanto ou mais do que o valor limite. Quando a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 determina que as condições da superfície do solo em torno da mudança do veículo, tanto quanto ou mais do que o valor limiar (SIM na etapa S103), o procedimento avança para a etapa S105. Por outro lado, quando a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 determina que as condições da superfície da estrada em todo o veículo não muda tanto quanto ou mais do que o valor limiar (NÃO na etapa S103), o procedimento avança para a etapa S107.

[074]Na etapa S105, a unidade de cálculo de auto-localização 26 fixa a posição atual do veículo 10, como também o ângulo de distância e inclinação atual do veículo 10 em relação à superfície da estrada, na posição atual do veículo 10, bem como o ângulo atual distância e inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada, que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior. Em outras palavras, a unidade de cálculo de auto-localização 26 define a posição atual do veículo 10, como também o ângulo de distância e inclinação atual do veículo 10 em relação à superfície da estrada, que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior, conforme os pontos de partida da operação de integração.

[075]Desse modo, o ângulo de inclinação unidade de cálculo 22 pára o cálculo da distância e do ângulo de inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada. Enquanto isso, a unidade de cálculo de auto-localização 26 calcula a posição atual do veículo 10 no presente, bem como o ângulo de distância e inclinação atual do veículo 10 na presente em relação à superfície da estrada, por adição da proporção de mudança na inclinação para a posição atual do veículo 10, bem como o ângulo e a distância atual inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada, que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior.

[076] Por outro lado, na etapa S107, a unidade de cálculo de auto-localização 26 define os pontos de partida da operação de integração na posição atual do veículo 10, bem como o ângulo de distância e inclinação atual do veículo 10 em relação à estrada superfície, que são calculados na etapa S05 no ciclo de processo de informação atual.

[077]Desse modo, a unidade de cálculo de auto-localização 26 calcula a posição atual do veículo 10, como também o ângulo de distância e inclinação atual do veículo 10 em relação à superfície da estrada, por adição da proporção de mudança na inclinação para a posição atual do veículo 10, bem como o ângulo e a distância atual inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada, que são calculadas no ciclo de processo de informação atual.

[078]Uma vez que, como descrito acima, a unidade de cálculo de auto- localização 26 define os pontos de partida da operação de integração para o cálculo da posição atual do veículo 10 no presente, bem como o ângulo de distância e inclinação atual do veículo 10 na presente em relação ao superfície de estrada, o processo na etapa S09 é terminada, e o processo prossegue para a etapa S11 na Fig. 9.

EFEITO DA PRIMEIRA FORMA DE REALIZAÇÃO

[079]Como descrito em detalhe acima, ao determinar que as condições da superfície da estrada em torno da mudança do veículo, tanto quanto ou mais do que o valor limiar, o dispositivo de auto-localização cálculo da forma de realização calcula a posição atual do veículo na presente, bem como o ângulo atual distância e inclinação do veículo na presente em relação à superfície da estrada, por adição da proporção de mudança na inclinação para a posição atual do veículo, bem como o ângulo de distância e inclinação atual da relativa veículo para o da superfície da estrada, que são calculados no ciclo de processo de informação anterior. Deste modo, o dispositivo de auto-localização da forma de realização do cálculo é capaz de calcular com precisão a auto-localização do veículo, mesmo se a superfície da estrada em torno do veículo não é uniforme ou irregular.

[080]Um problema com o método convencional é que, quando a superfície da estrada em torno do veículo torna-se irregular ou irregular, o erro na quantidade de movimento dos aumentos do veículo. Por exemplo, a Fig. 11 mostra um exemplo de um erro na estimativa de um gulo de rolamento (um exemplo do ângulo de inclinação) do veículo 10, e um exemplo de um erro na estimativa da quantidade de movimento (na direção do veículo de largura) do veículo 10. FIG. 11 (a) mostra uma alteração temporal em valor do ângulo de rolamento do veículo 10, o qual é calculado num caso em que o veículo 10 esteja a executar o que faz com que não diretamente ângulo de rolamento, enquanto que a Fig. 11 (b) mostra uma mudança temporal em um valor da quantidade de movimento do veículo 10, o qual é calculado no mesmo processo. "P1" e "P2" na Fig. 11 representam, respectivamente, o valor num caso em que a quantidade de movimento do veículo é calculada usando o método convencional. "Q1" e de "Q2" na Fig. 11 representam, respectivamente, os valores verdadeiros, que são o valor real.

[081]Enquanto o veículo 10 está operando no modo retilíneo, o valor verdadeiro (Q1) do ângulo de rolamento e o verdadeiro valor (Q2) da quantidade de movimento na direção de veículo de largura mantêm inalteradas em zero. No entanto, entre os tempos t1 e t2 de tempo, ocorre um erro na equação do plano da superfície da estrada e este erro provoca um erro no cálculo do ângulo de rolamento, porque o veículo 10 executa uma estrada desigual ou irregular. O erro no ângulo de rolamento reflecte-se no erro na quantidade de movimento na direção de largura do veículo. Além disso, a operação de integração amplifica o erro na quantidade de movimento na direção de largura do veículo. A causa deste problema é que, embora as condições do revestimento do pavimento em torno das alterações do veículo, devido à irregularidade ou a, o ângulo e a distância inclinação como são calculados em cada ciclo de processo de informação.

[082]Levando-se este fato em consideração, quando se determina que as condições da superfície da estrada em torno do veículo mudar tanto quanto ou mais do que o valor limiar, o dispositivo de auto-localização cálculo da forma de realização pára o cálculo da posição atual do veículo 10, bem como a distância atual e ângulo de inclinação do veículo 10 em relação à superfície da estrada, e utilizações, como os pontos de partida, a posição atual do veículo 10, como também o ângulo de distância e inclinação atual do veículo 10 em relação à estrada superfície, que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior.

[083]Assim, mesmo se as condições de superfície da estrada em torno do veículo alteram-see no ciclo de processo de informação atual, a utilização dos valores obtidos no ciclo de processo de informação anterior permite que o dispositivo de cálculo de auto-localização da forma de realização evite os erros de serem aumentados como indicado por P1 e P2 na Fig. 11, e calcule com precisão, a auto- localização do veículo 10.

[084]Além disso, o disposiivo de cálculo da auto-localização da concretização estima as proporções de mudanças nas condições da superfície da estrada a partir da proporção de mudanças na altura da superfície da estrada. Deste modo, o dispositivo de auto-localização da forma de realização do cálculo é capaz de detectar com segurança a irregularidade ou saliências na superfície da estrada, e, consequentemente, capaz de calcular com precisão a auto-localização do veículo.

[085]Além disso, o dispositivo de auto-localização da forma de realização calcula o valor da mudança na altura da superfície de estrada a partir da posição da luz padronizada. Desse modo, o dispositivo de calculo da auto-localização da forma de realização é capaz de detectar as alterações nas condições de superfície da estrada sem o uso de um sensor que de outra forma ser instalado no veículo e, consequentemente, capaz de calcular com precisão a auto-localização do veículo com o método simples.

SEGUNDA FORMA DE REALIZAÇÃO

[086]Em seguida, com referência aos desenhos, serao oferecida descrições para um dispositivo de cálculo da auto-localização de uma segunda forma de realização da presente invenção. Deve notar-se que a configuração do dispositivo de auto-localização da forma de realização é o mesmo que o da primeira forma de realização mostrada na Fig. 1. Por este motivo, as descrições pormenorizadas serão omitidas.

[087]Na primeira concretização descrita acima, o ângulo e a distância da inclinação do veículo 10 são calculados em cada ciclo de processo de informação. Esta forma de realização é diferente da primeira forma de realização em que o ângulo de distância e o ângulo de inclinação do veículo 10 são calculados em cada período constante.

[088] Para este fim, como mostrado na Fig. 12, o dispositivo de cálculo da auto-localização da forma de realização é configurado para gerar um período de contagem de pulso em cada período constante, por exemplo, correspondente a 8 quadros ou semelhantes, e define o sinalizador cálculo do ângulo de inclinação em cada tempo "ON" para gerar o período de contagem de pulso. Assim, o ângulo da distância e da inclinação do veículo 10 pode ser calculado em cada período constante.

[089]No entanto, se as condições da superfície da estrada em torno da mudança do veículo, tanto quanto ou mais do que o valor limite no tempo de gerar o impulso de contagem por período, isto é, se o número de focos detectados for igual ou menor do que o valor limite, o dispositivo de auto-localização faz com que a bandeira do cálculo do ângulo inclinação permaneça em "OFF" em vez de definir a bandeira em "ON". Por exemplo, durante um tempo entre t1 e t2 tempo, o dispositivo de auto-localização faz com que a bandeira do ângulo inclinação permaneça "OFF" em vez de ajustar a bandeira em "ON" ao gerar o pulso de contagem por período, uma vez que o número de projetores detectado é igual ou inferior ao valor limiar.

[090]Deste modo, se a superfície da estrada em torno do veículo não é uniforme ou irregular, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 fixa a posição atual do veículo, bem como o ângulo distância e inclinação atual do veículo em relação à superfície da estrada, na distância e ângulo de inclinação que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior. Assim, o ângulo de inclinação unidade de cálculo 22 pára o cálculo da posição atual do veículo, bem como o ângulo e a distância atual inclinação do veículo em relação à superfície da estrada. Enquanto isso, a unidade de cálculo de auto-localização 26 calcula a posição atual do veículo 10 no presente, bem como o ângulo de distância e inclinação atual do veículo 10 no presente, em relação à superfície da estrada, por adição da proporção de mudança na inclinação para a posição atual do veículo 10, bem como o ângulo de in clinação e distância atual do veículo 10 em relação à superfície da estrada, que são calculadas no ciclo de processo de informação anterior.

CICLO DO PROCESSO DE INFORMAÇÃO

[091]O ciclo de processo de informação executado pelo dispositivo de cálculo da auto-localização da forma de realização é o mesmo que o da primeira forma de realização mostrada na Fig. 9. Por esta razão, as descrições pormenorizadas serão omitidas. A forma de realização é diferente da primeira forma de realização em que a etapa de definição dos pontos de partida da operação de integração na etapa S09 na Fig. 9.

PROCESSO NA ETAPA S09

[092]A seguir, referindo-se a um fluxograma na fig. 13, as descrições serão fornecidas para um procedimento detalhado na etapa S09 na Fig. 9. Como mostrado na FIG. 13, na etapa S201, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 determina se ou não o período predeterminado já passou. Como descrito usando a Fig. 12, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 verifica se ou não o período de contagem de pulsos é gerado. Quando o pulso de período de contagem é gerado, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 determina que o período predeterminado já passou, e o processo prossegue para a etapa S203. Por outro lado, quando nenhum período de contagem de pulsos é gerado, a unidade de determinação de condição de superfície de estrada 30 determina que o período de tempo predeterminado não passou, e o processo prossegue para a etapa S207.

[093]O processos nas etapas subsequentes S203 a S209 são os mesmos dos processos nas etapas S101 a S107 na Fig. 10, respectivamente. Por esta razão, as descrições pormenorizadas serão omitidas.

EFEITO DA SEGUNDA FORMA DE REALIZAÇÃO

[094]Como descrito em detalhe acima, o dispositivo de cálculo da auto- localização da forma de realização calcula o ânulo da distância e ângulo de inclinação do veículo em cada período constante. Caso determine que as condições da superfície da estrada em torno da mudança do veículo, tanto quanto ou mais do que o valor limiar durante um período constante, o dispositivo de auto-localização calcula a posição atual do veículo na presente, bem como a distância atual e ângulo de inclinação do veículo na presente em relação à superfície da estrada, por adição da proporção de mudança na inclinação para a posição atual do veículo, bem como o ângulo de distância e inclinação atual da relativa veículo à superfície da estrada, que são calculado no ciclo do processo informação anterior. Isto reduz a frequência à qual a unidade de cálculo do ângulo de inclinação 22 calcula o ângulo e a distância de inclinação do veículo. Por conseguinte, é possível reduzir a carga operacional da ECU 13, e aumentar a velocidade de operação da ECU 13.

[095]Deve notar-se que, as formas de realização anteriores são exemplos da presente invenção. Por este motivo, a presente invenção não está limitada às formas de realização precedentes. É natural que a presente invenção pode ser realizada em modos diferentes do modo de realização anterior; e de acordo com desenhos, várias modificações podem ser feitas à presente invenção dentro de um âmbito de aplicação que não se afasta do conceito técnico da presente invenção.RELAÇÃO DOS SINAIS DE REFERÊNCIA10 - veículo11 - projetor de luz12 - câmera (unidade de captação de imagem)13 - ECU21 - unidade de extração de luz padronizada22 - unidade de cálculo do ângulo de inclinação 23 - unidade de detecção de ponto característico24 - unidade de cálculo da quantidade de alteração de inclinação26 - unidade de cálculo de auto-localização27 - unidade de controle da luz padronizada30 - unidade de determinação da condição da superfície da estrada31 - superfície de estrada32a, 32b - luz padronizadaTe - ponto de recurso (ou característica)

Claims

1. Dispositivo de cálculo de auto-localização, CARACTERIZADO pelo fato de compreender:um projetor de luz (11) configurado de modo a projetar uma luz padronizada por sobre uma superfície da estrada em torno de um veículo (10);uma unidade de captação de imagem (12), instalada no veículo (10) e confi-gurada de modo a captar e obter uma imagem da superfície da estrada em torno do veículo (10), incluindo uma área por sobre a qual a luz padronizada é projetada;uma unidade de cálculo do ângulo de inclinação (22) configurada de modo a calcular uma distância e um ângulo de inclinação do veículo (10) em relação à su-perfície da estrada a partir de uma posição da luz padronizada na imagem obtida pela unidade de captação de imagem (12);uma unidade de cálculo de quantidade de mudança de inclinação (24) confi-gurada de modo a calcular uma quantidade de mudança na inclinação do veículo (10), que inclui um quantidade de mudança na distância e ângulo de inclinação do veículo (10) relativamente à superfície da estrada e um quantidade de movimento do veículo (1) na superfície da estrada com base em alterações temporais numa plurali-dade de pontos característicos da superfície da estrada sobre a imagem, obtidos pela unidade de captação de imagem (12);uma unidade de cálculo de auto-localização (26) configurada de modo a cal-cular uma posição atual e um ângulo de inclinação atual do veículo (10) por definir a posição do veículo, que é obtida quando a unidade de cálculo de do ângulo de incli-nação (22) calcula a distância e o ângulo de inclinação, como uma posição inicial do veículo (1) e adicionar uma quantidade de mudança na inclinação para uma posição inicial e o ângulo de inclinação do veículo, (10) e;uma unidade de determinação da condição da superfície da estrada (30) configurada de modo a determinar se uma condição da superfície da estrada em torno do veículo (10) muda ou não, tanto ou mais do que um valor limiar pelo detec- tar uma mudança na condição da superfície da estrada, a unidade de determinação da condição da superfície da estrada (3) sendo adicionalmente configurada para es-timar a mudança na condição da superfície da estrada a partir de uma quantidade de mudança em uma altura da superfície da estrada, em que:quando a unidade de determinação da condição da superfície de estrada (30) determina que, a condição da superfície da estrada se alterou tanto ou quanto mais que o valor limiar, a unidade de cálculo de auto-localização (26) é configurada para calcular a atual posição e a atual distância e o ângulo de inclinação atual do veículo (10) relativamente à superfície da estrada pela adição da quantidade de mu-dança na inclinação para a posição atual e o ângulo de inclinação atual do veículo (10) que são calculados em um ciclo de processo de informação prévio, ao invés de usar a distância e o ângulo de inclinação do veículo (1) calculados pela unidade de cálculo de ângulo de inclinação (22) em um ciclo de processo de informação atual.

2. Dispositivo de cálculo de auto-localização de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de determinação da condição da superfície de estrada (30) é configurada para estimar a quantidade de mudança na altura da superfície da estrada a partir da posição da luz padronizada;

3. Método de cálculo de auto-localização CARACTERIZADO pelo fato de compreender:um procedimento de projeção de uma luz padronizada por sobre uma super-fície de estrada em torno de um veículo (10) a partir de um projetor de luz (11) insta-lado no veículo (10);um procedimento de captação e obtenção de uma imagem da superfície da estrada em torno do veículo (10) que inclui uma área por sobre a qual a luz padroni-zada é projetada por uma unidade de captação de imagem (12) instalada no veículo (10);um procedimento de cálculo de uma distância e um ângulo de inclinação do veículo (10) em relação à superfície da estrada, a partir de uma posição da luz padronizada sobre a imagem em uma unidade de controle (13) do veículo (10);um procedimento de cálculo de uma quantidade de mudança na inclinação do veículo (10), que inclui uma quantidade de mudança na distância e no ângulo de inclinação do veículo (10) relativamente à superfície da estrada e uma quantidade de movimento do veículo (10) na superfície da estrada com base nas mudanças tempo-rais em uma pluralidade de pontos característicos na superfície da estrada sobre a imagem na unidade de controle (13);um procedimento de cálculo de auto-localização do cálculo de uma posição atual e de um ângulo de inclinação atual do veículo (10) por definir a posição do veí-culo (10), que é obtida quando a unidade de cálculo do ângulo de inclinação (22) calcula a distância e o ângulo de inclinação, como uma posição inicial do veículo (10) e adiçionar uma quantidade de mudança na inclinação para uma posição inicial e o ângulo de inclinação do veículo (10) na unidade de controle (13); eum procedimento de determinação da condição da superfície da estrada para determinar se é ou não uma condição de superfície de estrada em torno das mu-danças do veículo (10) tanto quanto ou mais que um valor limiar pela detecção de uma mudança na condição da superfície da estrada na unidade de controle (13), em que:o procedimento determinação da condição da superfície da estrada estima a mudança na condição da superfície da estrada a partir de uma quantidade de mudança na altura da superfície da estrada, em que quando no procedimento determinante da condição da superfície da estrada for determinado que, a condição da superfície de estrada se altera tanto quanto ou mais que o valor limiar, a posição atual e a atual distância e o ângulo de inclinação atual do veículo (10) relativamente a superfície da estrada são calculados no procedimento de cálculo de auto- localização, por adição de uma quantidade de mudança na inclinação para a posição atual e o ângulo de inclinação atual do veículo (10), que são calculados em um ciclo de processo de informação anterior, ao invés de usar a distância e o ângulo de inclinação do veículo (10) calculado pela unidade de cálculo de ângulo de inclinação (22) em um ciclo de processo de informação atual.