JP2000171250A - 移動体現在位置検出方法 - Google Patents

移動体現在位置検出方法

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JP2000171250A
JP2000171250A JP10342985A JP34298598A JP2000171250A JP 2000171250 A JP2000171250 A JP 2000171250A JP 10342985 A JP10342985 A JP 10342985A JP 34298598 A JP34298598 A JP 34298598A JP 2000171250 A JP2000171250 A JP 2000171250A
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JP
Japan
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optical flow
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JP10342985A
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English (en)
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Kenichi Nakazato
憲一 中里
Hiroyuki Takahashi
尋之 高橋
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Japan Aviation Electronics Industry Ltd
Original Assignee
Japan Aviation Electronics Industry Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像信号をそのまま記憶する場合の情報量と
比較して格段に少ない情報量で事足りるオプティカルフ
ローを位置検出に適用する移動体現在位置検出方法を提
供する。 【解決手段】 走行領域表面およびその近傍の情景の画
像4の予め検出記憶しているオプティカルフローと現在
検出したオプティカルフローとを比較する移動体現在位
置検出方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、移動体現在位置
検出方法に関し、特に、オプティカルフローを検出して
移動体の現在位置を認識する移動体現在位置検出方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】自動走行車その他の移動体を移動させる
場合、移動体が現時刻において何処を移動走行している
のか現在位置を検出する必要に迫られる場合は多い。移
動体の現在位置の検出の従来例としては下記の如きもの
がある。移動体が自動走行車であるものとすると、走行
領域に沿ってその表面にマーカを設置し、自動走行車が
このマーカを検出することにより当該検出マーカに対応
する現在位置を自動走行車の現在位置として認識する。
【0003】他の従来例としては、自動走行車が走行す
る走行領域表面およびその近傍の情景の画像信号を走行
領域に沿って或る距離間隔毎に記憶しておき、自動走行
車が自動走行中に撮像した撮像画像信号と記憶画像信号
とを比較してマッチングをとり、当該マッチングのとれ
た記憶画像信号に対応する位置を自動走行車の現在位置
として認識する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】先の従来例の場合、認
識しようとする位置に対応してマーカを多数個所に設置
する必要があり、設置費用も膨大なものになる。そし
て、マーカの保守管理も必要であり、場合に依っては設
置位置の変更に迫られる場合もある。後の従来例の場
合、認識しようとする位置に対応する画像をそのまま記
憶しているので、良好に位置検出することはできる。し
かし、記憶されるべき画像信号の情報量は莫大な量にな
る。そして、昼夜の相違或いは照明の差異に起因して自
動走行車が自動走行中に撮像している撮像画像信号が変
化し、マッチングをとることが困難になる場合が生ず
る。
【0005】この発明は、オプティカルフローを検出し
て移動体の現在位置を認識することにより上述の問題を
解消した移動体現在位置検出方法を提供するものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1:走行領域表面
およびその近傍の情景の画像4の予め検出記憶している
オプティカルフローと現在検出したオプティカルフロー
とを比較する移動体現在位置検出方法を構成した。そし
て、請求項2:請求項1に記載される移動体現在位置検
出方法において、オプティカルフローは走行領域の所定
距離間隔毎に求めて記憶しておく移動体現在位置検出方
法を構成した。
【0007】また、請求項3:請求項2に記載される移
動体現在位置検出方法において、現在検出したオプティ
カルフローと記憶オプティカルフローのすべてとの間の
マッチングを逐一とり、最大マッチングの記憶オプティ
カルフローに対応する位置を検出位置と認識する移動体
現在位置検出方法を構成した。
【0008】
【発明の実施の形態】移動体が自動走行車であるものと
して、自動走行車をその走行領域に沿って予め走行させ
て、この走行領域について所定距離間隔毎にオプティカ
ルフローを求め、オプティカルフローと当該オプティカ
ルフローに対応する位置とを記憶しておく。
【0009】ここで、自動走行車の自動走行に際してそ
の走行領域のオプティカルフローを求め、これと記憶オ
プティカルフローのすべてとの間のマッチングを逐一と
ることを実施する。これにより、最大マッチングの記憶
オプティカルフローに対応する位置を検出位置として認
識する。
【0010】
【実施例】静止した外界を光軸に垂直に一定速度で並進
運動するカメラが撮影した動画像を見ると、画像中の物
体による濃淡パターンの移動方向はすべて同一である
が、遠くにある物体ほどゆっくりと、近くにある物体ほ
ど速く動いていることがわかる。即ち、検出された物体
の見かけの速度の大きさが3次元空間における物体のカ
メラからの奥行きに関する情報を与える。この時の見か
けの速度ベクトルをオプティカルフローと称している。
これを図1および図2を参照して簡単に説明する。
【0011】図1は源画像を示す図であり、1は走行領
域、2は壁、3は扉である。図1には源画像が1枚示さ
れているに過ぎないが、この源画像とこれより極く僅か
に遅れて撮像された源画像との間の画像のズレに基づい
て、図2に示されるが如きオプティカルフローを求める
ことができる。図1と図2とを対照してみると、扉3の
部分において大きなオプティカルフローが検出されてい
る。即ち、扉3、柱の如く近傍の部材とは際だって異な
る部材の有無、位置ズレ、変化によりオプティカルフロ
ーに変化が生ずる。この発明は、このオプティカルフロ
ーの変化を移動体の位置検出に適用するものである。な
お、オプティカルフローの検出については多数の手法が
研究開発されて周知であるので、ここにおいてはその詳
細な説明は省略する(なお、オプティカルフローおよび
その検出の詳細は「パソコンによる動画像処理」 森北
出版 発行 参照)。
【0012】図1および図2を参照して説明するに、図
1は源画像を示す図であり、図2は図1の源画像につい
て求められたオプティカルフローを示す図である。図1
において、1は走行領域、2は壁、3は扉を示す。図1
の源画像は640×480画素より成り、256段階の
階調の白黒レベルを有する画像である。即ち、この源画
像を記憶するには、640×480=3072000バ
イトのメモリ容量を必要とする。ところが、図2を参照
するに、3次元空間における奥行きに関する情報を得る
に、オプティカルフローは40×30点程度しか画素数
を必要とせず、必要とするメモリ容量は1200バイト
で事足りる。
【0013】以下、この発明の実施例を図3を参照して
説明する。自動走行車をその走行領域1に沿って予め走
行させ、走行領域1に沿って或る所定距離LC 毎に走行
領域1を撮像してオプティカルフローを求めてこれを記
憶する前準備を実施する。所定距離LC は数m程度に設
定する。所定距離LC 間隔毎に求められたオプティカル
フローと当該オプティカルフローに対応する走行領域上
の位置を記憶する。走行領域の全距離をLmとすると、
記憶されるべきオプティカルフローの枚数はL/LC
である。
【0014】走行領域における自動走行車の走行中の現
在位置の認識は、自動走行車の走行中にオプティカルフ
ローを検出し、検出された走行中のオプティカルフロー
と記憶されているオプティカルフローのすべてとの間の
マッチングを逐一とる。全マッチング結果同志を比較し
て、最大マッチング結果を示すオプティカルフローに対
応する記憶されている位置を自動走行車の走行中の現在
位置であるものと認識する。以上の現在位置の認識を図
5のフローチャートを参照して説明する。
【0015】自動走行をSTARTし、走行領域につい
て撮像装置により撮像して画像4を求める(ステップ
1)。求められた画像4について、オプティカルフロー
検出装置によりオプティカルフローを検出する(ステッ
プ2)。前準備を実施して記憶しておいたオプティカル
フローを記憶装置から読み出して、これと実走行により
検出されたオプティカルフローとを位置検出装置におい
て比較し、自動走行車の走行位置を検出する(ステップ
3)。
【0016】位置検出装置により検出した自動走行車の
走行位置に基づいて自動走行車を制御する(ステップ
4)。以降、ステップ1に戻り、ステップ1ないしステ
ップ4を繰り返す。図4を参照して自動走行車の走行位
置の認識を具体的に説明するに、走行中の自動走行車の
現在位置がxであるものとして、ここで走行領域1を撮
像して現実のオプティカルフローを計算する。この場
合、現在位置xは走行領域における位置O1 ないし位置
n の内で位置O2 に最接近しているので、現実のオプ
ティカルフローは記憶されている位置O2 のオプティカ
ルフローに最大マッチングする筈であり、これにより現
在の走行位置xは位置O2 であるものと認識する。
【0017】上述した通り、この発明の 図1の源画
像は640×480画素、256段階の階調の白黒レベ
ルを有する画像である。即ち、この源画像を記憶するに
は、640×480=3072000バイトのメモリ容
量を必要とする。一方、3次元空間における奥行きに関
する情報を得るに適用されるオプティカルフローを自動
走行車の走行中の現在位置を認識するに適用する場合、
必要とされる画素数は40×30点程度で充分である。
従って、必要とするメモリ容量は1200バイトで事足
り、これは源画像をそのまま記憶する場合に必要とする
3072000バイトのメモリ容量と比較してメモリ容
量を大きく削減することができる。
【0018】
【発明の効果】以上の通りであって、この発明の移動体
現在位置検出方法は、位置検出にオプティカルフローを
適用するものであり、オプティカルフローを記憶する場
合の情報量は、画像信号をそのまま記憶する場合の情報
量と比較して格段に少なく、情報記憶メモリの容量を小
さく設定することができる。
【0019】そして、オプティカルフローの検出は相対
的な動きの量を検出することであるので、オプティカル
フローを記憶する時の明度と移動体の自動走行時のオプ
ティカルフローを検出する時の明度が相違しても安定し
てマッチングをとることができる。また、この発明の移
動体現在位置検出方法によれば、走行領域表面にマーカ
を設置する必要はなく、マーカを設置するに要する設備
費用を削減することができる。更に、美観上の問題から
走行領域表面にはなるべくマーカを設置したくないので
あるが、マーカを設置しないことはこの点からも好適で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】走行領域の源画像を示す図。
【図2】図1の源画像について求めたオプティカルフロ
ーを示す図。
【図3】走行領域における撮像位置を示す図。
【図4】走行位置の認識を説明する図。
【図5】現在位置の認識を説明するフローチャート。
【符号の説明】
1 走行領域 2 壁 3 扉 4 画像 所定距離LC 全距離Lm
フロントページの続き Fターム(参考) 5B057 AA16 DA07 DB09 DC36 5H180 AA01 CC04 FF04 LL01 LL08 5L096 AA06 BA04 FA69 HA02 JA11 9A001 BB02 BB03 BB04 EE02 HH20 HH21 HH23 JJ77 KK37 KK56

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行領域表面およびその近傍の情景の画
    像の予め検出記憶しているオプティカルフローと現在検
    出したオプティカルフローとを比較することを特徴とす
    る移動体現在位置検出方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載される移動体現在位置検
    出方法において、オプティカルフローは走行領域の所定
    距離間隔毎に求めて記憶しておくことを特徴とする移動
    体現在位置検出方法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載される移動体現在位置検
    出方法において、現在検出したオプティカルフローと記
    憶オプティカルフローのすべてとの間のマッチングを逐
    一とり、最大マッチングの記憶オプティカルフローに対
    応する位置を検出位置と認識することを特徴とする移動
    体現在位置検出方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7221797B2 (en) 2001-05-02 2007-05-22 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Image recognizing apparatus and method
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