JP2010203888A - 水中移動体の位置検知装置及び位置検知方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水中検査装置9の垂直位置を検出する圧力センサ18と、水中検査装置と周囲の構造物との相対距離を検出するレンジセンサユニット23と、相対距離を検出した水平面における測定画像を算出する測定画像算出部36と、任意の水平面における構造物の外形の画像であって、画素の少なくとも1つに水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶部34と、水中検査装置の垂直位置に基づいて相対距離を検出した面に対応する記憶画像を選択する画像選択部35と、マップマッチングを行うことで選択画像上における測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定部37と、対応部分特定部で特定された部分において相対距離を検出した位置に対応する画素を特定して水中検査装置の水平位置を算出する水平位置算出部38を備える。
【選択図】図6
Description
図8は図7に示すステップ41の姿勢角算出処理の詳細を表すPAD図である。
図9は図7に示すステップ42の垂直位置算出処理の詳細を表すPAD図である。
図11は図7に示すステップ43の測定画像算出処理の詳細を表すPAD図である。
図12は図7に示すステップ44の水平位置算出処理の詳細を表すPAD図である。
11 制御装置
18 圧力センサ(垂直位置検出器)
19 慣性センサ部(姿勢検出器)
20 3軸ジャイロ
21 傾斜計
22 地磁気センサ
23 レンジセンサユニット(相対距離検出器)
24a レーザセンサ
24b レーザセンサ
34 画像記憶部(画像記憶手段)
35 画像選択部(画像選択手段)
36 測定画像算出部(測定画像算出算出手段)
37 対応部分特定部(対応部分特定手段)
38 水平位置算出部(水平位置算出手段)
81 選択画像切り出し部(選択画像切り出し手段)
Claims (12)
- 3次元空間を移動可能な水中移動体と、
前記水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手段と、
前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面における前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手段と、
前記相対距離検出手段で検出された前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手段と、
前記3次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する画素の少なくとも1つに前記3次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶手段と、
前記垂直位置検出手段で検出された前記水中移動体の垂直位置に基づいて、前記画像記憶手段に記憶された記憶画像の中から前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段で選択された選択画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上で前記測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定手段と、
前記対応部分特定手段で特定された前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素と前記水平位置情報が付された画素の位置から前記水中移動体の水平位置を算出する水平位置算出手段とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。 - 3次元空間を移動可能な水中移動体と、
前記水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手段と、
前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面における前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手段と、
前記相対距離検出手段で検出された前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手段と、
前記3次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する画素の少なくとも1つに前記3次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶手段と、
前記垂直位置検出手段で検出された前記水中移動体の垂直位置に基づいて、前記画像記憶手段に記憶された記憶画像の中から前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段で選択された選択画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上で前記測定画像に対応すると推定される部分を複数抽出し、その複数抽出された部分の中から前記水中移動体が移動可能な範囲にあるものを前記選択画像上における前記測定画像に対応する部分と特定する対応部分特定手段と、
前記対応部分特定手段で特定された前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素と前記水平位置情報が付された画素の位置から前記水中移動体の水平位置を算出する水平位置算出手段とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。 - 請求項2記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記対応部分特定手段は、前記選択画像及び前記測定画像のマップマッチングを行うことで算出されるマッチング率が第1閾値M1以上に達している部分を、前記選択画像上で前記測定画像に対応すると推定される部分として抽出することを特徴とする水中移動体の位置検知装置。 - 請求項2記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記対応部分特定手段で用いられる前記水中移動体が移動可能な範囲は、前記水中移動体の最大移動速度から算出されることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。 - 請求項1又は2記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記画像選択手段で選択された選択画像から前記水平位置算出手段で直近に算出された水平位置を中心とする設定範囲を切り出し、切り出し画像を算出する選択画像切り出し手段をさらに備え、
前記対応部分特定手段は、前記選択画像切り出し手段で算出された切り出し画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上における前記測定画像に対応する部分を特定ことを特徴とする水中移動体の位置検知装置。 - 請求項1又は2記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記画像選択手段は、前記対応部分特定手段で算出されるマッチング率が第2閾値M2未満に到達したときは、前記対応部分特定手段で算出されるマッチング率が前記第2閾値M2以上に到達する記憶画像を選択画像として改めて選択することを特徴とする水中移動体の位置検知装置。 - 請求項1又は2記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記相対距離検出手段は、レーザを走査するとともにその反射光を受光するレーザセンサを備えることを特徴とする - 請求項1又は2記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記垂直位置検出手段は、前記水中移動体の深度を検出する圧力センサであることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。 - 請求項1又は2記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記水中移動体の姿勢角を検出する姿勢角検出手段をさらに備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。 - 請求項9記載の水中移動体の位置検知装置において、
前記姿勢角検出手段は、
前記水中移動体における垂直軸周り、及びこの垂直軸と直交しかつ互いに直交する2軸周りの角速度を検出する角速度検出器と、
前記垂直軸周りの角度を検出する方位角検出器と、
前記2軸周りの角度を検出する傾斜角検出器とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。 - 3次元空間を移動可能な水中移動体と、
前記水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手段と、
前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面における前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手段と、
前記相対距離検出手段で検出された前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手段と、
前記3次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する各画素に前記3次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶手段と、
前記垂直位置検出手段で検出された前記水中移動体の垂直位置に基づいて、前記画像記憶手段に記憶された記憶画像の中から前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を選択する画像選択手段と、
前記画像選択手段で選択された選択画像と前記測定画像とに対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで前記選択画像上で前記測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定手段と、
前記対応部分特定手段で特定された前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素に付された水平位置を前記水中移動体の水平位置とする水平位置算出手段とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知装置。 - 3次元空間を移動可能な水中移動体の垂直位置を検出する垂直位置検出手順と、
前記垂直位置検出手順で検出した前記水中移動体の垂直位置に応じて定められる水平面において、前記水中移動体とその周囲の構造物との相対距離を検出する相対距離検出手順と、
前記相対距離検出手順で検出した前記相対距離に基づいて、前記相対距離を検出した水平面における前記構造物の外形の画像データである測定画像を算出する測定画像算出手順と、
前記3次元空間の任意の水平面における前記構造物の外形の画像データであって、各画像を構成する画素の少なくとも1つに前記3次元空間に対応する水平位置情報が付されている記憶画像が記憶された画像記憶部から、前記相対距離を検出した水平面に対応する記憶画像を、前記垂直位置検出手段で検出した前記水中移動体の垂直位置に基づいて選択する画像選択手順と、
前記画像選択手順で選択した選択画像及び前記測定画像算出手順で算出した測定画像に対して画像相関処理によるマップマッチングを行うことで、前記選択画像上で前記測定画像に対応する部分を特定する対応部分特定手順と、
前記対応部分特定手順で特定した前記選択画像上の部分において前記相対距離を検出した位置に対応する画素を特定し、その特定した画素と前記水平位置情報が付された画素の位置から前記水中移動体の水平位置を算出する水平位置算出手順とを備えることを特徴とする水中移動体の位置検知方法。
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