JP2009074859A - Motion measuring device and position measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、運動計測装置及び位置計測装置に係り、特に、移動体の運動を計測する運動計測装置、及び移動体の運動に基づいて移動体の位置を計測する位置計測装置に関する。 The present invention relates to a motion measuring device and a position measuring device, and more particularly to a motion measuring device that measures the motion of a moving body and a position measuring device that measures the position of the moving body based on the motion of the moving body.
従来より、画像のオプティカルフローを検出して、移動体の運動及び移動量を推定する自己(車)運動認識システムが知られている(例えば、特許文献1)。このシステムでは、ステレオカメラを用いて、移動体の運動と移動量とを推定する。また、遠方用のステレオカメラと近傍用のステレオカメラとを用意し、遠方用のステレオカメラを用いて回転を求め、近傍用のステレオカメラを用いて並進を求める。また、2枚の画像間のオプティカルフローに基づいて、移動体の運動を検出する。
しかしながら、上記の特許文献1に記載の技術では、4台のカメラが必要になるため、装置にコストがかかると共に、画像処理に時間がかかる、という問題がある。また、通常のカメラを用いている限りは、周辺の照明環境の影響を受けやすいため、ロバスト性が得られない、という問題がある。
However, since the technique described in
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、簡易な構成で、ロバスト性を確保して、移動体の運動を精度よく計測することができる運動計測装置及び位置計測装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and provides a motion measurement device and a position measurement device capable of accurately measuring the motion of a moving body while ensuring robustness with a simple configuration. The purpose is to provide.
上記の目的を達成するために第1の発明に係る運動計測装置は、移動体の外部を撮像した複数の画像に基づいて、前記移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つを算出する画像算出手段と、前記移動体の運動の前記3軸角速度の少なくとも1つを検出する角速度検出センサと、前記画像算出手段によって算出された前記3軸角速度の少なくとも1つと、前記角速度検出センサによって検出された前記3軸角速度の少なくとも1つとに基づいて、前記移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つを推定する運動推定手段とを含んで構成されている。 In order to achieve the above object, the motion measuring apparatus according to the first invention calculates at least one of the three-axis angular velocities of the motion of the mobile body based on a plurality of images obtained by imaging the outside of the mobile body. A calculation means, an angular velocity detection sensor for detecting at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body, at least one of the three-axis angular velocities calculated by the image calculation means, and the angular velocity detection sensor. And a motion estimation means for estimating at least one of the three-axis angular velocities of the motion of the moving body based on at least one of the three-axis angular velocities.
第1の発明に係る運動計測装置によれば、画像算出手段によって、移動体の外部を撮像した複数の画像に基づいて、移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つを算出する。ここで、移動体の外部を撮像した複数の画像は、単眼カメラで取得した少なくとも2枚の時系列画像である。 According to the motion measuring apparatus according to the first aspect of the present invention, at least one of the three-axis angular velocities of the motion of the moving body is calculated by the image calculation means based on a plurality of images obtained by imaging the outside of the moving body. Here, the plurality of images obtained by imaging the outside of the moving body are at least two time-series images acquired by a monocular camera.
また、角速度検出センサによって、移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つを検出する。そして、運動推定手段によって、画像算出手段によって算出された3軸角速度の少なくとも1つと、角速度検出センサによって検出された3軸角速度の少なくとも1つとに基づいて、移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つを推定する。 Moreover, at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body is detected by the angular velocity detection sensor. Then, based on at least one of the three-axis angular velocities calculated by the image calculating unit and at least one of the three-axis angular velocities detected by the angular velocity detection sensor by the motion estimation unit, at least one of the three-axis angular velocities of the motion of the moving body. Estimate one.
このように、移動体の外部を撮像した複数枚の画像に基づいて算出された3軸角速度と、角速度検出センサによって検出された3軸角速度とに基づいて、移動体の運動の3軸角速度を推定することにより、簡易な構成で、ロバスト性を確保して、移動体の運動を精度よく計測することができる。 Thus, based on the triaxial angular velocity calculated based on a plurality of images obtained by imaging the outside of the moving body and the triaxial angular velocity detected by the angular velocity detection sensor, the triaxial angular velocity of the movement of the moving body is determined. By estimating, robustness can be ensured with a simple configuration, and the movement of the moving body can be accurately measured.
上記の角速度検出センサを、ジャイロセンサとすることができる。 The angular velocity detection sensor may be a gyro sensor.
第1の発明に係る運動推定手段は、画像算出手段によって算出された3軸角速度の少なくとも1つに基づいて、角速度検出センサによって検出された3軸角速度の少なくとも1つの補正量を算出する補正量算出手段を備え、補正量算出手段によって算出された補正量に基づいて、角速度検出センサによって検出された3軸角速度の少なくとも1つを補正し、補正した3軸角速度の少なくとも1つを、移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つとして推定することができる。 The motion estimation means according to the first invention is a correction amount for calculating at least one correction amount of the three-axis angular velocity detected by the angular velocity detection sensor based on at least one of the three-axis angular velocities calculated by the image calculation means. A calculating unit that corrects at least one of the three-axis angular velocities detected by the angular velocity detection sensor based on the correction amount calculated by the correction amount calculating unit; It can be estimated as at least one of the three-axis angular velocities of the movement.
ここで、補正量を、角速度検出センサによって検出される3軸角速度の少なくとも1つのオフセット量とすることができる。 Here, the correction amount can be at least one offset amount of the triaxial angular velocity detected by the angular velocity detection sensor.
これによって、角速度検出センサによって検出された3軸角速度のオフセット量を補正することができ、移動体の運動の3軸角速度を精度よく計測することができる。 Thereby, the offset amount of the triaxial angular velocity detected by the angular velocity detection sensor can be corrected, and the triaxial angular velocity of the movement of the moving body can be accurately measured.
上記の補正量算出手段は、画像算出手段によって算出された3軸角速度の少なくとも1つと、角速度検出センサによって検出された3軸角速度の少なくとも1つとの差に基づいて、補正量を算出することができる。これによって、角速度検出センサによって検出された3軸角速度のオフセット量に相当する補正量を算出することができる。 The correction amount calculation unit may calculate the correction amount based on a difference between at least one of the three-axis angular velocities calculated by the image calculation unit and at least one of the three-axis angular velocities detected by the angular velocity detection sensor. it can. As a result, a correction amount corresponding to the offset amount of the triaxial angular velocity detected by the angular velocity detection sensor can be calculated.
上記の運動計測装置は、画像算出手段によって算出された3軸角速度の少なくとも1つについて、該3軸角速度の少なくとも1つがどれだけ信頼できるかを示す信頼度を算出する信頼度算出手段を更に含み、補正量算出手段は、信頼度算出手段によって算出された信頼度が所定値以上である3軸角速度の少なくとも1つに基づいて、補正量を算出することができる。これによって、信頼度の高い3軸角速度を用いて、精度よく補正量を算出することができる。 The motion measurement apparatus further includes a reliability calculation unit that calculates a reliability indicating how reliable at least one of the three-axis angular velocities is about at least one of the three-axis angular velocities calculated by the image calculation unit. The correction amount calculation unit can calculate the correction amount based on at least one of the three-axis angular velocities whose reliability calculated by the reliability calculation unit is equal to or greater than a predetermined value. Thus, the correction amount can be calculated with high accuracy using a highly reliable triaxial angular velocity.
上記の補正量算出手段を備えた運動推定手段は、補正された3軸角速度の少なくとも1つと画像算出手段によって算出された3軸角速度の少なくとも1つとの差が所定値以上である場合、補正された3軸角速度の少なくとも1つを、移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つとして推定し、補正された3軸角速度の少なくとも1つと画像算出手段によって算出された3軸角速度の少なくとも1つとの差が所定値未満である場合、画像算出手段によって算出された3軸角速度の少なくとも1つを、移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つとして推定することができる。これによって、移動体の外部を撮像した画像に基づいて算出された3軸角速度と、補正された3軸角速度との差が小さい場合には、外部の画像に基づいて算出された3軸角速度を採用し、差が大きい場合には、補正された3軸角速度を採用して、ロバスト性を確保して、移動体の運動を精度よく計測することができる。 The motion estimation means including the correction amount calculation means described above is corrected when a difference between at least one of the corrected triaxial angular velocities and at least one of the three axis angular velocities calculated by the image calculation means is equal to or greater than a predetermined value. At least one of the three-axis angular velocities is estimated as at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body, and at least one of the corrected three-axis angular velocities and at least one of the three-axis angular velocities calculated by the image calculating means; When the difference is less than a predetermined value, at least one of the three-axis angular velocities calculated by the image calculation means can be estimated as at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body. Accordingly, when the difference between the triaxial angular velocity calculated based on the image obtained by capturing the outside of the moving body and the corrected triaxial angular velocity is small, the triaxial angular velocity calculated based on the external image is If the difference is large, the corrected triaxial angular velocity can be adopted to ensure robustness and to accurately measure the movement of the moving body.
上記の補正量算出手段を備えた運動推定手段は、補正された3軸角速度の少なくとも1つの絶対値が所定値以上である場合、補正された3軸角速度の少なくとも1つを更に補正し、補正した3軸角速度の少なくとも1つを、移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つとして推定することができる。これによって、補正された3軸角速度の絶対値が大きすぎる場合には、更に補正することができるため、移動体の運動を精度よく計測することができる。 The motion estimation means including the correction amount calculation means further corrects at least one of the corrected triaxial angular velocities when at least one absolute value of the corrected triaxial angular velocities is equal to or greater than a predetermined value, At least one of the three-axis angular velocities obtained can be estimated as at least one of the three-axis angular velocities of the moving body. As a result, when the corrected absolute value of the triaxial angular velocity is too large, it can be further corrected, so that the movement of the moving body can be accurately measured.
上記の運動計測装置は、移動体の外部を撮像する単眼の撮像手段を更に含み、画像算出手段は、撮像手段によって撮像された複数の画像に基づいて、移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つを算出することができる。 The above motion measurement device further includes a monocular imaging unit that images the outside of the moving body, and the image calculation unit is based on a plurality of images captured by the imaging unit and at least the three-axis angular velocity of the motion of the moving body. One can be calculated.
上記の画像算出手段は、複数の画像に基づいて、移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つ及び並進方向を算出し、運動推定手段は、画像算出手段によって算出された3軸角速度の少なくとも1つ及び並進方向と、角速度検出センサによって検出された3軸角速度の少なくとも1つとに基づいて、移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つ及び並進方向を推定することができる。 The image calculation means calculates at least one of the three-axis angular velocities of the moving body and the translation direction based on the plurality of images, and the motion estimation means determines at least the three-axis angular velocities calculated by the image calculation means. Based on one and the translation direction and at least one of the three-axis angular velocities detected by the angular velocity detection sensor, at least one of the three-axis angular velocities of the moving body and the translation direction can be estimated.
第2の発明に係る位置計測装置は、上記の運動計測装置と、前記移動体の移動量を推定する移動量推定手段と、前記運動計測装置によって推定された前記移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つと、前記移動量推定手段によって推定された前記移動体の移動量とに基づいて、前記移動体の位置を算出する位置算出手段とを含んで構成されている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a position measuring device comprising: the motion measuring device described above; a moving amount estimating means for estimating a moving amount of the moving body; and a triaxial angular velocity of the moving body estimated by the motion measuring device. And a position calculating means for calculating the position of the moving body based on the moving amount of the moving body estimated by the moving amount estimating means.
第2の発明に係る位置計測装置によれば、運動計測装置によって、移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つを推定し、また、移動量推定手段によって、移動体の移動量を推定する。 According to the position measuring apparatus of the second invention, at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body is estimated by the movement measuring apparatus, and the movement amount of the moving body is estimated by the movement amount estimating means. .
そして、位置算出手段によって、運動計測装置によって推定された移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つと、移動量推定手段によって推定された移動体の移動量とに基づいて、移動体の位置を算出する。 Then, the position calculation means determines the position of the moving body based on at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body estimated by the movement measuring device and the movement amount of the moving body estimated by the movement amount estimation means. calculate.
このように、ロバスト性を確保して精度よく計測された移動体の運動と、推定された移動体の移動量とに基づいて、移動量の位置を算出することにより、簡易な構成で、ロバスト性を確保して、移動体の位置を精度よく計測することができる。 In this way, by calculating the position of the moving amount based on the movement of the moving body measured with high accuracy while ensuring robustness and the estimated moving amount of the moving body, the robust structure can be achieved with a simple configuration. The position of the moving body can be measured with high accuracy.
第3の発明に係る位置計測装置は、上記の移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つ及び並進方向を推定する運動計測装置と、前記移動体の移動量を推定する移動量推定手段と、前記運動計測装置によって推定された前記移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つ及び並進方向と、前記移動量推定手段によって推定された前記移動体の移動量とに基づいて、前記移動体の位置を算出する位置算出手段とを含んで構成されている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a position measuring device for estimating at least one of the three-axis angular velocities and the translation direction of the moving body, and a moving amount estimating means for estimating a moving amount of the moving body. The moving body is based on at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body and the translation direction estimated by the movement measuring device, and the movement amount of the moving body estimated by the movement amount estimating means. And a position calculating means for calculating the position.
第3の発明に係る位置計測装置によれば、運動計測装置によって、移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つ及び並進方向を推定し、また、移動量推定手段によって、移動体の移動量を推定する。 According to the position measuring apparatus of the third invention, at least one of the three-axis angular velocities of the moving body and the translation direction are estimated by the motion measuring apparatus, and the moving amount of the moving body is estimated by the moving amount estimating means. Is estimated.
そして、位置算出手段によって、運動計測装置によって推定された移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つ及び並進方向と、移動量推定手段によって推定された移動体の移動量とに基づいて、移動体の位置を算出する。 Then, based on at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body estimated by the movement measuring device and the translation direction, and the movement amount of the moving body estimated by the movement amount estimation means, the position calculation means Calculate the position of the body.
このように、ロバスト性を確保して精度よく計測された移動体の運動と、推定された移動体の移動量とに基づいて、移動量の位置を算出することにより、簡易な構成で、ロバスト性を確保して、移動体の位置を精度よく計測することができる。 In this way, by calculating the position of the moving amount based on the movement of the moving body measured with high accuracy while ensuring robustness and the estimated moving amount of the moving body, the robust structure can be achieved with a simple configuration. The position of the moving body can be measured with high accuracy.
以上説明したように、本発明の運動計測装置によれば、移動体の外部を撮像した複数の画像に基づいて算出された3軸角速度と、角速度検出センサによって検出された3軸角速度とに基づいて、移動体の運動の3軸角速度を推定することにより、簡易な構成で、ロバスト性を確保して、移動体の運動を精度よく計測することができる、という効果が得られる。 As described above, according to the motion measuring apparatus of the present invention, based on the triaxial angular velocity calculated based on a plurality of images obtained by imaging the outside of the moving body and the triaxial angular velocity detected by the angular velocity detection sensor. Thus, by estimating the three-axis angular velocity of the movement of the moving body, it is possible to obtain an effect that the movement of the moving body can be accurately measured with a simple configuration while ensuring robustness.
本発明の位置計測装置によれば、ロバスト性を確保して精度よく計測された移動体の運動と、推定された移動体の移動量とに基づいて、移動量の位置を算出することにより、簡易な構成で、ロバスト性を確保して、移動体の位置を精度よく計測することができる、という効果が得られる。 According to the position measuring device of the present invention, by calculating the position of the moving amount based on the movement of the moving body that is measured with high accuracy while ensuring robustness, and the estimated moving amount of the moving body, With a simple configuration, it is possible to obtain an effect that the robustness is ensured and the position of the moving body can be accurately measured.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、車両に搭載された位置計測装置に本発明を適用した場合を例に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. An example in which the present invention is applied to a position measurement device mounted on a vehicle will be described.
図1に示すように、第1の実施の形態に係る位置計測装置10は、自車両の運動を計測する運動計測部12と、自車両の移動量を計測する移動量計測部14と、計測された自車両の運動及び移動量に基づいて、自車両の位置を推定する位置推定部16とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
運動計測部12は、自車両の前方の画像を撮像する単眼のカメラで構成される画像撮像部20と、自車両の運動に関連する情報として、自車両の3軸角速度(ピッチ角速度、ヨー角速度、ロール角速度)を検出するジャイロセンサ22と、撮像画像及びジャイロセンサ22の検出結果に基づいて、自車両の運動を推定する運動推定部24とを備えている。
The motion measurement unit 12 includes an
運動推定部24では、自車両の運動として、自車両の3軸角速度、あるいは3軸角速度及び並進方向を示す成分を推定する。なお、本実施の形態では、運動推定部24によって、並進量(並進成分スカラ量)は推定しない。
The
本実施の形態では、単眼のカメラを自車両の前方に設置して、自車両の前方の画像を取得する場合を例に説明するが、自車両の外部の画像を撮像すればよく、例えば、単眼のカメラを自車両の後方に設置し、自車両の後方を撮像してもよい。また、単眼のカメラは、通常の画角40度程度のカメラでもよいし、広角のカメラでもよいし、全方位カメラでもよい。また、撮像する画像の波長について、種類は問わない。運動量を適切に推定できるものであれば、設置場所、画角、波長、及び設置個数について問わない。 In the present embodiment, a case where a monocular camera is installed in front of the host vehicle and an image in front of the host vehicle is acquired will be described as an example, but an image outside the host vehicle may be captured. A monocular camera may be installed behind the host vehicle to capture the rear of the host vehicle. The monocular camera may be a normal camera with a field angle of about 40 degrees, a wide-angle camera, or an omnidirectional camera. Further, the type of the wavelength of the image to be captured is not limited. As long as the momentum can be estimated appropriately, the installation location, the angle of view, the wavelength, and the number of installation are not limited.
また、ジャイロセンサ22によって3軸角速度を検出する場合を例に説明するが、これに限定されるものではなく、ジャイロセンサ22によって、ヨー角速度、ピッチ角速度、及びロール角速度の少なくとも1つを検出するように構成してもよい。
Further, the case where the triaxial angular velocity is detected by the
ここで、ジャイロセンサ22による検出結果のオフセット量について以下に説明する。通常、ジャイロセンサによって検出される3軸角速度にはオフセット量が存在し、検出された3軸角速度を補正せずにそのままの値を用いて、推測航法による位置推定を実施すると、誤差蓄積によって大きな位置誤差が生じる。また、オフセット量は、機器の温度などによって変動するため、予め設定した補正値を用いることは適切でない。そのため、GPSの測位結果や地図情報などに基づいて、オフセット量を算出し、オフセット量の補正が実施されるが、都心部などのGPSの受信状態がよくない場所に自車両が存在する場合や、電源投入直後のGPSの受信回数が限られている場合には、オフセット量を正しく算出することができず、オフセット量の補正を十分に行えない可能性がある。
Here, the offset amount of the detection result by the
また、カメラの撮像画像に基づいて、運動推定を行う場合、GPSの受信状態に関わらず、運動の推定が可能である。例えば、図2に示すように、ジャイロセンサ22によって検出される角速度の時間変化と、単眼カメラの撮像画像に基づいて推定された角速度の時間変化とは、傾向が一致しているが、撮像画像に基づく角速度に対して、ジャイロセンサ22によって検出される角速度にオフセット量が存在している。しかしながら、撮像画像中の安定した特徴点の有無や日照条件によって、複数の撮像画像に基づいて推定された運動の信頼性が変化する。例えば、図3に示すように、単眼カメラの撮像画像から推定される角速度は、安定して得られない場合がある。
In addition, when motion estimation is performed based on a captured image of a camera, motion estimation is possible regardless of the GPS reception state. For example, as shown in FIG. 2, the temporal change in the angular velocity detected by the
次に、運動推定部24における運動の推定方法について説明する。運動推定部24では、単眼カメラのロバスト性を補い、ジャイロセンサ22に生じるオフセットの影響やカーブ時の出力誤差を低減するために、単眼カメラの撮像画像に基づいて推定される運動と、ジャイロセンサ22の検出結果とを相互に監視して、状況に応じて適切な運動を推定する。
Next, a motion estimation method in the
まず、画像撮像部20によって撮像された複数の撮像画像に基づいて、3軸角速度、あるいは3軸角速度及び並進方向を示す成分を算出する。また、ジャイロセンサ22によって検出された3軸角速度を取得すると共に、撮像画像に基づいて推定された3軸角速度の信頼性を算出する。
First, based on a plurality of captured images captured by the
そして、ジャイロセンサ22によって検出される3軸角速度の値のバラつきを考慮して、一定期間に取得された角速度を平均し、また、撮像画像によって推定される3軸角速度の値のバラつきを考慮して、撮像画像に基づいて推定された一定期間の角速度を平均する。そして、これらの平均値を用いて、ジャイロセンサ22のオフセット量を補正する。
Then, taking into account variations in the values of the triaxial angular velocities detected by the
ここで、画像撮像部20の撮像画像に基づく3軸角速度の信頼度が、予め定められた閾値よりも低い場合、この3軸角速度の推定値には大きな誤差が含まれていると考えられるため、この信頼度が低い3軸角速度を除いて、3軸角速度の各々の平均値を算出する。また、画像撮像部20の撮像画像に基づいて推定された3軸角速度、あるいは一時刻前に運動推定部24によって推定された3軸角速度が、所定値以上の場合、撮像画像中の特徴点を安定して追従できずに誤差が大きくなってしまった可能性があるため、所定値以上の3軸角速度を除いて、3軸角速度の各々の平均値を算出する。
Here, when the reliability of the triaxial angular velocity based on the captured image of the
また、ジャイロセンサ22によって検出された3軸角速度について、電源投入直後に検出された3軸角速度や所定値以上の3軸角速度である場合、検出された3軸角速度に大きな誤差が生じていると考えられるため、電源投入直後に検出された3軸角速度や所定値以上の3軸角速度を除いて、3軸角速度の各々の平均値を算出する。
Further, when the triaxial angular velocity detected by the
上記のように算出された、ジャイロセンサ22による角速度の一定時間T[sec]分の平均値aveRjyroと、撮像画像による角速度の一定時間T[sec]分の平均値aveRimageとの差ΔR(=aveRjyro− aveRimage)を算出し、算出された差ΔRを、ジャイロセンサ22によって検出された角速度に生じるオフセット量とする。そして、ジャイロセンサ22によって検出された角速度Rjyroからオフセット量ΔRを減算し、減算した値R‘jyro(=Rjyro−ΔR)をジャイロセンサ22によって検出された角速度の補正値とする。また、上記の補正量としてのオフセット量は、常時更新され、熱変動などに対応して、適切な角速度を算出する。
Calculated as described above, the difference between the average value ave R jyro a certain time of the angular velocity by a gyro sensor 22 T [sec] min, and the average value ave R image for a predetermined time of angular velocity according to the captured image T [sec] min ΔR (= ave R jiro - ave R image ) is calculated, and the calculated difference ΔR is set as an offset amount generated in the angular velocity detected by the
移動量計測部14は、自車両の車速に関する情報を検出する車速センサ26と、車速センサ26によって検出された検出結果から移動量を推定する移動量推定部28とを備えている。車速センサ26は、例えば、車速に応じて車速パルス信号を出力する車速パルスセンサで構成され、自車両の対地速に応じた車速パルス信号を出力する。移動量推定部28は、車速センサの検出結果から、自車両の移動量として並進成分スカラ量又は車速を推定する。例えば、計測単位期間Tmsにおける車速パルス信号のパルス数に基づいて、車速を推定する。
The movement amount measurement unit 14 includes a
位置推定部16は、計測された自車両の運動及び移動量に基づいて、自車両の相対位置の変化量を算出し、過去の絶対位置と相対位置の変化量とに基づいて、自車両の絶対位置を推定する。以下に、相対位置の変化量を算出する方法について図4を用いて説明する。
The
まず、図4に示すような座標系において、初期位置を(X(0)、Y(0)、Z(0))とし、時刻tにおいて、移動量(速度V(t))、運動(3軸角速度(ヨー角速度φ(t)、ピッチ角速度θ(t)、ロール角速度ψ(t))、並進方向を示す成分(ax、ay、az))が得られると、下記の(1)式のように、時刻t+Δtにおける相対位置(X(t+Δt)、Y(t+Δt)、Z(t+Δt))を更新することができる。 First, in the coordinate system as shown in FIG. 4, the initial position is (X (0), Y (0), Z (0)), and the movement amount (speed V (t)) and motion (3 axis angular (yaw rate phi (t), the pitch angular velocity theta (t), the roll angular velocity [psi (t)), the component indicating a translational direction (a x, a y, a z) If) is obtained, the following (1 ), The relative position (X (t + Δt), Y (t + Δt), Z (t + Δt)) at time t + Δt can be updated.
そして、自車両に搭載されたGPS(図示省略)から、経度及び緯度などで表わされる絶対位置情報が過去に取得されていた場合には、絶対位置情報が示す絶対位置と、算出された相対位置とに基づいて、自車両の現在の絶対位置を計測する。なお、絶対位置情報を、必ずしもGPSの測位位置から取得する必要はなく、例えば路側の位置が既知である設備から、通信などによって移動体の絶対位置情報を間欠的に取得してもよいし、予め位置が既知であるランドマーク情報が登録された地図などから、自車両の位置を取得してもよい。また、GPSと同じ頻度で取得する必要もなく、移動量と運動とで補完できる間隔で取得すればよく、取得手段も問わない。 If absolute position information represented by longitude and latitude has been acquired in the past from a GPS (not shown) mounted on the host vehicle, the absolute position indicated by the absolute position information and the calculated relative position Based on the above, the current absolute position of the host vehicle is measured. In addition, it is not always necessary to acquire the absolute position information from the GPS positioning position, for example, the absolute position information of the moving body may be acquired intermittently by communication or the like from equipment whose roadside position is known, You may acquire the position of the own vehicle from the map etc. which landmark information whose position is known beforehand was registered. Moreover, it is not necessary to acquire at the same frequency as GPS, it is sufficient to acquire at intervals that can be complemented by the amount of movement and exercise, and the acquisition means is not limited.
次に、第1の実施の形態に係る位置計測装置10の作用について説明する。なお、位置計測装置10を搭載した自車両が走行しているときに、自車両の位置を計測する場合を例に説明する。
Next, the operation of the
まず、位置計測装置10において、図5に示す補正量算出処理ルーチンが実行される。ステップ100において、撮像画像に基づく運動推定処理が行われる。上記ステップ100は、図6に示す撮像画像に基づく運動推定処理ルーチンによって実現される。以下に、撮像画像に基づく運動推定処理ルーチンについて説明する。
First, in the
まず、ステップ140において、異なるタイミングで画像撮像部20によって自車両前方を撮像した第1の画像及び第2の画像を取得し、ステップ142において、上記ステップ140で取得した第1の画像を複数の領域に分割する。このステップ142では、例えば、予め与えられた定数y1、y2を各領域の境界線(y軸の切片座標)として、第1の画像を、画像上段の上方領域と、中段の中間領域と、下段の下方領域との3つの領域に分割する。 First, in step 140, a first image and a second image obtained by imaging the front of the host vehicle at different timings are acquired. In step 142, a plurality of first images acquired in step 140 are obtained. Divide into areas. In this step 142, for example, given first constants y1 and y2 as boundary lines (intercept coordinates of the y-axis) of each region, the first image is divided into an upper region in the upper part of the image, an intermediate region in the middle part, and a lower part. It is divided into three regions with the lower region.
次のステップ144において、上記ステップ142で得られた各分割画像中から、それぞれ所定の数だけ特徴点(不動点であることが期待される点)を抽出する。ここで、特徴点とは、周囲の点とは区別でき、追跡が容易な点のことである。このステップ144では、例えば、二次元的に濃淡変化の勾配値が大きくなる画素を検出する、一般的な周知の方法(例えば、Harrisオペレータなど)を用いて、自動的に特徴点を抽出する。
In the
そして、ステップ146において、上記ステップ144で抽出された第1の画像における特徴点の各々を、上記ステップ140で取得した第2の画像において追跡し、第2の画像から、対応する各特徴点をそれぞれ検出する。このとき、2時刻間にて対応する2つの特徴点は、同一の不動点であることが期待されているので、第1の画像と第2の画像とで対応する点とその周囲の点との輝度は、殆ど変化しないという仮定を用い、この仮定に基づいて各特徴点の追跡を行う。この様な追跡処理を実施する際には、例えば、周知のルーカスカナデ法(Lucas−Kanade法)などを用いると良い。また、各特徴点の追跡処理の後、第1の画像と第2の画像との間で対応する特徴点の各組の各画像内座標を、1つの適当な形式に整理する。
In
そして、ステップ148において、上記ステップ146で得られた2時刻間で互いに対応する特徴点の組から、2つの撮像時刻間における画像撮像部20の相対的な位置関係、即ち、画像撮像部20を搭載した自車両のその2時刻間における運動に関連する情報を推定する。
In step 148, the relative positional relationship of the
以下、図7を用いて、抽出された特徴点(不動点)と移動体の運動との関係を説明する。図7に示すように、移動体の運動は、第1の画像から第2の画像への回転行列Rと並進ベクトルtとから構成される。例えば、第1の画像上の特徴点x1に対応する第2の画像上の特徴点をx2とすると、これらの特徴点は、同一の不動点を示す点である。 Hereinafter, the relationship between the extracted feature points (fixed points) and the motion of the moving body will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the motion of the moving body is composed of a rotation matrix R and a translation vector t from the first image to the second image. For example, when the feature points on the second image corresponding to the feature point x 1 of the first image and x 2, these feature points, a point showing the same fixed point.
ここで、カメラの撮像特性に依る画像の歪みを補正するキャリブレーション行列K、及び基礎行列Fを用いて、対応する2つの特徴点の関係を、以下の(2)式〜(4)式で表すことができる。 Here, the relationship between two corresponding feature points is expressed by the following equations (2) to (4) using the calibration matrix K and the basic matrix F that correct image distortion due to the imaging characteristics of the camera. Can be represented.
上記の(2)式〜(4)式のように、上記の2時刻間における8組以上の互いに対応する特徴点の組(即ち、同一の不動点)が求まっていれば、それに基づいて、上記の基礎行列Fを算出することができる。そして、カメラのキャリブレーション行列Kが既知であれば、上記の式からも分かる様に、その2時刻間における移動体の運動、即ち、その2時刻間における自車両の回転行列Rと並進ベクトルtとを求めることができる。 As in the above formulas (2) to (4), if a set of eight or more corresponding feature points (that is, the same fixed point) between the two times is obtained, based on that, The above basic matrix F can be calculated. If the camera calibration matrix K is known, as can be seen from the above equation, the movement of the moving body between the two times, that is, the rotation matrix R of the host vehicle and the translation vector t between the two times. Can be requested.
そして、ステップ150において、上記ステップ148で求めた自車両の回転行列Rと並進ベクトルtとに基づいて、自車両の3軸角速度と並進方向を示す成分とを算出し、算出した3軸角速度と並進方向を示す成分とを、自車両の運動の推定値として出力して、撮像画像に基づく運動推定処理ルーチンを終了する。
In
そして、上記図5のステップ102において、上記ステップ100で推定された3軸角速度がどれだけ信頼できるかを示す信頼度を算出する。このステップ102では、例えば、上記ステップ100の撮像画像に基づく運動推定処理において、第1の画像と第2の画像との間で対応付けられた特徴点の数が多いほど、高い信頼度が算出される。すなわち、どれだけ特徴点が照合できたかを表わす度合いを、信頼度として算出する。
Then, in step 102 of FIG. 5, a reliability indicating how reliable the triaxial angular velocity estimated in
そして、ステップ104において、ジャイロセンサ22で検出された3軸角速度を取得する。なお、以下のステップ106〜ステップ124の説明では、3軸角速度の何れかの角速度Rjyroについて説明する。
In step 104, the triaxial angular velocity detected by the
ステップ106で、上記ステップ104で取得した角速度Rjyroが、予め定められた閾値Rth未満であるか否かを判定する。上記ステップ106で、角速度Rjyroが、閾値Rth未満であると判定された場合には、ステップ108において、上記ステップ104で取得した角速度Rjyroを、平均計算対象区間Tave_jyroの角速度として採用する。一方、上記ステップ106で、角速度Rjyroが、閾値Rth以上であると判定された場合には、ステップ110において、上記ステップ104で取得した角速度Rjyroを、平均計算対象区間Tave_jyroの角速度として採用せずに、前回求められた平均計算対象区間Tave_jyroの角速度を保持する。
In
そして、ステップ112において、平均計算対象区間Tave_jyroの角速度を平均して、角速度の平均値aveRjyroを算出する。
In
次のステップ114では、上記ステップ102で算出された信頼度が、予め定められた閾値Pthより大きいか否かを判定し、信頼度が、閾値Pthより大きい場合には、ステップ116で、上記ステップ100で推定された角速度Rimageが、予め定められた閾値Rth未満であるか否かを判定する。上記ステップ116で、角速度Rimageが、閾値Rth未満であると判定された場合には、ステップ118において、上記ステップ100で取得した角速度Rimageを、平均計算対象区間Tave_imageの角速度として採用して、ステップ122へ移行する。一方、上記ステップ116で、角速度Rimageが、閾値Rth以上であると判定された場合には、得られた角速度が大きいと判断し、ステップ120へ移行する。また、上記ステップ114において、算出された信頼度が、閾値Pth未満である場合には、得られた角速度の信頼度が低いと判断し、ステップ120へ移行する。
In the
ステップ120では、上記ステップ100で取得した角速度Rimageを、平均計算対象区間Tave_imageの角速度として採用せずに、前回求められた平均計算対象区間Tave_imageの角速度を保持して、ステップ122へ移行する。
In
そして、ステップ122では、平均計算対象区間Tave_imageの角速度を平均して、角速度の平均値aveRimageを算出し、ステップ124において、上記ステップ112で算出された角速度の平均値aveRjyroから、上記ステップ122で算出された角速度の平均値aveRimageを減算して、平均値の差ΔR(=aveRjyro−aveRimage)を補正量として算出して、メモリ(図示省略)に記憶し、補正量算出処理ルーチンを終了する。
Then, in step 122, the average velocity ave R image is calculated by averaging the angular velocities of the average calculation target section T ave_image , and in step 124, from the angular velocity average ave R jiro calculated in
なお、上記ステップ106〜ステップ124の処理は、ジャイロセンサ22が出力する3軸角速度の各々について実行され、3軸角速度の各々について補正量が算出されて、メモリ(図示省略)に記憶される。また、上述した補正量算出処理ルーチンは、定期的に実行され、3軸角速度の補正量が、定期的に更新される。
Note that the processing from
なお、各判定に必要な閾値は、経験的に決定した定数でもよいし、データ群から数値解析によって決定した定数でもよい。また、データや周辺状況に応じて動的に変動するような機構をいれて、閾値を決定するようにしてもよい。 The threshold necessary for each determination may be a constant determined empirically or a constant determined by numerical analysis from a data group. In addition, a threshold value may be determined by using a mechanism that dynamically changes according to data and surrounding conditions.
また、位置計測装置10において、図8に示す運動推定処理ルーチンが実行される。まず、ステップ160において、上述したステップ100と同様に、撮像画像に基づく運動推定処理を行い、自車両の運動の3軸角速度及び並進方向を示す成分の推定値を算出する。そして、ステップ162において、ジャイロセンサ22で検出された3軸角速度を取得し、ステップ164において、補正量算出処理ルーチンで算出され、メモリに記憶された3軸角速度各々の補正量ΔRを取得する。
Further, in the
次のステップ166では、上記ステップ162で取得した3軸角速度の各々について、角速度Rjyroから、上記ステップ164で取得した補正量ΔRを減算して、補正した角速度R´jyroを算出し、ステップ168において、上記ステップ166で補正された3軸角速度と、上記ステップ160で得られた並進方向を示す成分とを、自車両の運動の推定値として出力して、運動推定処理ルーチンを終了する。
In the next step 166, for each of the three-axis angular velocities acquired in
また、位置計測装置10において、図9に示す移動量推定処理ルーチンが実行される。まず、ステップ170で、計測単位期間Tmsに車速センサ26から出力される車速パルスのパルス数をカウントする。そして、ステップ172において、上記ステップ170でカウントされたパルス数に基づいて、自車両の車速を推定し、ステップ174において、上記ステップ172で推定された自車両の車速を、自車両の移動量の推定値として出力して、移動量推定処理ルーチンを終了する。
Further, in the
また、位置計測装置10において、図10に示す位置計測処理ルーチンが実行される。まず、ステップ180で、GPSによって自車両の位置を測位し、測位した位置を初期位置として設定する。
Further, in the
そして、ステップ182において、上述した運動推定処理ルーチンを実行して、自車両の運動の3軸角速度、あるいは3軸角速度及び並進方向を示す成分の推定値を取得し、ステップ184において、上記の移動量推定処理ルーチンを実行して、自車両の移動量としての車速の推定値を取得する。
In
そして、ステップ186において、上記ステップ182で取得した自車両の運動の3軸角速度、あるいは3軸角速度及び並進方向を示す成分と、上記ステップ184で取得した自車両の車速とに基づいて、自車両の相対位置の変化量を算出する。次のステップ188では、上記ステップ180で設定された初期位置と、上記ステップ186で算出された相対位置の変化量とに基づいて、自車両の絶対位置を算出する。
In
そして、ステップ192において、上記ステップ182からステップ188によって絶対位置を計測してから、計測単位期間Tmsが経過したか否かを判定し、計測単位期間Tmsが経過すると、ステップ182へ戻り、再び自車両の絶対位置を計測して、自車両の絶対位置を更新する。
Then, in
次に、本実施の形態に係る位置計測装置10の計測結果について説明する。初期位置として真値を用いて、ジャイロセンサ22によって検出された3軸角速度について、オフセット量の補正を行って、相対的な位置の計測を行った。また、比較対象として、初期位置として真値を用いて、ジャイロセンサ22によって検出された3軸角速度について、オフセット量の補正を行わずに、相対的な位置の計測を行った。
Next, the measurement result of the
一般的なジャイロセンサの検出結果には、その特性により、オフセット誤差や回転時の振幅誤差があるため、図11に示すように、オフセットを補正した場合の計測結果と、補正しなかった場合の計測結果とを比較すると、オフセット誤差を補正しない場合は、極端に軌跡が広がったり、旋回方向によっては小さくなったりする。一方、撮像画像に基づいて、随時オフセット誤差を修正して、相対的な位置を計測すると、真値の軌跡の形状に比較的近い軌跡が得られることがわかった。 The detection result of a general gyro sensor includes an offset error and an amplitude error during rotation due to its characteristics. Therefore, as shown in FIG. 11, the measurement result when the offset is corrected and the result when the correction is not performed are shown. Comparing with the measurement result, when the offset error is not corrected, the trajectory is extremely widened or reduced depending on the turning direction. On the other hand, it has been found that when a relative position is measured by correcting an offset error as needed based on a captured image, a trajectory relatively close to the true trajectory shape is obtained.
以上説明したように、第1の実施の形態に係る位置計測装置によれば、自車両の外部を撮像した複数の画像に基づいて算出された3軸角速度の平均値と、ジャイロセンサによって検出された3軸角速度の平均値との差を、補正量として算出し、算出した補正量によって、ジャイロセンサによって検出された3軸角速度のオフセット量を補正して、自車両の運動の3軸角速度を推定することにより、簡易な構成で、ロバスト性を確保して、自車両の運動の3軸角速度を精度よく計測することができる。 As described above, according to the position measuring apparatus according to the first embodiment, the average value of the triaxial angular velocities calculated based on a plurality of images obtained by imaging the outside of the host vehicle and the gyro sensor are detected. The difference between the average value of the three-axis angular velocities is calculated as a correction amount, the offset amount of the three-axis angular velocity detected by the gyro sensor is corrected by the calculated correction amount, and the three-axis angular velocity of the motion of the host vehicle is calculated. By estimating, robustness can be ensured with a simple configuration, and the triaxial angular velocity of the motion of the host vehicle can be accurately measured.
また、複数の撮像画像に基づいて算出され、かつ、信頼度の高い3軸角速度の平均値を用いて、ジャイロセンサのオフセット量に相当する補正量を算出するため、精度よく補正量を算出することができる。 In addition, since the correction amount corresponding to the offset amount of the gyro sensor is calculated using the average value of the three-axis angular velocities that are calculated based on a plurality of captured images and have high reliability, the correction amount is accurately calculated. be able to.
また、ロバスト性を確保して精度よく計測された自車両の運動の3軸角速度及び並進方向を示す成分と、推定された自車両の車速とに基づいて、自車両の位置を計測することにより、簡易な構成で、ロバスト性を確保して、自車両の位置を精度よく計測することができる。 In addition, by measuring the position of the host vehicle based on the components indicating the three-axis angular velocity and the translation direction of the host vehicle's motion, which are accurately measured while ensuring robustness, and the estimated vehicle speed of the host vehicle With a simple configuration, robustness can be ensured and the position of the host vehicle can be accurately measured.
また、車両に搭載されている単眼カメラとジャイロセンサとを用いることで、通常のカーナビで用いられるジャイロを用いるよりも高精度な位置推定を実現することができる。 Further, by using a monocular camera and a gyro sensor mounted on the vehicle, it is possible to realize position estimation with higher accuracy than using a gyro used in a normal car navigation system.
また、車両外部の撮像画像は、照明環境にも影響を受け易いため、撮像画像に基づいて自車両の運動を算出できない場合があったが、ジャイロセンサを併せて用いることで、自車両の運動を常に計測することができる。 In addition, since the captured image outside the vehicle is easily affected by the lighting environment, the motion of the host vehicle may not be calculated based on the captured image. However, by using the gyro sensor together, the motion of the host vehicle can be calculated. Can always be measured.
従来、ジャイロセンサをGPSと併せて利用する場合は、GPSで得られる角度方向の変化量とジャイロセンサで得られる変化量を監視して、ジャイロセンサのオフセット量の補正を行っていたが、GPSの測位間隔は通常1Hzと長く、また測位精度も高くないため、角度方向の変動が大きかった。また、都心部などでは測位頻度が低下するため、安定してオフセット補正を行なうことができない問題があった。一方、本実施の形態では、単眼カメラの撮像画像を用いて3軸角速度を推定することで、精度の高い3軸角速度をカメラの撮像レートで取得できるため、ジャイロセンサのオフセット量を効果的に補正することができる。 Conventionally, when a gyro sensor is used in combination with GPS, the amount of change in the angular direction obtained by GPS and the amount of change obtained by the gyro sensor are monitored to correct the offset amount of the gyro sensor. Since the positioning interval of 1 is usually as long as 1 Hz and the positioning accuracy is not high, the fluctuation in the angular direction is large. In addition, there is a problem in that offset correction cannot be performed stably because the frequency of positioning is reduced in central areas. On the other hand, in the present embodiment, by estimating the triaxial angular velocity using the captured image of the monocular camera, a highly accurate triaxial angular velocity can be obtained at the imaging rate of the camera, so the offset amount of the gyro sensor is effectively reduced. It can be corrected.
次に、第2の実施の形態について説明する。なお、第2の実施の形態に係る位置計測装置は、第1の実施の形態と同様の構成となっているため、同一符号を付して説明を省略する。 Next, a second embodiment will be described. In addition, since the position measuring device according to the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
第2の実施の形態では、撮影画像に基づいて推定される3軸角速度の信頼度が高い場合、撮像画像に基づく3軸角速度の推定値を、自車両の運動の推定値としている点が第1の実施の形態と異なっている。 In the second embodiment, when the reliability of the triaxial angular velocity estimated based on the captured image is high, the estimated value of the triaxial angular velocity based on the captured image is used as the estimated value of the motion of the host vehicle. This is different from the first embodiment.
第2の実施の形態に係る位置計測装置10の運動推定部24では、画像撮像部20の撮像画像に基づく3軸角速度に対する信頼度を算出し、算出した信頼度が所定値以上である場合には、ジャイロセンサ22で検出された3軸角速度を用いずに、画像撮像部20の撮像画像に基づいて推定される3軸角速度を、自車両の運動の推定値として出力する。
In the
次に、第2の実施の形態に係る運動推定処理ルーチンについて、図12を用いて説明する。なお、第1の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。 Next, a motion estimation processing routine according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the process similar to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and detailed description is abbreviate | omitted.
まず、ステップ160において、撮像画像に基づく運動推定処理を行い、自車両の運動の3軸角速度及び並進方向を示す成分の推定値を算出する。そして、ステップ200において、上記ステップ102と同様に、上記ステップ100で推定された3軸角速度に対する信頼度を算出し、ステップ202において、上記ステップ200で算出された信頼度が、予め定められた閾値Pthより大きいか否かを判定する。
First, in
上記ステップ202で、信頼度が、閾値Pthより大きいと判定された場合には、撮像画像に基づいて推定された推定値の信頼度が高いと判断し、ステップ204で、上記ステップ160で算出された3軸角速度及び並進方向を示す成分を、自車両の運動の推定値として出力して、運動推定処理ルーチンを終了する。
If it is determined in
一方、上記ステップ202で、信頼度が、閾値Pth以下であると判定された場合には、撮像画像に基づいて推定された推定値の信頼度が低いと判断し、ステップ162において、ジャイロセンサ22で検出された3軸角速度を取得し、ステップ164において、上述した補正量算出処理ルーチンで算出され、メモリに記憶された3軸角速度の各々の補正量ΔRを取得する。
On the other hand, if it is determined in
次のステップ166では、上記ステップ162で取得した3軸角速度の各々について、角速度Rjyroから、上記ステップ164で取得した補正量ΔRを減算して、補正した角速度R´jyroを算出し、ステップ168において、上記ステップ166で補正された3軸角速度と、上記ステップ160で得られた並進方向を示す成分とを、自車両の運動の推定値として出力して、運動推定処理ルーチンを終了する。
In the next step 166, for each of the three-axis angular velocities acquired in
なお、他の処理については、第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。 Other processes are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
このように、撮影画像に基づいて推定される3軸角速度に対する信頼度が高い場合に、撮像画像に基づく3軸角速度の推定値を、自車両の運動の推定値とし、撮影画像に基づいて推定される3軸角速度の信頼度が低い場合に、ジャイロセンサから検出された各角速度の補正値を、自車両の運動の推定値とすることにより、簡易な構成で、ロバスト性を確保して、精度よく自車両の運動を推定することができる。 Thus, when the reliability with respect to the triaxial angular velocity estimated based on the captured image is high, the estimated value of the triaxial angular velocity based on the captured image is used as the estimated value of the motion of the host vehicle, and is estimated based on the captured image. When the reliability of the three-axis angular velocity is low, the correction value of each angular velocity detected from the gyro sensor is used as the estimated value of the motion of the host vehicle, thereby ensuring robustness with a simple configuration, It is possible to accurately estimate the movement of the host vehicle.
なお、3軸角速度の全てがジャイロセンサから出力されない場合には、ジャイロセンサから検出された角速度の補正値と、撮像画像に基づいて推定された他の角速度とを、自車両の運動の推定値として出力すればよい。 If not all of the three-axis angular velocities are output from the gyro sensor, the correction value of the angular velocity detected from the gyro sensor and other angular velocities estimated based on the captured image are estimated values of the motion of the host vehicle. As output.
次に、第3の実施の形態について説明する。なお、第3の実施の形態に係る位置計測装置は、第1の実施の形態と同様の構成となっているため、同一符号を付して説明を省略する。 Next, a third embodiment will be described. In addition, since the position measuring device according to the third embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
第3の実施の形態では、算出される補正量によって補正されたジャイロセンサからの3軸角速度と、撮像画像に基づいて推定される3軸角速度との差が、小さい場合には、撮像画像に基づく3軸角速度の推定値を、自車両の運動の推定値としている点と、補正されたジャイロセンサからの3軸角速度の絶対値が、所定値以上である場合には、補正された3軸角速度を更に補正して、補正した3軸角速度を、自車両の運動の推定値としている点とが、主に第1の実施の形態と異なっている。 In the third embodiment, when the difference between the triaxial angular velocity from the gyro sensor corrected with the calculated correction amount and the triaxial angular velocity estimated based on the captured image is small, the captured image is displayed. If the estimated value of the three-axis angular velocity based on the estimated value of the motion of the host vehicle and the absolute value of the three-axis angular velocity from the corrected gyro sensor are equal to or greater than a predetermined value, the corrected three-axis The main difference from the first embodiment is that the angular velocity is further corrected, and the corrected triaxial angular velocity is used as an estimated value of the motion of the host vehicle.
第3の実施の形態に係る位置計測装置10の運動推定部24では、画像撮像部20の撮像画像に基づく3軸角速度と、ジャイロセンサ22から検出された3軸角速度の補正値との差が、一定量Dth以上になる場合は、特に単眼カメラの撮像画像に基づく推定値に誤差があると判断し、ジャイロセンサ22から検出された3軸角速度の補正値を、自車両の運動の推定値として出力する。
In the
また、運動推定部24は、ジャイロセンサ22から検出された3軸角速度の補正値の絶対量が、一定量Rth以上である場合は、絶対量が真値よりも大きくなっている可能性が高いと判断し、3軸角速度の補正値に所定の補正係数を乗じた値を、自車両の運動の推定値として出力する。
In addition, when the absolute amount of the correction value of the triaxial angular velocity detected from the
次に第3の実施の形態に係る運動推定処理ルーチンについて図13を用いて説明する。なお、第1の実施の形態及び第2の実施の形態と同様の処理については、同一符号を付して説明を省略する。 Next, a motion estimation processing routine according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In addition, about the process similar to 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
まず、ステップ160において、撮像画像に基づく運動推定処理を行い、自車両の運動の3軸角速度及び並進方向を示す成分の推定値を算出する。そして、ステップ162において、ジャイロセンサ22で検出された3軸角速度を取得し、ステップ164において、上述した補正量算出処理ルーチンで算出された3軸角速度の各々の補正量ΔRを取得する。
First, in
次のステップ166では、上記ステップ162で取得した3軸角速度の各々について、角速度Rjyroから、上記ステップ164で取得した補正量ΔRを減算して、補正した角速度R´jyroを算出する。そして、ステップ300において、3軸角速度の各々について、補正した角速度R´jyroと、上記ステップ160で得られた角速度Rimageとの差の絶対値(=|R´jyro−Rimage|)が、予め定められた閾値Dth未満であるか否かを判定する。上記ステップ300で、角速度R´jyroと角速度Rimageとの差の絶対値が、閾値Dth未満であると判定されると、ステップ204で、上記ステップ160で算出された3軸角速度及び並進方向を示す成分を、自車両の運動の推定値として出力して、運動推定処理ルーチンを終了する。
In the next step 166, for each of the three-axis angular velocities obtained in
一方、上記ステップ300で、角速度R´jyroと角速度Rimageとの差の絶対値が、閾値Dth以上であると判定されると、3軸角速度の各々について、上記ステップ166で補正された角速度R´jyroの絶対値が、予め定められた閾値Rth未満であるか否かを判定する。上記ステップ302で、補正された角速度R´jyroの絶対値が、閾値Rth未満であると判定されると、ステップ168において、上記ステップ166で補正された3軸角速度と、上記ステップ160で得られた並進方向を示す成分とを、自車両の運動の推定値として出力して、運動推定処理ルーチンを終了する。
On the other hand, if it is determined in
一方、上記ステップ302で、補正された角速度R´jyroの絶対値が、閾値Rth以上であると判定されると、ステップ304で、3軸角速度の各々について、補正された角速度R´jyroが小さくなるように、所定の補正係数corr(corr<1)を乗じて、角速度R´jyroを更に補正する。そして、次のステップ306で、上記ステップ304で補正された3軸角速度(=R´jyro×corr)と、上記ステップ160で得られた並進方向を示す成分とを、自車両の運動の推定値として出力して、運動推定処理ルーチンを終了する。
On the other hand, in
なお、他の処理については、第1の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。 Other processes are the same as those in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
このように、自車両の外部を撮像した複数の撮像画像に基づいて算出された3軸角速度と、補正された3軸角速度との差が小さい場合には、撮像画像に基づいて算出された3軸角速度を自車両の運動の推定値として採用し、差が大きい場合には、補正された3軸角速度を自車両の運動の推定値として採用することにより、ロバスト性を確保して、自車両の運動を精度よく推定することができる。 As described above, when the difference between the three-axis angular velocity calculated based on a plurality of captured images obtained by capturing the outside of the host vehicle and the corrected three-axis angular velocity is small, 3 calculated based on the captured image. Adopting the axial angular velocity as the estimated value of the motion of the host vehicle, and if the difference is large, adopting the corrected three-axis angular velocity as the estimated value of the motion of the own vehicle to ensure the robustness. Can be estimated with high accuracy.
また、補正された3軸角速度の絶対値が大きすぎる場合には、更に補正して、補正された3軸角速度を自車両の運動の推定値とすることにより、ロバスト性を確保して、自車両の運動を精度よく推定することができる。 In addition, if the absolute value of the corrected triaxial angular velocity is too large, it is further corrected and the corrected triaxial angular velocity is used as an estimated value of the motion of the host vehicle to ensure robustness and The motion of the vehicle can be estimated with high accuracy.
次に、第4の実施の形態について説明する。なお、第4の実施の形態に係る位置計測装置は、第1の実施の形態と同様の構成となっているため、同一符号を付して説明を省略する。 Next, a fourth embodiment will be described. In addition, since the position measuring device according to the fourth embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
第4の実施の形態では、カルマンフィルタを用いた最適処理手法によって、自車両の運動の3軸角速度を推定している点が第1の実施の形態と異なっている。 The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the triaxial angular velocity of the motion of the host vehicle is estimated by an optimum processing method using a Kalman filter.
第4の実施の形態に係る位置計測装置10の運動推定部24では、ジャイロセンサ22によって検出された3軸角速度と、画像撮像部20の撮像画像に基づいて推定される3軸角速度とを観測値とし、自車両の運動の3軸角速度、3軸角速度各々の角加速度、及びジャイロセンサ22の検出値のオフセット量である補正量を推定値として、カルマンフィルタによる最適処理手法を用いた処理を行う。
The
カルマンフィルタによる最適処理手法では、画像撮像部20の単眼カメラの撮像画像に基づく観測値yimageが得られた場合に、観測値yimageのバラつきを考慮して、観測ノイズwimageを設定し、観測行列Himageについて、観測値yimageと推定値xとの関係式から、観測行列Himageを設定する。
In the optimum processing method using the Kalman filter, when the observation value y image based on the captured image of the monocular camera of the
また、ジャイロセンサ22から観測値yjyroが得られた場合に、観測値yjyroのバラつきを考慮して、観測ノイズwjyroを設定し、観測行列Hjyroについて、観測値yjyroと推定値xとの関係式から、観測行列Hjyroを設定する。
Also, if the observed value y Jyro were obtained from the
そして、設定された観測行列、観測値、及び観測ノイズに基づいて、カルマンフィルタで、推定値x及び推定誤差共分散行列を算出して出力する。観測値が得られない場合には、推定値の予測値と推定誤差共分散行列の予測値とを算出して出力する。 Based on the set observation matrix, observation value, and observation noise, an estimated value x and an estimated error covariance matrix are calculated and output by the Kalman filter. When the observed value cannot be obtained, the predicted value of the estimated value and the predicted value of the estimated error covariance matrix are calculated and output.
次に、第4の実施の形態に係る位置計測装置10の作用について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
Next, the operation of the
第4の実施の形態に係る位置計測装置10では、上述した撮像画像に基づく運動推定処理ルーチンが繰り返し実行され、推定された3軸角速度及び並進方向を示す成分が繰り返し出力される。また、ジャイロセンサ22から3軸角速度が繰り返し検出される。
In the
また、位置計測装置10において、図14に示す運動推定処理ルーチンが実行される。まず、ステップ400において、撮像画像に基づく運動推定処理ルーチンによって推定された3軸角速度及び並進方向を示す成分を取得し、ステップ402において、ジャイロセンサ22から検出された3軸角速度を取得する。
Further, in the
そして、ステップ404において、上記ステップ400で取得した3軸角速度と、上記ステップ402で取得した3軸角速度とに基づいて、3軸角速度、3軸角速度の各々の角加速度、及び3軸角速度の各々の補正量の推定値xに対して、初期値を設定する。次のステップ406では、時間ti−1にΔtを加算して、時間tiに更新する。そして、ステップ408において、1時刻前の推定値xに基づいて、推定値xの予測値を算出すると共に、推定誤差共分散の予測値を算出する。
In step 404, based on the three-axis angular velocity acquired in
次のステップ410において、現タイミングに、撮像画像に基づく運動推定処理ルーチンによって推定された3軸角速度、又はジャイロセンサ22から検出された3軸角速度が、観測値として入力されたか否かを判定し、現タイミングに観測値が入力されなかった場合には、ステップ412において、上記ステップ408で算出された推定値xの予測値の3軸角速度、及び上記ステップ400で取得した並進方向を示す成分を、自車両の運動の推定値として出力し、ステップ406へ戻る。
In the
上記ステップ410において、現タイミングに観測値が入力されたと判定された場合には、ステップ414において、観測値として、ジャイロセンサ22から検出された3軸角速度が入力されたのか否かを判定する。
If it is determined in
上記ステップ414で、観測値としてジャイロセンサ22から検出された3軸角速度が入力されたと判定された場合には、ステップ416において、入力された3軸角速度を観測値として、観測行列Hjyro、観測値yjyro、及び観測ノイズwjyroを設定する。
When it is determined in
一方、上記ステップ414で、観測値として、撮像画像に基づく運動推定処理ルーチンによって推定された3軸角速度が入力されたと判定された場合には、ステップ418において、入力された3軸角速度を観測値として、観測行列Himage、観測値yimage、及び観測ノイズwimageを設定する。
On the other hand, if it is determined in
そして、ステップ420において、上記ステップ416又はステップ418で設定された観測行列、観測値、及び観測ノイズに基づいて、カルマンフィルタで、カルマンゲインK、推定値x、及び推定誤差共分散行列を算出する。次のステップ422では、上記ステップ420で算出された推定値xの3軸角速度、及び上記ステップ400で取得した並進方向を示す成分を、自車両の運動の推定値として出力し、ステップ406へ戻る。
In step 420, the Kalman gain K, the estimated value x, and the estimated error covariance matrix are calculated by the Kalman filter based on the observation matrix, the observation value, and the observation noise set in
また、第1の実施の形態と同様に、移動量推定処理ルーチンが実行され、自車両の移動量の推定値としての車速が算出される。また、上記の運動推定処理ルーチンから出力される自車両の運動の推定値、及び移動量推定処理ルーチンから出力される自車両の車速の推定値を用いて、第1の実施の形態と同様に、位置計測処理ルーチンが実行され、自車両の絶対位置が計測される。 Further, similarly to the first embodiment, a movement amount estimation processing routine is executed, and a vehicle speed as an estimated value of the movement amount of the host vehicle is calculated. Further, using the estimated value of the motion of the host vehicle output from the motion estimation processing routine and the estimated value of the vehicle speed of the host vehicle output from the movement amount estimation processing routine, the same as in the first embodiment. Then, the position measurement processing routine is executed, and the absolute position of the host vehicle is measured.
このように、カルマンフィルタを用いた最適処理手法によって、自車両の外部を撮像した複数の撮像画像に基づいて算出された3軸角速度及び並進方向と、ジャイロセンサによって検出された3軸角速度とに基づいて、自車両の運動の推定値を算出することにより、簡易な構成で、ロバスト性を確保して、自車両の運動を精度よく計測することができる。 Thus, based on the three-axis angular velocity and translation direction calculated based on a plurality of captured images obtained by imaging the outside of the host vehicle by the optimum processing method using the Kalman filter, and the three-axis angular velocity detected by the gyro sensor. Thus, by calculating the estimated value of the motion of the host vehicle, it is possible to ensure the robustness with a simple configuration and accurately measure the motion of the host vehicle.
また、ロバスト性を確保して精度よく計測された自車両の運動と、推定された自車両の車速とに基づいて、自車両の位置を計測することにより、簡易な構成で、ロバスト性を確保して、自車両の位置を精度よく計測することができる。 In addition, robustness is ensured with a simple configuration by measuring the position of the host vehicle based on the movement of the host vehicle measured with high accuracy while ensuring robustness and the estimated vehicle speed of the host vehicle. Thus, the position of the host vehicle can be accurately measured.
なお、上記の実施の形態では、カルマンフィルタで推定する例を記述したが、周知のパーティクルフィルタなど、他の最適推定手法を用いてもよく、適切に解を推定できる手法であれば、その方法はこの限りではない。 In the above-described embodiment, an example in which estimation is performed using the Kalman filter has been described. However, other optimal estimation methods such as a well-known particle filter may be used. This is not the case.
また、上記の実施の形態において、誤差共分散を、推定された自車両の運動の推定値に対する信頼度として用いてもよい。この場合には、例えば、推定値と共に算出された誤差共分散によって、推定値の誤差が大きいと判断される場合には、この推定値を、自車両の運動の推定値として採用しないようにすることができる。 Further, in the above embodiment, the error covariance may be used as a reliability for the estimated value of the estimated motion of the host vehicle. In this case, for example, when it is determined that the error of the estimated value is large due to the error covariance calculated together with the estimated value, the estimated value is not used as the estimated value of the motion of the host vehicle. be able to.
次に、第5の実施の形態について説明する。なお、第5の実施の形態に係る位置計測装置は、第1の実施の形態と同様の構成となっているため、同一符号を付して説明を省略する。 Next, a fifth embodiment will be described. In addition, since the position measuring device according to the fifth embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, the same reference numerals are given and description thereof is omitted.
第5の実施の形態では、カルマンフィルタを用いた最適処理手法によって、自車両の位置を計測している点が第1の実施の形態と異なっている。 The fifth embodiment is different from the first embodiment in that the position of the host vehicle is measured by an optimum processing method using a Kalman filter.
第5の実施の形態に係る位置計測装置10の位置推定部16では、運動推定部24によって推定された運動(3軸角速度、並進方向を示す成分)、移動量推定部28によって推定された移動量(車速)、及びGPSによって測位された絶対位置(Xg,Yg,Zg)を観測値とし、自車の絶対位置、方位角、車速、及び3軸角速度を推定値として、カルマンフィルタを用いた最適処理手法による位置計測処理を行う。
In the
カルマンフィルタを用いた最適処理手法では、運動推定部24によって推定された運動の観測値ymoveが得られた場合に、観測値ymoveのバラつきを考慮して、観測ノイズwmoveを設定し、観測行列Hmoveについて、観測値ymoveと推定値xとの関係式から、観測行列Hmoveを設定する。
In the optimal processing method using the Kalman filter, when the observation value y move of the motion estimated by the
また、移動量推定部28によって推定された移動量の観測値ytravが得られた場合に、観測値ytravのバラつきを考慮して、観測ノイズwtravを設定し、観測行列Htravについて、観測値ytravと推定値xとの関係式から、観測行列Htravを設定する。
In addition, when the observation value y trav of the movement amount estimated by the movement
また、GPSによって測位された絶対位置の観測値ygpsが得られた場合に、観測値ygpsのバラつきを考慮して、観測ノイズwgpsを設定し、観測行列Hgpsについて、観測値ygpsと推定値xとの関係式から、観測行列Hgpsを設定する。 Also, if the observed value y gps positioning absolute position is obtained by GPS, by considering the variation of the observed values y gps, it sets the observation noise w gps, the observation matrix H gps, observed value y gps And an observation matrix H gps are set from the relational expression between and the estimated value x.
そして、設定された観測行列、観測値、及び観測ノイズに基づいて、カルマンフィルタで、推定値x及び推定誤差共分散行列を算出して出力する。観測値が得られない場合には、推定値の予測値と推定誤差共分散行列の予測値とを算出して出力する。 Based on the set observation matrix, observation value, and observation noise, an estimated value x and an estimated error covariance matrix are calculated and output by the Kalman filter. When the observed value cannot be obtained, the predicted value of the estimated value and the predicted value of the estimated error covariance matrix are calculated and output.
次に、第5の実施の形態に係る位置計測装置10の作用について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の部分については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
Next, the operation of the
第5の実施の形態に係る位置計測装置10では、第1の実施の形態で説明した運動推定処理ルーチンが繰り返し実行され、また、上述した移動量推定処理ルーチンが繰り返し実行される。また、GPSによって、所定時間ごと(例えば1秒ごと)に自車両の絶対位置が測位される。
In the
また、位置計測装置10において、図15に示す位置計測処理ルーチンが実行される。まず、ステップ500において、運動推定処理ルーチンによって推定された3軸角速度及び並進方向を示す成分を取得し、ステップ502において、移動量推定処理ルーチンによって推定された車速を取得する。次のステップ504では、GPSによって測位された自車両の絶対位置を取得する。
Further, in the
そして、ステップ506において、上記ステップ500で取得した3軸角速度及び並進方向を示す成分と、上記ステップ502で取得した車速と、上記ステップ504で取得した絶対位置とに基づいて、絶対位置、方位角、車速、及び3軸角速度の推定値xに対して、初期値を設定する。次のステップ508では、時間ti−1にΔtを加算して、時間tiに更新する。そして、ステップ510において、1時刻前の推定値xに基づいて、推定値xの予測値を算出すると共に、推定誤差共分散の予測値を算出する。
In
次のステップ512において、現タイミングに、観測値として、運動推定処理ルーチンによって推定された3軸角速度、移動推定処理ルーチンによって推定された車速、又はGPSによって測位された絶対位置が入力されたか否かを判定し、現タイミングに観測値が入力されなかった場合には、ステップ514において、上記ステップ510で算出された推定値xの予測値の絶対位置を、自車両の絶対位置の推定値として出力し、ステップ508へ戻る。
In the
上記ステップ512において、現タイミングに観測値が入力されたと判定された場合には、ステップ516において、上記ステップ512でどの観測値が入力されたかを判定する。
If it is determined in
上記ステップ516で、観測値として、運動推定処理ルーチンで推定された3軸角速度及び並進方向を示す成分が入力されたと判定された場合には、ステップ518において、入力された3軸角速度及び並進方向を示す成分を観測値として、観測行列Hmove、観測値ymove、及び観測ノイズwmoveを設定する。
If it is determined in
一方、上記ステップ516で、観測値として、移動量推定処理ルーチンによって推定された車速が入力されたと判定された場合には、ステップ520において、入力された車速を観測値として、観測行列Htrav、観測値ytrav、及び観測ノイズwtravを設定する。
On the other hand, if it is determined in
また、上記ステップ516で、観測値として、GPSによって測位された絶対位置が入力されたと判定された場合には、ステップ522において、入力された絶対位置を観測値として、観測行列Hgps、観測値ygps、及び観測ノイズwgpsを設定する。
If it is determined in
そして、ステップ524において、上記ステップ518、ステップ520、又はステップ522で設定された観測行列、観測値、及び観測ノイズに基づいて、カルマンフィルタで、カルマンゲインK、推定値x、及び推定誤差共分散行列を算出する。次のステップ526では、上記ステップ524で算出された推定値xの絶対位置を、自車両の絶対位置の推定値として出力し、ステップ508へ戻る。
In step 524, based on the observation matrix, observation value, and observation noise set in
このように、カルマンフィルタを用いた最適処理手法によって、推定された自車両の運動の3軸角速度及び並進方向を示す成分と、推定された自車両の車速と、GPSによって測位された位置とに基づいて、自車両の絶対位置の推定値を算出することにより、簡易な構成で、ロバスト性を確保して、自車両の絶対位置を精度よく計測することができる。 Thus, based on the component indicating the three-axis angular velocity and the translation direction of the estimated movement of the own vehicle, the estimated vehicle speed of the own vehicle, and the position measured by the GPS by the optimum processing method using the Kalman filter. Thus, by calculating the estimated value of the absolute position of the host vehicle, the absolute position of the host vehicle can be accurately measured with a simple configuration while ensuring robustness.
なお、上記の実施の形態では、カルマンフィルタを用いた位置計測処理において、推定された自車両の運動の3軸角速度及び並進方向を示す成分、推定された自車両の車速、及びGPSによって測位された絶対位置が、観測値として入力される場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、推定された自車両の運動の3軸角速度及び並進方向を示す成分と、及び推定された自車両の車速とに基づいて推定された自車両の相対位置の変化量が、観測値として、カルマンフィルタを用いた位置計測処理に入力されるようになっていてもよい。この場合には、推定された自車両の相対位置の変化量、及びGPSによって測位された絶対位置を観測値とし、自車の絶対位置、方位角、車速、及び3軸角速度を推定値として、カルマンフィルタを用いた最適処理手法による位置計測処理を行うようにすればよい。 In the above-described embodiment, in the position measurement process using the Kalman filter, the components indicating the estimated triaxial angular velocity and translational direction of the movement of the host vehicle, the estimated vehicle speed of the host vehicle, and the GPS are used. Although the case where the absolute position is input as an observation value has been described as an example, the present invention is not limited to this. For example, the amount of change in the relative position of the host vehicle estimated based on the component indicating the three-axis angular velocity and translation direction of the estimated host vehicle motion and the estimated vehicle speed is the observed value. The position may be input to position measurement processing using a Kalman filter. In this case, the estimated amount of change in the relative position of the host vehicle and the absolute position measured by GPS are taken as observation values, and the absolute position, azimuth angle, vehicle speed, and triaxial angular velocity of the host vehicle are taken as estimated values, What is necessary is just to perform the position measurement process by the optimal process method using a Kalman filter.
また、カルマンフィルタに限らず、パーティクルフィルタなどの最適推定手法を用いてもよい。 Further, not only the Kalman filter but also an optimal estimation method such as a particle filter may be used.
また、上記の第1の実施の形態〜第5の実施の形態では、車速センサを用いて、移動量としての車速を推定する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、他の既知の方法によって、自車両の移動量を推定してもよい。例えば、GPSからの信号によって自車両の移動量を推定してもよく、また、単眼カメラの撮像画像から、移動量を推定してもよい。単眼カメラの撮像画像から移動量を推定する場合には、撮像画像から復元した3次元特徴点空間の路面を仮定することにより、移動量を計測すればよい。また、移動量として、車速を推定する場合を例に説明したが、移動距離を推定してもよく、また、移動ベクトルを推定してもよい。 Moreover, in said 1st Embodiment-5th Embodiment, although the case where the vehicle speed as a movement amount was estimated using the vehicle speed sensor was demonstrated to the example, it is not limited to this, The movement amount of the host vehicle may be estimated by other known methods. For example, the amount of movement of the host vehicle may be estimated from a signal from GPS, or the amount of movement may be estimated from a captured image of a monocular camera. When the movement amount is estimated from the captured image of the monocular camera, the movement amount may be measured by assuming the road surface of the three-dimensional feature point space restored from the captured image. Moreover, although the case where the vehicle speed is estimated as the movement amount has been described as an example, the movement distance may be estimated, or the movement vector may be estimated.
また、位置計測処理をオンラインで逐次処理する場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、自車両の運動の推定値及び移動量の推定値を取得した結果を用いて、オフラインで後処理として位置計測処理を行うようにしてもよい。 Further, the case where the position measurement processing is sequentially performed online has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and offline using the result of obtaining the estimated value of the movement of the host vehicle and the estimated value of the moving amount. Then, position measurement processing may be performed as post-processing.
10 位置計測装置
12 運動計測部
14 移動量計測部
16 位置推定部
20 画像撮像部
22 ジャイロセンサ
24 運動推定部
26 車速センサ
28 移動量推定部
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記移動体の運動の前記3軸角速度の少なくとも1つを検出する角速度検出センサと、
前記画像算出手段によって算出された前記3軸角速度の少なくとも1つと、前記角速度検出センサによって検出された前記3軸角速度の少なくとも1つとに基づいて、前記移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つを推定する運動推定手段と、
を含む運動計測装置。 Image calculating means for calculating at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body based on a plurality of images obtained by imaging the outside of the moving body;
An angular velocity detection sensor for detecting at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body;
Based on at least one of the three-axis angular velocities calculated by the image calculating means and at least one of the three-axis angular velocities detected by the angular velocity detection sensor, at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body. Motion estimation means for estimating
Motion measuring device including
前記補正量算出手段は、前記信頼度算出手段によって算出された前記信頼度が所定値以上である前記3軸角速度の少なくとも1つに基づいて、前記補正量を算出する請求項2又は3記載の運動計測装置。 A reliability calculation means for calculating a reliability indicating how reliable at least one of the three-axis angular velocities is about at least one of the three-axis angular velocities calculated by the image calculation means;
4. The correction amount calculation unit according to claim 2, wherein the correction amount calculation unit calculates the correction amount based on at least one of the three-axis angular velocities in which the reliability calculated by the reliability calculation unit is a predetermined value or more. Motion measurement device.
前記画像算出手段は、前記撮像手段によって撮像された複数の画像に基づいて、前記移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つを算出する請求項1〜請求項8の何れか1項記載の運動計測装置。 Further comprising monocular imaging means for imaging the outside of the mobile body,
The said image calculation means calculates at least 1 of the triaxial angular velocity of the motion of the said mobile body based on the several image imaged by the said imaging means, The any one of Claims 1-8. Motion measurement device.
前記運動推定手段は、前記画像算出手段によって算出された前記3軸角速度の少なくとも1つ及び並進方向と、前記角速度検出センサによって検出された前記3軸角速度の少なくとも1つとに基づいて、前記移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つ及び並進方向を推定する請求項1〜請求項9の何れか1項記載の運動計測装置。 The image calculation means calculates at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body and the translation direction based on the plurality of images,
The motion estimation means is based on at least one of the three-axis angular velocities calculated by the image calculation means and the translation direction and at least one of the three-axis angular velocities detected by the angular speed detection sensor. The motion measuring device according to claim 1, wherein at least one of the three-axis angular velocities of the motion and the translation direction are estimated.
前記移動体の移動量を推定する移動量推定手段と、
前記運動計測装置によって推定された前記移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つと、前記移動量推定手段によって推定された前記移動体の移動量とに基づいて、前記移動体の位置を算出する位置算出手段と、
を含む位置計測装置。 The motion measuring device according to any one of claims 1 to 9,
A moving amount estimating means for estimating a moving amount of the moving body;
The position of the moving body is calculated based on at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body estimated by the movement measuring device and the movement amount of the moving body estimated by the movement amount estimating means. Position calculating means;
Position measuring device including
前記移動体の移動量を推定する移動量推定手段と、
前記運動計測装置によって推定された前記移動体の運動の3軸角速度の少なくとも1つ及び並進方向と、前記移動量推定手段によって推定された前記移動体の移動量とに基づいて、前記移動体の位置を算出する位置算出手段と、
を含む位置計測装置。 The motion measuring device according to claim 10;
A moving amount estimating means for estimating a moving amount of the moving body;
Based on at least one of the three-axis angular velocities of the movement of the moving body estimated by the movement measuring device and the translation direction, and the movement amount of the moving body estimated by the movement amount estimating means, Position calculating means for calculating a position;
Position measuring device including
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