JP2005528707A5 - - Google Patents

Claims (36)

1. 第１データ組からの少なくとも１つの特徴を第２データ組からの対応する特徴上にマップするための特徴追跡変換を導出する方法であって、
   （ａ）前記第１データ組中の前記少なくとも１つの特徴に関する点の第１組を抽出するステップと、
   （ｂ）点の前記第１組を前記第２データ組中の点の第２組と関連付けするステップと、
   （ｃ）前記第１データ組からの点の前記第１組を前記第２データ組中の点の前記第２組へ少なくとも近似的にマップするために前記特徴追跡変換を計算するステップとを含み、前記特徴追跡変換を計算する前記ステップが、
   （ｉ）個別の点のマッピング推定を生成するために、点の前記２つの組の内の１つの組の各点に対して、点の前記他の組の選択された点への前記点のマッピングを推定するステップと、
   （ｉｉ）点の前記１つの組を点の前記他の組へマップするための推定変換を生成するために前記個別の点のマッピングの推定を組合わせるステップと、
   （ｉｉｉ）近似イメージ位置を生成するために前記推定変換を点の前記１つの組へ適用するステップと、
   （ｉｖ）点の前記他の組を前記近似イメージ位置からの点の組へマッピングするための推定変換を生成するために前記（ｉ）乃至（ｉｉｉ）ステップを反復繰返すステップと、
   （ｖ）点の前記第１組を点の前記第２組へマッピングするために前記推定変換の組合せから前記特徴追跡変換を導出するステップとを含む方法。
2. 最新の前記近似イメージ位置及び交互に点の第１及び第２組を使用して所定の限界内で前記近似イメージ位置が点の前記第２組と整列するまでステップ（ｉ）乃至（ｉｉｉ）を反復繰返すステップと、そして
   前記推定変形の組合わせから前記特徴追跡変形を導出するステップと、
   をさらに含む請求項１に記載の方法。
3. 前記推定変換を前記近似イメージに適用しても前記近似イメージに動きが生じ無くなるまで、前記ステップ（ｉ）乃至（ｉｉｉ）が反復繰返される請求項２に記載の方法。
4. ステップ（ｉ）において、他のデータ組中の点が、点の前記１つの組内の各点を点の前記他の組内でその空間的に最近隣接点にマップすることにより、最近隣接点ベースに基づいて選択される、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
5. ステップ（ｉ）の個別の点のマッピングの推定が、最適割当てアルゴリズムを使用して実行される、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法。
6. ステップ（ｉ）の個別の点のマッピングを推定が、指定された距離よりも大きい距離にマップされた前記データ組からのどんな点も点の組から削除される削除ステップを含む、請求項１乃至５のいずれかに記載の方法。
7. 前記指定された距離が、点の１つの組内の個別の点及び点の他の組内のそれらの最近隣接点の間の距離の平方距離分布の中央値の倍数を含む請求項６に記載の方法。
8. 特徴追跡変換を導出することが、前記推定変換の前記マッピングを加算することを含む請求項の１乃至７いずれかに記載の方法。
9. 点の前記第１組を抽出するステップ（ａ）が、前記第１データ組から前記点を抽出するためにエッジ検出アルゴリズムを使用することを含む、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
10. 前記少なくとも１つの特徴が水深測量等高線を含む、請求項１乃至９のいずれかに記載の方法。
11. 前記推定変換及び前記特徴追跡変換が、データ点の平行移動と回転移動を含むアフィン変換を含む請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法。
12. 請求項２又は３において、前記ステップ（ｉｉ）の点の前記第１組を点の前記第２組へマップするための推定変換を導出するため、最小平方又は反復再重み付け最小平方の方法を用いた個別マッピングを組合わせること、そして、それからアフィン変換からの前記パラメータを推定することを含む請求項１１に記載の方法。
13. 点の前記第１組が百以上の点を含む請求項１乃至１２のいずれかに記載の方法。
14. 点の組の代わりに位置と方向を持つベクトルの組が抽出され、関連付けられ、そしてマップされ、さらに、同様な方向成分を持つベクトルのみが互いにマップされるような制約が前記方法に追加されている請求項１乃至１３のいずれかに記載の方法。
15. 前記制約が、前記第１データ組のベクトルの±９０°の範囲内の方向成分を持つ前記第２データ組からのベクトルに前記第１データ組からのベクトルがマップされることのみを許すことを含む請求項１４に記載の方法。
16. 第１データ組を第２データ組上にマップするためのデータ組変換を導出する方法であって、請求項１乃至１５のいずれかに記載の方法を含み、
    前記特徴追跡変換を前記第１データ組を前記第２データ組上にマップするためのデータ組変換として出力するステップをさらに含む方法。
17. 前記第１データ組からさらに少なくとも１つの特徴に関連するベクトル又は点の少なくとも１つのさらなる組を抽出するさらなるステップを含み、
    前記ベクトル又は点の少なくとも１つのさらなる組を第２データ組中のベクトル又は点の第２のさらなる組へ関連付けし、
    請求項１のステップ（ｉ）乃至（ｖ）を用いて、前記第１データ組からの前記ベクトル又は点の少なくとも１つのさらなる組を前記第２データ組からのベクトル又は点の第２のさらなる組へ少なくとも近似的にマップするために少なくとも１つのさらなる特徴追跡変換を計算し、
    データ組変換を生成するために前記少なくとも１つの特徴追跡変換及び前記さらなる特徴追跡変換を組合わせ、そして
    前記データ組変換を出力する、
    ことを含む請求項１６に記載のデータ組変換を抽出する方法。
18. 前記少なくとも１つの特徴がある深度の水深測量等高線を含み、そして前記少なくとも１つのさらなる特徴が異なる深度の水深測量等高線を含む請求項１７に記載の方法。
19. 移動体の増強されたナビゲーションの方法であって、請求項１６乃至１８のいずれかの記載の第１データ組を第２データ組上にマップするためのデータ組変換を導出する方法を含み、前記第１データ組がナビゲートされるべき領域の記憶されたマップデータを含み、そして前記第２データ組が前記ナビゲーション中に前記移動体上の検出器により検出されたデータを含み、前記データ組変換が前記移動体のナビゲーション制御の調節に使用される増強されたナビゲーションの方法。
20. 移動体の増強されたナビゲーションの方法であって、請求項１６乃至１８のいずれかの記載の第１データ組を第２データ組上にマップするためのデータ組変換を導出する方法を含み、前記第１データ組が前記移動体の前方の領域を監視する検出器により検出されたデータを含み、そして前記第２データ組が前記ナビゲーション中に前記移動体の下側の領域を監視する検出器により検出されたデータを含み、前記データ組変換が前記移動体のナビゲーション制御の調節に使用される増強されたナビゲーションの方法。
21. 移動体の増強されたナビゲーションの方法であって、請求項１６乃至１８のいずれかの記載の第１データ組を第２データ組上にマップするためのデータ組変換を導出する方法を含み、前記第１データ組が記憶されたマップデータ及びマップデータが利用できない場合はナビゲーション中に前記移動体上の検出器により前に検出されたデータの両方を含み、そして前記第２データ組が前記検出器により現在検出されたデータを含み、前記データ組変換が前記移動体のナビゲーション制御の調節に使用される増強されたナビゲーションの方法。
22. 前記検出器がソナー検出器を含み、そして前記移動体が無人水中移動体である請求項１９乃至２１のいずれかに記載の増強されたナビゲーションの方法。
23. 前記データ組変換が、前記移動体をナビゲートするための慣性センサーからのデータと共に使用される請求項２２に記載の増強されたナビゲーションの方法。
24. 領域を相対的に移動しながらイメージを検知するセンサーにより生成された前記領域の複数の前記イメージから前記領域のマップを生成するためのイメージ処理方法であって
    請求項１６乃至１８のいずれかに記載の第１データ組を第２データ組上へマッピングするためのデータ組変換を導出する方法を含み、前記第１データ組は前記センサーにより検知された前記領域の最初のイメージを含み、前記第２データ組は前記センサーがある距離を移動した後に前記センサーにより検知された前記領域のその後のイメージを含み、
    イメージ間で前記領域に対して前記センサーが相対的に移動した前記距離を推定するために前記データ組変換を使用し、
    前記推定された距離を用いて前記イメージを組合わせ、そして
    前記組合わせられたイメージから前記領域のマップを生成するためにその後のイメージについて前記ステップを繰返す
    ことを含むイメージ処理方法。
25. 特徴がセンサーに対して相対的に移動する時に特徴を追跡するための特徴追跡方法であって、
    請求項１乃至１５のいずれかに記載の第１データ組からの少なくとも１つの特徴を第２データ組からの対応する特徴へマップするための特徴追跡変換を導出する方法を含み、前記第１データ組は前記センサーにより検知されたイメージを含み、前記第２データ組は前記センサーによりその後に検知されたイメージを含み、前記特徴追跡変換から前記特徴が移動した方向及び距離を導出することを含む特徴追跡方法。
26. 請求項１乃至１５のいずれかに記載の方法のステップを実行するために、コンピュータを制御することにより、第１データ組からの少なくとも１つの特徴を第２データ組からの対応する特徴上へマップするための特徴追跡変換を導出するため、前記コンピュータを制御できるコンピュータ・プログラム製品。
27. 請求項１６乃至１８のいずれかに記載の方法のステップを実行するために、コンピュータを制御することにより、第１データ組を第２データ組へマップするためのデータ組変換を導出するため前記コンピュータを制御できるコンピュータ・プログラム製品。
28. 第１データ組からの少なくとも１つの特徴を第２データ組からの対応する特徴へマップするための特徴追跡変換を導出するための装置であって、
    前記第１データ組から少なくとも１つの特徴に関連する点の第１組を抽出しそして点の前記第１組を第２データ組内の点の第２組に一致させることができる信号プロセッサと、
    前記第１データ組からの点の前記第１組を前記第２データ組内の点の前記第２組へ少なくとも近似的にマップするための特徴追跡変換を計算できる計算回路とを含み、前記計算回路は以下のステップを実行でき、
    点の前記第１組又は前記第２組の１つの組の各点について、前記点を点の前記第１組又は前記第２組の他の組内の点へのマッピングを推定するステップ、
    点の前記１つの組を点の前記他の組へマップするための推定変換を生成するために前記個別の点のマッピング推定を組合わせるステップ、
    近似イメージ位置を生成するために前記推定変換を点の前記１つの組に適用するステップと、
    点の前記他の組を前記近似イメージ位置から点の組へマッピングするための推定変換を生成するため前記ステップを反復繰返して実行するステップ、そして
    前記推定変換の組合わせから点の前記第１組を点の前記第２組へマッピングするための前記特徴追跡変換を導出するステップ、
    前記装置は、さらに前記特徴追跡変換を出力するための出力装置を含む装置。
29. 点の組の代わりに位置と方向を持つベクトルの組が抽出され、一致され、そしてマップされ、前記計算回路が同様な方向成分を持つベクトルのみが互いにマップされるような制約を含む請求項２８に記載の装置。
30. 前記制約は、前記第１データ組からのベクトルが前記第１データ組のベクトルの±９０°の範囲内の方向成分を持つ前記第２データ組からのベクトルにマップされることのみを許すことを含む請求項２９に記載の装置。
31. 移動体のナビゲーション能力を増強するためのナビゲーション・システムであって、
    マップデータを格納することができる記憶手段と、
    前記移動体の外側の前記環境を検出するための少なくとも１つのセンサーと、
    請求項２７に記載のコンピュータ・プログラム製品を含み、前記記憶手段に格納されている前記マップデータを含む第１データ組を前記少なくとも１つのセンサーにより検出されたイメージデータを含む第２データ組へマップすることができるデータ組変換を計算できる信号プロセッサと、
    前記移動体のナビゲーションを制御できるナビゲーション制御手段とを含み、
    前記ナビゲーション制御手段は前記計算されたデータ組変換に応答することができるナビゲーション・システム。
32. 移動体のナビゲーション能力を増強するためのナビゲーション・システムであって、
    マップデータを格納することができる記憶手段と、
    前記移動体の外側の前記環境を検出するための少なくとも１つのセンサーと、
    請求項２７に記載のコンピュータ・プログラム製品を含み、前記記憶手段に格納されている前記マップデータを含む第１データ組を前記少なくとも１つのセンサーにより検出されたイメージデータを含む第２データ組へマップすることができるデータ組変換を計算できる信号プロセッサと、
    前記移動体のナビゲーションを制御できるナビゲーション制御手段とを含み、
    前記ナビゲーション制御手段は前記計算されたデータ組変換に応答することができるナビゲーション・システム。
33. 移動体のナビゲーション能力を増強するためのナビゲーション・システムであって、
    マップデータを記憶することができる記憶手段と、
    前記移動体の外側の前記環境を検出するための少なくとも１つのセンサーと、
    請求項２７に記載のコンピュータ・プログラム製品を含み、記憶されているマップデータ及びマップデータが利用できない場合は前記センサーにより前に検出されたデータの両方を含む第１データ組を前記少なくとも１つのセンサーにより現在検出されたイメージデータを含む第２データ組へマップすることができるデータ組変換を計算できる信号プロセッサと、
    前記移動体のナビゲーションを制御できるナビゲーション制御手段とを含み、
    前記ナビゲーション制御手段は前記計算されたデータ組変換に応答することができるナビゲーション・システム。
34. 移動体のナビゲーション能力を増強するためのナビゲーション・システムであって、
    マップデータを記憶することができる記憶手段と、
    前記移動体の前側の領域及び前記移動体の下側の領域を含む前記移動体の外側の前記環境を検出するための複数のセンサーと、
    請求項２７に記載のコンピュータ・プログラム製品を含み、前記移動体の前方の領域を監視する前記センサーにより検出されたデータを含む第１データ組を前記移動体の下側の領域を監視する前記センサーにより検出されたデータを含む第２データ組へマップすることができるデータ組変換を計算できる信号プロセッサと、
    前記移動体のナビゲーションを制御できるナビゲーション制御手段とを含み、
    前記ナビゲーション制御手段は前記計算されたデータ組変換に応答することができるナビゲーション・システム。
35. 図１及び図２を参照して実質的に明細書に説明された、第１データ組からの少なくとも１つの特徴を第２データ組からの対応する特徴へマップするための特徴追跡変換を導出する方法。
36. 図１及び図２を参照して実質的に明細書に説明された、第１データ組からの少なくとも１つの特徴を第２データ組からの対応する特徴へマップするための特徴追跡変換を導出する装置。