JP2001194141A - 移動体の位置検出方法 - Google Patents
移動体の位置検出方法Info
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- JP2001194141A JP2001194141A JP2000006397A JP2000006397A JP2001194141A JP 2001194141 A JP2001194141 A JP 2001194141A JP 2000006397 A JP2000006397 A JP 2000006397A JP 2000006397 A JP2000006397 A JP 2000006397A JP 2001194141 A JP2001194141 A JP 2001194141A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 102100033040 Carbonic anhydrase 12 Human genes 0.000 description 1
- 101000867855 Homo sapiens Carbonic anhydrase 12 Proteins 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 円形標識の撮像画像における縦方向と横方向
との比を利用して、標識までの距離を求める場合の分解
能の低下を補い、検出精度の向上を図る。 【解決手段】 標識２を多重円で構成し、撮像画像１４
における外側の円の縦方向の大きさ１７と、内側の円の
横方向の大きさ１６との比を利用することで撮像画像を
拡大可能とし、標識から遠ざかるにつれて低下する分解
能の低下を防ぎ、高精度な検出を可能とする。
との比を利用して、標識までの距離を求める場合の分解
能の低下を補い、検出精度の向上を図る。 【解決手段】 標識２を多重円で構成し、撮像画像１４
における外側の円の縦方向の大きさ１７と、内側の円の
横方向の大きさ１６との比を利用することで撮像画像を
拡大可能とし、標識から遠ざかるにつれて低下する分解
能の低下を防ぎ、高精度な検出を可能とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、平面上を移動す
る移動体の位置検出方法に関する。
る移動体の位置検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、移動体の位置を検出する技術とし
ては、周囲環境の特徴を予め入力しておいてこれを利用
するものと、位置を認識するための基準となる標識を設
置して利用するものとがある。標識を用いるものは一般
に、より安定した運用が可能であるが、これにも移動体
から見て２つ以上の標識のある方向と予め入力した各標
識の位置情報とから平面上の位置を検出する方法と、標
識自体に位置情報の一部を埋め込むことで１つの標識の
みから平面上の位置を検出できるようにしたものとがあ
る。
ては、周囲環境の特徴を予め入力しておいてこれを利用
するものと、位置を認識するための基準となる標識を設
置して利用するものとがある。標識を用いるものは一般
に、より安定した運用が可能であるが、これにも移動体
から見て２つ以上の標識のある方向と予め入力した各標
識の位置情報とから平面上の位置を検出する方法と、標
識自体に位置情報の一部を埋め込むことで１つの標識の
みから平面上の位置を検出できるようにしたものとがあ
る。
【０００３】後者の標識自体に位置情報の一部を埋め込
むものは、標識を高精度に設置しなくても、移動体の最
初の位置からの相対位置を比較的高精度に検出し得ると
いう特徴がある。かかる方式の従来例を図３に示す。こ
れは、図示のように標識２の周囲に角度符号３を予め埋
め込んでおき、移動体１に搭載された画像取込センサ１
０により標識２の画像を取り込んだとき、画像上の或る
決まった点における角度符号３を読むことで標識周りの
移動体１の位置角度を検出するとともに、取り込んだ標
識画像１４の縦横比から標識２までの距離を検出し、こ
の距離と角度符号から標識２を原点とする極座標５で移
動体１の極座標位置を認識するものである。
むものは、標識を高精度に設置しなくても、移動体の最
初の位置からの相対位置を比較的高精度に検出し得ると
いう特徴がある。かかる方式の従来例を図３に示す。こ
れは、図示のように標識２の周囲に角度符号３を予め埋
め込んでおき、移動体１に搭載された画像取込センサ１
０により標識２の画像を取り込んだとき、画像上の或る
決まった点における角度符号３を読むことで標識周りの
移動体１の位置角度を検出するとともに、取り込んだ標
識画像１４の縦横比から標識２までの距離を検出し、こ
の距離と角度符号から標識２を原点とする極座標５で移
動体１の極座標位置を認識するものである。
【０００４】なお、上記距離の検出に当たっては、良く
知られている次のような（１）式の関係を利用する。 ｙs／ｘs＝ｈ（ｌ2＋ｈ2）3/2／（ｌ2＋ｈ2＋ｌ・ｒ）（ｌ2＋ｈ2−ｌ・ｒ） …（１） ここに、ｙs／ｘsは画像の縦横比、ｈは標識の極座標原
点からの高さ、ｒは標識の半径、ｌは標識までの距離を
それぞれ示す。この（１）式を算術的に解くのは必ずし
も容易ではないが、計算機の演算機能等を利用すれば、
画像の縦横比，標識の極座標原点からの高さおよび標識
の半径から、標識までの距離ｌを比較的容易に求めるこ
とができる。
知られている次のような（１）式の関係を利用する。 ｙs／ｘs＝ｈ（ｌ2＋ｈ2）3/2／（ｌ2＋ｈ2＋ｌ・ｒ）（ｌ2＋ｈ2−ｌ・ｒ） …（１） ここに、ｙs／ｘsは画像の縦横比、ｈは標識の極座標原
点からの高さ、ｒは標識の半径、ｌは標識までの距離を
それぞれ示す。この（１）式を算術的に解くのは必ずし
も容易ではないが、計算機の演算機能等を利用すれば、
画像の縦横比，標識の極座標原点からの高さおよび標識
の半径から、標識までの距離ｌを比較的容易に求めるこ
とができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３の
ように取り込んだ標識画像の縦横比から標識までの距離
を求めるものでは、標識から遠ざかるにつれ標識画像が
縦につぶれて分解能が低下するという問題が発生する。
例えば、高さ１ｍにある半径０．４ｍの標識の画像を、
横４００画素となるように取り込んで処理する場合、標
識までの距離ｌが１ｍ近傍では、１０ｍｍ程度の距離の
違いで画面上は１画素分の変化となるのに対し、距離ｌ
が５ｍ近傍では４０〜５０ｍｍの距離変化がないと、１
画素分の変化となって現われない。したがって、この発
明の課題は画像の分解能を上げられるようにし、位置検
出精度を向上させることにある。
ように取り込んだ標識画像の縦横比から標識までの距離
を求めるものでは、標識から遠ざかるにつれ標識画像が
縦につぶれて分解能が低下するという問題が発生する。
例えば、高さ１ｍにある半径０．４ｍの標識の画像を、
横４００画素となるように取り込んで処理する場合、標
識までの距離ｌが１ｍ近傍では、１０ｍｍ程度の距離の
違いで画面上は１画素分の変化となるのに対し、距離ｌ
が５ｍ近傍では４０〜５０ｍｍの距離変化がないと、１
画素分の変化となって現われない。したがって、この発
明の課題は画像の分解能を上げられるようにし、位置検
出精度を向上させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、請求項１の発明では、平面上を移動する移動体
に搭載され旋回，仰角の調整が可能でズーム機能を持つ
画像取込センサにより、多重円に所定の角度符号が形成
され前記画像取込センサに対して一定の高低差をもって
前記平面と平行に設置された標識の前記角度符号を読み
取って移動体の位置を検出するに当たり、前記ズーム機
能を利用して前記標識の画像を拡大して取り込み、その
取り込んだ画像における標識の各円の背景との境界を認
識して外側の円の縦方向の大きさと、同じく内側の円の
横方向の大きさとの比から標識までの距離を求め、前記
角度符号から得られる角度位置とあわせて移動体の極座
標位置を検出することを特徴とする。この請求項１の発
明では、前記画像の拡大の程度を、前記仰角から求まる
概略距離に応じて調整することができる（請求項２の発
明）。
るため、請求項１の発明では、平面上を移動する移動体
に搭載され旋回，仰角の調整が可能でズーム機能を持つ
画像取込センサにより、多重円に所定の角度符号が形成
され前記画像取込センサに対して一定の高低差をもって
前記平面と平行に設置された標識の前記角度符号を読み
取って移動体の位置を検出するに当たり、前記ズーム機
能を利用して前記標識の画像を拡大して取り込み、その
取り込んだ画像における標識の各円の背景との境界を認
識して外側の円の縦方向の大きさと、同じく内側の円の
横方向の大きさとの比から標識までの距離を求め、前記
角度符号から得られる角度位置とあわせて移動体の極座
標位置を検出することを特徴とする。この請求項１の発
明では、前記画像の拡大の程度を、前記仰角から求まる
概略距離に応じて調整することができる（請求項２の発
明）。
【０００７】すなわち、図２に示すような多重円（ここ
では２重円）からなる標識２につき、他の方法で求めた
距離の概略値に応じ、外側円の画像上の上下端が十分大
きく写るようにズーム調整して得られた標識画像８に対
し、内側の円の横方向の画像上の大きさと、外側の円の
縦方向の画像上の大きさとの比から距離を算出すること
で、従来のように外側の円がすべて入る標識画像７を利
用する方式よりも高い分解能での距離検出を可能とする
ものである。
では２重円）からなる標識２につき、他の方法で求めた
距離の概略値に応じ、外側円の画像上の上下端が十分大
きく写るようにズーム調整して得られた標識画像８に対
し、内側の円の横方向の画像上の大きさと、外側の円の
縦方向の画像上の大きさとの比から距離を算出すること
で、従来のように外側の円がすべて入る標識画像７を利
用する方式よりも高い分解能での距離検出を可能とする
ものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施の形態を示
す構成図で、同図の符号２は標識、１０は画像取込セン
サ、１１は仰角制御モータ、１２は仰角検出センサ、１
３は旋回角制御モータ、１４はセンサ画像、１５は画像
処理装置、１６は内側の円画像の横方向の大きさ、１７
は外側の円画像の縦方向の大きさである。すなわち、旋
回角制御モータ１３と仰角制御モータ１１により、ズー
ム機能付き画像取込センサ１０を、標識２の中心とセン
サ画像１４の中心とが一致するような方向に向ける。こ
のときの画像取込センサ１０の仰角を仰角検出センサ１
２により検出し、その仰角から概略の距離ｌを求める。
仰角をφとすると、距離ｌ＝ｈ／ｔａｎφで与えられ
る。ｈは標識の極座標原点からの高さを示す（仰角φと
高さｈの関係等については図３を参照のこと）。
す構成図で、同図の符号２は標識、１０は画像取込セン
サ、１１は仰角制御モータ、１２は仰角検出センサ、１
３は旋回角制御モータ、１４はセンサ画像、１５は画像
処理装置、１６は内側の円画像の横方向の大きさ、１７
は外側の円画像の縦方向の大きさである。すなわち、旋
回角制御モータ１３と仰角制御モータ１１により、ズー
ム機能付き画像取込センサ１０を、標識２の中心とセン
サ画像１４の中心とが一致するような方向に向ける。こ
のときの画像取込センサ１０の仰角を仰角検出センサ１
２により検出し、その仰角から概略の距離ｌを求める。
仰角をφとすると、距離ｌ＝ｈ／ｔａｎφで与えられ
る。ｈは標識の極座標原点からの高さを示す（仰角φと
高さｈの関係等については図３を参照のこと）。
【０００９】その後、画像取込センサ１０のズームを変
更して、標識の拡大画像を取り込むが、どの程度にズー
ム（この場合は拡大）するかを上記の概略距離を利用し
て決めるようにしている。また、縦横比についても従来
のように１つの円の縦横比を利用するのではなく、ここ
では外側の円の縦方向の画面上の距離１７（ｙs）と内
側の円の横方向の画面上の距離１６（ｘs´）を用いる
ようにする。こうすれば、内側の円の横方向が画面から
はみ出さず、かつ外側の円の縦方向も画面からはみ出さ
ない範囲で、円画像を拡大することができ、その拡大の
目安を上記の概略距離から得ることで適正化することが
できる。
更して、標識の拡大画像を取り込むが、どの程度にズー
ム（この場合は拡大）するかを上記の概略距離を利用し
て決めるようにしている。また、縦横比についても従来
のように１つの円の縦横比を利用するのではなく、ここ
では外側の円の縦方向の画面上の距離１７（ｙs）と内
側の円の横方向の画面上の距離１６（ｘs´）を用いる
ようにする。こうすれば、内側の円の横方向が画面から
はみ出さず、かつ外側の円の縦方向も画面からはみ出さ
ない範囲で、円画像を拡大することができ、その拡大の
目安を上記の概略距離から得ることで適正化することが
できる。
【００１０】なお、上記のようにしても良いことは、 ｙs／ｘs＝ｙs／ｘs´×ｒ´／ｒ …（２） なる関係が成立することから、明白である。ここに、ｒ
´，ｒは外側，内側の円の半径をそれぞれ示す。また、
画面上の各距離は具体的には画素数で表現されること、
半径を求めるに当たっては背景画素から半径画素に変わ
る境界画素、または半径画素から背景画素に変わる境界
画素などが利用されることは言うまでもない。
´，ｒは外側，内側の円の半径をそれぞれ示す。また、
画面上の各距離は具体的には画素数で表現されること、
半径を求めるに当たっては背景画素から半径画素に変わ
る境界画素、または半径画素から背景画素に変わる境界
画素などが利用されることは言うまでもない。
【００１１】ここで従来と同様に、例えば、高さ１ｍに
ある外側の円の半径０．４ｍ、内側の円の半径０．０８
ｍの標識の画像を、内側の円が横４００画素となるよう
に取り込んで処理した場合、標識までの距離ｌが５ｍ近
傍で１５ｍｍ程度の距離変化でも、１画素分の変化とな
って現われることから、従来のような単一の円を利用す
るものに比べて２．５〜３倍の感度向上となる。
ある外側の円の半径０．４ｍ、内側の円の半径０．０８
ｍの標識の画像を、内側の円が横４００画素となるよう
に取り込んで処理した場合、標識までの距離ｌが５ｍ近
傍で１５ｍｍ程度の距離変化でも、１画素分の変化とな
って現われることから、従来のような単一の円を利用す
るものに比べて２．５〜３倍の感度向上となる。
【００１２】
【発明の効果】この発明によれば、標識の画面における
縦方向の大きさについての検出分解能を上げられるの
で、高精度な距離検出が可能となる利点がもたらされ
る。
縦方向の大きさについての検出分解能を上げられるの
で、高精度な距離検出が可能となる利点がもたらされ
る。
【図１】この発明の実施の形態を示す構成図である。
【図２】この発明と従来例との比較説明図である。
【図３】従来例を示す構成図である。
１…移動体、２…標識、３…角度符号、５…極座標、
７，８，１４…センサ画像、１０…画像取込センサ、１
１…仰角制御モータ、１２…仰角検出センサ、１３…旋
回角制御モータ、１５…画像処理装置、１６…内側の円
画像の横方向の大きさ、１７…外側の円画像の縦方向の
大きさ。
７，８，１４…センサ画像、１０…画像取込センサ、１
１…仰角制御モータ、１２…仰角検出センサ、１３…旋
回角制御モータ、１５…画像処理装置、１６…内側の円
画像の横方向の大きさ、１７…外側の円画像の縦方向の
大きさ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA23 BB02 BB28 CC00 DD03 FF01 FF04 FF61 FF65 JJ03 JJ08 JJ26 KK01 MM07 MM21 PP05 QQ26 UU02 2F112 AD10 BA06 CA12 CA20 FA03 GA10
Claims (2)
- 【請求項１】 平面上を移動する移動体に搭載され旋
回，仰角の調整が可能でズーム機能を持つ画像取込セン
サにより、多重円に所定の角度符号が形成され前記画像
取込センサに対して一定の高低差をもって前記平面と平
行に設置された標識の前記角度符号を読み取って移動体
の位置を検出するに当たり、 前記ズーム機能を利用して前記標識の画像を拡大して取
り込み、その取り込んだ画像における標識の各円の背景
との境界を認識して外側の円の縦方向の大きさと、同じ
く内側の円の横方向の大きさとの比から標識までの距離
を求め、前記角度符号から得られる角度位置とあわせて
移動体の極座標位置を検出することを特徴とする移動体
の位置検出方法。 - 【請求項２】 前記画像の拡大の程度を、前記仰角から
求まる概略距離に応じて調整することを特徴とする請求
項１に記載の移動体の位置検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006397A JP3666642B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 移動体の位置検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000006397A JP3666642B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 移動体の位置検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001194141A true JP2001194141A (ja) | 2001-07-19 |
| JP3666642B2 JP3666642B2 (ja) | 2005-06-29 |
Family
ID=18534933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000006397A Expired - Fee Related JP3666642B2 (ja) | 2000-01-14 | 2000-01-14 | 移動体の位置検出方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3666642B2 (ja) |
Cited By (6)
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|---|---|---|---|---|
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| KR100921995B1 (ko) * | 2007-08-29 | 2009-10-14 | 주식회사 로드텍 | 라인스캔 카메라를 이용한 피사체의 규격 측정시스템 |
| US7724353B2 (en) | 2006-08-03 | 2010-05-25 | Casio Computer Co., Ltd. | Method for measuring distance to object |
| US7742895B2 (en) | 2007-09-12 | 2010-06-22 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Position measurement system, position measurement method and computer readable medium |
| WO2020235004A1 (ja) * | 2019-05-21 | 2020-11-26 | 日本電信電話株式会社 | 位置計測方法、運動制御方法、運動制御システム、及びマーカー |
| US12125288B2 (en) * | 2019-05-21 | 2024-10-22 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Position measuring method, driving control method, driving control system, and marker |
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-
2000
- 2000-01-14 JP JP2000006397A patent/JP3666642B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPWO2020235004A1 (ja) * | 2019-05-21 | 2020-11-26 | ||
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| US12125288B2 (en) * | 2019-05-21 | 2024-10-22 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Position measuring method, driving control method, driving control system, and marker |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3666642B2 (ja) | 2005-06-29 |
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