JP2015138530A - 移動体位置検出システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】カメラと平面間の距離が変動したり、カメラ光軸が傾く際に懸念される照合不良を起こし難くして、検出の信頼性を確保した移動体位置検出システムおよび方法を提供する。【解決手段】平面12上に配置されたドットパターンと、移動体16に備えられ、移動体16が位置する平面12上の領域を撮像する撮像手段20と、撮像手段20により取得した画像中から所定のドットを選択し、検出特徴量を算出する検出特徴量算出手段24と、データベース34から検出特徴量と一致度の高い所定の基準特徴量を選択する特徴量照合手段24と、基準特徴量に基づいて、移動体16の現在位置を検出する位置検出手段28と、撮像手段20と平面12との距離を検出する距離検出手段36と、撮像手段20の傾きを検出する傾き検出手段38と、距離と傾きとに基づいて、画像を正対画像に射影変換する射影変換手段40とを備えるようにする。【選択図】図1
Description
本発明は、移動体位置検出システムおよび方法に関するものである。
従来、平面上に配置したパターン(模様)を利用して、平面上を移動する移動体の位置の検出を行う方法が知られている(例えば、特許文献1〜3を参照)。
特許文献1、2の移動体位置検出方法は、既知のドットパターンが描画してある床面上に配置した移動体に備わるカメラから床面を撮像し、撮像した画像中にあるドットのドットパターンの特徴量を、床面全体のドットパターンの特徴量が格納されたデータベースと照合することで、撮像した画像中のドットが床面上のどのドットに相当するのかを割り出し、床面上における移動体の位置を検出するものである。
特許文献3の移動体位置検出方法は、上記の特許文献1、2の移動体位置検出方法におけるデータベースと撮像画像中のドットの点群との照合アルゴリズムとして、人工衛星の姿勢検出に使われるポールスターアルゴリズム(例えば、非特許文献1を参照)を適用し、位置検出の信頼性をより高めたものである。なお、人工衛星では搭載されたカメラで天空を撮像し、撮像画像中の恒星点の配置を既知の恒星配置図(星図)と照合することでカメラの向いている方向を特定し人工衛星の姿勢検出をしているが、このポールスターアルゴリズムは、対象外の星の混入や星の消失に強いアルゴリズムとされている。
E. SILANI, M. LOVERA : Ploitecnico di Milano Italy, "Star Identification Algorithms : Novel Approach & Comparison Study", IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, Vol.42, No.4 October 2006
ところで、上記の従来の特許文献1〜3の移動体位置検出方法では、カメラおよび移動体と床面(平面)間の距離は一定で、カメラ光軸は床面に対して垂直であることを前提に床面を撮像してデータベースと照合し、床面内での移動体の2次元位置とカメラ光軸周りの方向を検出する。このため、カメラ(および移動体)と床面間の距離が大きく変動したり、床面に対してカメラ光軸(および移動体)が傾く場合には、照合不良が起こって、移動体の位置・方向の検出が困難となるおそれがあった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、カメラと平面間の距離が変動したり、カメラ光軸が傾く際に懸念される照合不良を起こし難くして、検出の信頼性を確保した移動体位置検出システムおよび方法を提供することを目的とする。
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る移動体位置検出システムは、平面上を移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出システムであって、前記平面上に配置された複数のドットからなるドットパターンと、前記移動体に備えられ、前記移動体が位置する平面上の領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により取得した画像中の複数のドットから所定のドットを選択し、選択したドットと、このドットの周辺に位置する複数のドットとの位置関係を、選択したドットの検出特徴量として算出する検出特徴量算出手段と、前記検出特徴量を、所定の基準特徴量が格納された基準特徴量データベースと照合することにより、前記基準特徴量データベースから前記検出特徴量と一致度の高い所定の基準特徴量を選択する特徴量照合手段と、前記特徴量照合手段により選択した前記基準特徴量に基づいて、前記平面上における前記移動体の現在位置を検出する位置検出手段と、前記撮像手段と前記平面との距離を検出する距離検出手段と、前記平面に対する前記撮像手段の傾きを検出する傾き検出手段と、前記距離検出手段により検出した距離と、前記傾き検出手段により検出した傾きとに基づいて、前記撮像手段により取得した画像を、前記平面から所定の距離に位置する前記撮像手段により前記平面を正面から撮像したときに得られる正対画像に射影変換する射影変換手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る移動体位置検出方法は、平面上を移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出方法であって、前記平面上には複数のドットからなるドットパターンが配置され、前記移動体には前記移動体が位置する平面上の領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段と前記平面との距離を検出する距離検出手段と、前記平面に対する前記撮像手段の傾きを検出する傾き検出手段とが備えられ、前記距離検出手段により検出した距離と、前記傾き検出手段により検出した傾きとに基づいて、前記撮像手段により取得した画像を、前記平面から所定の距離に位置する前記撮像手段により前記平面を正面から撮像したときに得られる正対画像に射影変換し、射影変換して取得した画像中の複数のドットから所定のドットを選択し、選択したドットと、このドットの周辺に位置する複数のドットとの位置関係を、選択したドットの検出特徴量として算出し、前記検出特徴量を、所定の基準特徴量が格納された基準特徴量データベースと照合することにより、前記基準特徴量データベースから前記検出特徴量と一致度の高い所定の基準特徴量を選択し、選択した前記基準特徴量に基づいて、前記平面上における前記移動体の現在位置を検出することを特徴とする。
本発明に係る移動体位置検出システムによれば、平面上を移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出システムであって、前記平面上に配置された複数のドットからなるドットパターンと、前記移動体に備えられ、前記移動体が位置する平面上の領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により取得した画像中の複数のドットから所定のドットを選択し、選択したドットと、このドットの周辺に位置する複数のドットとの位置関係を、選択したドットの検出特徴量として算出する検出特徴量算出手段と、前記検出特徴量を、所定の基準特徴量が格納された基準特徴量データベースと照合することにより、前記基準特徴量データベースから前記検出特徴量と一致度の高い所定の基準特徴量を選択する特徴量照合手段と、前記特徴量照合手段により選択した前記基準特徴量に基づいて、前記平面上における前記移動体の現在位置を検出する位置検出手段と、前記撮像手段と前記平面との距離を検出する距離検出手段と、前記平面に対する前記撮像手段の傾きを検出する傾き検出手段と、前記距離検出手段により検出した距離と、前記傾き検出手段により検出した傾きとに基づいて、前記撮像手段により取得した画像を、前記平面から所定の距離に位置する前記撮像手段により前記平面を正面から撮像したときに得られる正対画像に射影変換する射影変換手段とを備えるので、仮に撮像手段(カメラ)と平面(例えば床面)間の距離が変動したり、撮像手段の光軸が傾いたとしても、撮像手段により取得した画像は、射影変換手段によって所定の正対画像に変換され、検出特徴量算出手段および特徴量照合手段は正常に機能できる。したがって、照合不良を起こし難くして位置検出の信頼性を確保する
ことができるという効果を奏する。
ことができるという効果を奏する。
また、位置検出手段によって撮像手段(および移動体)の平面内の2次元的な位置が検出され、距離検出手段によって撮像手段の平面からの距離が検出される。平面が床面である場合には、撮像手段の床面からの高さを検出できる。このため、撮像手段および移動体の3次元的な位置および姿勢(平面内の方向)を検出することができるという効果を奏する。
また、本発明に係る移動体位置検出方法によれば、平面上を移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出方法であって、前記平面上には複数のドットからなるドットパターンが配置され、前記移動体には前記移動体が位置する平面上の領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段と前記平面との距離を検出する距離検出手段と、前記平面に対する前記撮像手段の傾きを検出する傾き検出手段とが備えられ、前記距離検出手段により検出した距離と、前記傾き検出手段により検出した傾きとに基づいて、前記撮像手段により取得した画像を、前記平面から所定の距離に位置する前記撮像手段により前記平面を正面から撮像したときに得られる正対画像に射影変換し、射影変換して取得した画像中の複数のドットから所定のドットを選択し、選択したドットと、このドットの周辺に位置する複数のドットとの位置関係を、選択したドットの検出特徴量として算出し、前記検出特徴量を、所定の基準特徴量が格納された基準特徴量データベースと照合することにより、前記基準特徴量データベースから前記検出特徴量と一致度の高い所定の基準特徴量を選択し、選択した前記基準特徴量に基づいて、前記平面上における前記移動体の現在位置を検出するので、仮に撮像手段(カメラ)と平面(例えば床面)間の距離が変動したり、撮像手段の光軸が傾いたとしても、撮像手段により取得した画像は、射影変換によって所定の正対画像に変換され、基準特徴量データベースとの照合を正常に行うことができる。したがって、照合不良を起こし難くして位置検出の信頼性を確保することができるという効果を奏する。
また、撮像手段(および移動体)の平面内の2次元的な位置と、撮像手段の平面からの距離が検出される。平面が床面である場合には、撮像手段の床面からの高さを検出できる。このため、撮像手段および移動体の3次元的な位置および姿勢(平面内の方向)を検出することができるという効果を奏する。
以下に、本発明に係る移動体位置検出システムおよび方法の実施の形態について、ポールスターアルゴリズムを適用して点群の照合を行う場合を例にとり、図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
図1および図2に示すように、本発明に係る移動体位置検出システム10は、建物内の床面(平面)12上に配置されたドットパターン14と、移動体16に備えられ、移動体16とともに床面12上を移動する移動体位置検出装置18とから構成されている。ここで、移動体16とは、例えば搬送台車、ロボット、人間等である。ドットパターン14は
、印刷や描画等の手段によって床面12上にランダムに配置されている。
、印刷や描画等の手段によって床面12上にランダムに配置されている。
移動体位置検出装置18は、移動体16が位置する床面12上の領域を撮像する撮像手段20と、ポールスター特徴量格納手段22と、ポールスター照合手段24(検出特徴量算出手段および特徴量照合手段)と、絞り込み手段26と、撮像手段20によって撮像した画像に基づいて移動体16の位置を検出する位置検出手段28と、を備える。
また、この移動体位置検出装置18は、撮像手段20と床面12との距離を検出する距離検出手段36と、床面12に対する撮像手段20の傾きを検出する傾き検出手段38と、射影変換手段40とをさらに備える。
撮像手段20は、CCDカメラ等の画像取得装置である。撮像手段20は移動体16に固定されており、移動体16とともに移動しながら、移動体16の位置する床面12上の領域を所定の時間間隔で撮像し、図2の右側に示したような画像を取得する。本実施の形態では、高速度カメラを用いて、例えば10ms程度の時間間隔で画像を取得している。また、図1に示すように、LEDなどの照明30を用いることで、外乱光の影響の少ない画像を取得することができる。なお、撮像手段20と床面12との間の距離は数センチメートルとすることが好ましいが、外乱光の影響の少ない画像を取得可能であればこの距離に限るものではない。
ポールスター特徴量格納手段22は、図3に示すように、移動体16の検出を行う前に、床面12上のドットパターン14におけるすべてのドット32のポールスター特徴量(基準特徴量)を予め算出し、これをポールスターデータベース34(基準特徴量データベース)に格納する。
ポールスター照合手段24は、検出特徴量算出手段および特徴量照合手段として機能するものであり、図3に示すように、取得画像中の複数のドット32から所定のドット32aを選択し、ドット32aや周辺に位置する複数のドット32b1〜32b5等から得られるポールスター特徴量(検出特徴量)を、予め作成したポールスターデータベース34と照合する。
ここで、このポールスター照合手段24は、尤度を設定したポールスター特徴量を用いて、ポールスター照合を行うものである。ここで、この尤度は、撮像手段20により取得した画像中のドットと、このドットに対応するポールスターアルゴリズムのポールスターデータベース34中のドットとの間の誤差を吸収するためのものである。
絞り込み手段26は、ポールスター照合手段24により照合された照合ドット候補から所定の照合ドットに絞り込むためのものである。
位置検出手段28は、絞り込み手段26により絞り込んだ所定の照合ドットからなるドットパターンの位置関係に基づいて、移動体16の床面12上での現在位置および方向を検出するものである。
距離検出手段36は、図4に示すように、例えば床面12に向けてレーザ光を出射して反射光を計測することで距離を検出するレーザ測距器を用いて構成することができる。距離検出手段36は撮像手段20に設けられており、撮像手段20と床面12との間の垂直距離Lを検出する。この距離Lは床面12からの撮像手段20の高さ位置を意味する。なお、距離検出手段36は、レーザ測距器に限るものではなく、撮像手段20と床面12との間の距離を計測できるものであればいかなる検出器を用いてもよい。
傾き検出手段38は、例えばジャイロセンサなどのMEMS慣性センサを用いて構成することができる。傾き検出手段38は撮像手段20に固定されており、床面12に対する撮像手段20の傾きを検出する。ここで、図5に示すように、X軸を左右方向とし、Y軸を上下方向とし、Z軸を前後方向とすると、図4に示すように、傾き検出手段38は、X軸が回転軸となる回転方向θxの撮像手段20の傾斜角ηxを検出するX軸傾き検出部38aと、Z軸が回転軸となる回転方向θzの撮像手段20の傾斜角ηzを検出するZ軸傾き検出部38bとで構成される。ここで、図4においては、傾斜角ηzがない場合を図示しており、撮像手段20の光軸AXは床面12に垂直な線に対して傾斜角ηxだけ傾いている。なお、傾き検出手段38は、慣性センサに限るものではなく、撮像手段20の傾きを計測できるものであればいかなる検出器を用いてもよい。
射影変換手段40は、距離検出手段36により検出した距離Lと、傾き検出手段38により検出した傾斜角ηx、ηzとに基づいて、撮像手段20の光軸AXの3次元的位置を求めるとともに、撮像手段20により取得した画像の投射歪みを除去する変換を行うものである。つまり、射影変換手段40は、撮像手段20により取得した画像を、床面12から所定の基準距離(例えば、数センチメートル)に位置する撮像手段20により床面12を正面から撮像したときに得られる正対画像に射影変換する。なお、射影変換された正対画像はポールスター照合手段24に入力されて、ポールスター特徴量を得るための画像として用いられる。
上記構成の動作および作用を説明する。
図6に示すように、距離検出手段36により検出した距離が所定の基準距離ではない場合、または、傾き検出手段38による検出の結果、撮像手段20に傾きが生じている場合には(ステップS11でYes)、射影変換手段40は取得画像を所定の正対画像に射影変換して、ポールスター照合手段24に出力する(ステップS12)。一方、ステップS11においていずれにも該当しない場合には(ステップS11でNo)、ステップS12を経ることなく処理をステップS13に進める。そして、移動体位置検出装置18は、画像取得して画像中の点にラベリングをし(ステップS13)、この画像点群を用いてポールスター照合手段24で尤度を導入したポールスター照合を行い(ステップS14)、照合床点候補群について絞り込み手段26で点群相互間距離の組み合わせの照合を行って(ステップS15)、位置検出手段28で撮像手段20のカメラ位置・方向の計算をし(ステップS16)、照合率による確認をする(ステップS17)。なお、上記のうちステップS13〜S17の具体的な処理内容については、上記の特許文献3に記載の処理内容と同様であるから、詳細な説明は省略する。
図6に示すように、距離検出手段36により検出した距離が所定の基準距離ではない場合、または、傾き検出手段38による検出の結果、撮像手段20に傾きが生じている場合には(ステップS11でYes)、射影変換手段40は取得画像を所定の正対画像に射影変換して、ポールスター照合手段24に出力する(ステップS12)。一方、ステップS11においていずれにも該当しない場合には(ステップS11でNo)、ステップS12を経ることなく処理をステップS13に進める。そして、移動体位置検出装置18は、画像取得して画像中の点にラベリングをし(ステップS13)、この画像点群を用いてポールスター照合手段24で尤度を導入したポールスター照合を行い(ステップS14)、照合床点候補群について絞り込み手段26で点群相互間距離の組み合わせの照合を行って(ステップS15)、位置検出手段28で撮像手段20のカメラ位置・方向の計算をし(ステップS16)、照合率による確認をする(ステップS17)。なお、上記のうちステップS13〜S17の具体的な処理内容については、上記の特許文献3に記載の処理内容と同様であるから、詳細な説明は省略する。
このように、撮像手段20と床面12間の距離Lが変動したり、撮像手段20の光軸AXが傾く場合には、撮像手段20により取得した画像は、射影変換手段40によって所定の正対画像に射影変換される。この射影変換された正対画像はポールスター照合手段24に入力されて、ポールスター特徴量を得るための画像として用いられる。このため、検出特徴量算出手段および特徴量照合手段としてのポールスター照合手段24による照合は正常に機能し、照合不良は起こさない。したがって、本発明によれば、照合不良を起こし難くして位置検出の信頼性を確保することができる。
また、位置検出手段28によって撮像手段20(および移動体16)の床面12内の2次元的な位置が検出され、距離検出手段36によって撮像手段20の床面12からの距離L、すなわち撮像手段20の床面12からの高さを検出できる。このため、撮像手段20および移動体16の3次元的な位置および姿勢(床面12内の方向)を検出することができる。
なお、傾き検出手段38に用いるような慣性センサでは、鉛直軸(Y軸)周りの回転(
図5のθy)については、誤差が累積される傾向があり、特に温度に依存してドリフトが生じるため、精度の高い値が求められない。また、慣性センサで検出した角速度を積分することにより床面12内の位置を算出できるが、これも誤差の累積が生じる。これに対し、ポールスター照合手段24による照合を用いる本発明では、鉛直軸周りの回転位置(方向)および床面12内の位置をそれぞれ正確に求めることができる。
図5のθy)については、誤差が累積される傾向があり、特に温度に依存してドリフトが生じるため、精度の高い値が求められない。また、慣性センサで検出した角速度を積分することにより床面12内の位置を算出できるが、これも誤差の累積が生じる。これに対し、ポールスター照合手段24による照合を用いる本発明では、鉛直軸周りの回転位置(方向)および床面12内の位置をそれぞれ正確に求めることができる。
また、本発明に係る移動体位置検出システムおよび方法は、映像放送用のバーチャルスタジオの撮影に適用することも可能である。バーチャルスタジオでは、拡張現実感(Augmented Reality)を使った撮影が行われるが、この種の撮影ではTVカメラの位置と姿勢の正確な把握が必要となる。この位置と姿勢を把握するために従来、TVカメラを載せる三脚の各車輪の回転履歴を取得する精密な機構を備えた重量の大きい高価な装置が使用されていた。そこで、本発明の移動体16をTVカメラ用の台車とし、これに比較的軽量な慣性センサ(傾き検出手段38)、レーザ測距器(距離検出手段36)、カメラ(撮像手段20)を取り付けた構成とすれば、比較的安価かつ簡易にTVカメラのバーチャルスタジオ内での位置と姿勢を検出することができる。
以上説明したように、本発明に係る移動体位置検出システムによれば、平面上を移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出システムであって、前記平面上に配置された複数のドットからなるドットパターンと、前記移動体に備えられ、前記移動体が位置する平面上の領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により取得した画像中の複数のドットから所定のドットを選択し、選択したドットと、このドットの周辺に位置する複数のドットとの位置関係を、選択したドットの検出特徴量として算出する検出特徴量算出手段と、前記検出特徴量を、所定の基準特徴量が格納された基準特徴量データベースと照合することにより、前記基準特徴量データベースから前記検出特徴量と一致度の高い所定の基準特徴量を選択する特徴量照合手段と、前記特徴量照合手段により選択した前記基準特徴量に基づいて、前記平面上における前記移動体の現在位置を検出する位置検出手段と、前記撮像手段と前記平面との距離を検出する距離検出手段と、前記平面に対する前記撮像手段の傾きを検出する傾き検出手段と、前記距離検出手段により検出した距離と、前記傾き検出手段により検出した傾きとに基づいて、前記撮像手段により取得した画像を、前記平面から所定の距離に位置する前記撮像手段により前記平面を正面から撮像したときに得られる正対画像に射影変換する射影変換手段とを備えるので、仮に撮像手段(カメラ)と平面(例えば床面)間の距離が変動したり、撮像手段の光軸が傾いたとしても、撮像手段により取得した画像は、射影変換手段によって所定の正対画像に変換され、検出特徴量算出手段および特徴量照合手段は正常に機能できる。したがって、照合不良を起こし難くして位置検出の信頼性を確保することができる。
また、位置検出手段によって撮像手段(および移動体)の平面内の2次元的な位置が検出され、距離検出手段によって撮像手段の平面からの距離が検出される。平面が床面である場合には、撮像手段の床面からの高さを検出できる。このため、撮像手段および移動体の3次元的な位置および姿勢(平面内の方向)を検出することができる。
また、本発明に係る移動体位置検出方法によれば、平面上を移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出方法であって、前記平面上には複数のドットからなるドットパターンが配置され、前記移動体には前記移動体が位置する平面上の領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段と前記平面との距離を検出する距離検出手段と、前記平面に対する前記撮像手段の傾きを検出する傾き検出手段とが備えられ、前記距離検出手段により検出した距離と、前記傾き検出手段により検出した傾きとに基づいて、前記撮像手段により取得した画像を、前記平面から所定の距離に位置する前記撮像手段により前記平面を正面から撮像したときに得られる正対画像に射影変換し、射影変換して取得した画像中の複数のドットから所定のドットを選択し、選択したドットと、このドットの周辺に位置する複数のドッ
トとの位置関係を、選択したドットの検出特徴量として算出し、前記検出特徴量を、所定の基準特徴量が格納された基準特徴量データベースと照合することにより、前記基準特徴量データベースから前記検出特徴量と一致度の高い所定の基準特徴量を選択し、選択した前記基準特徴量に基づいて、前記平面上における前記移動体の現在位置を検出するので、仮に撮像手段(カメラ)と平面(例えば床面)間の距離が変動したり、撮像手段の光軸が傾いたとしても、撮像手段により取得した画像は、射影変換によって所定の正対画像に変換され、基準特徴量データベースとの照合を正常に行うことができる。したがって、照合不良を起こし難くして位置検出の信頼性を確保することができる。
トとの位置関係を、選択したドットの検出特徴量として算出し、前記検出特徴量を、所定の基準特徴量が格納された基準特徴量データベースと照合することにより、前記基準特徴量データベースから前記検出特徴量と一致度の高い所定の基準特徴量を選択し、選択した前記基準特徴量に基づいて、前記平面上における前記移動体の現在位置を検出するので、仮に撮像手段(カメラ)と平面(例えば床面)間の距離が変動したり、撮像手段の光軸が傾いたとしても、撮像手段により取得した画像は、射影変換によって所定の正対画像に変換され、基準特徴量データベースとの照合を正常に行うことができる。したがって、照合不良を起こし難くして位置検出の信頼性を確保することができる。
また、撮像手段(および移動体)の平面内の2次元的な位置と、撮像手段の平面からの距離が検出される。平面が床面である場合には、撮像手段の床面からの高さを検出できる。このため、撮像手段および移動体の3次元的な位置および姿勢(平面内の方向)を検出することができる。
以上のように、本発明に係る移動体位置検出システムおよび方法は、建物内の床面上などの平面上に配置した移動体の位置検出に有用であり、特に、カメラ(撮像手段)と平面間の距離が変動したり、カメラ光軸が傾く際に懸念される照合不良を起こし難くして、検出の信頼性を確保するのに適している。
10 移動体位置検出システム
12 床面(平面)
14 ドットパターン
16 移動体
18 移動体位置検出装置
20 撮像手段
22 ポールスター特徴量格納手段
24 ポールスター照合手段(検出特徴量算出手段、特徴量照合手段)
26 絞り込み手段
28 位置検出手段
30 照明
32 ドット
34 ポールスターデータベース(基準特徴量データベース)
36 距離検出手段
38 傾き検出手段
40 射影変換手段
L 距離
ηx,ηz 傾斜角(傾き)
12 床面(平面)
14 ドットパターン
16 移動体
18 移動体位置検出装置
20 撮像手段
22 ポールスター特徴量格納手段
24 ポールスター照合手段(検出特徴量算出手段、特徴量照合手段)
26 絞り込み手段
28 位置検出手段
30 照明
32 ドット
34 ポールスターデータベース(基準特徴量データベース)
36 距離検出手段
38 傾き検出手段
40 射影変換手段
L 距離
ηx,ηz 傾斜角(傾き)
Claims (2)
- 平面上を移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出システムであって、
前記平面上に配置された複数のドットからなるドットパターンと、
前記移動体に備えられ、前記移動体が位置する平面上の領域を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により取得した画像中の複数のドットから所定のドットを選択し、選択したドットと、このドットの周辺に位置する複数のドットとの位置関係を、選択したドットの検出特徴量として算出する検出特徴量算出手段と、
前記検出特徴量を、所定の基準特徴量が格納された基準特徴量データベースと照合することにより、前記基準特徴量データベースから前記検出特徴量と一致度の高い所定の基準特徴量を選択する特徴量照合手段と、
前記特徴量照合手段により選択した前記基準特徴量に基づいて、前記平面上における前記移動体の現在位置を検出する位置検出手段と、
前記撮像手段と前記平面との距離を検出する距離検出手段と、
前記平面に対する前記撮像手段の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記距離検出手段により検出した距離と、前記傾き検出手段により検出した傾きとに基づいて、前記撮像手段により取得した画像を、前記平面から所定の距離に位置する前記撮像手段により前記平面を正面から撮像したときに得られる正対画像に射影変換する射影変換手段と
を備えることを特徴とする移動体位置検出システム。 - 平面上を移動する移動体の位置を検出する移動体位置検出方法であって、
前記平面上には複数のドットからなるドットパターンが配置され、
前記移動体には前記移動体が位置する平面上の領域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段と前記平面との距離を検出する距離検出手段と、前記平面に対する前記撮像手段の傾きを検出する傾き検出手段とが備えられ、
前記距離検出手段により検出した距離と、前記傾き検出手段により検出した傾きとに基づいて、前記撮像手段により取得した画像を、前記平面から所定の距離に位置する前記撮像手段により前記平面を正面から撮像したときに得られる正対画像に射影変換し、
射影変換して取得した画像中の複数のドットから所定のドットを選択し、選択したドットと、このドットの周辺に位置する複数のドットとの位置関係を、選択したドットの検出特徴量として算出し、
前記検出特徴量を、所定の基準特徴量が格納された基準特徴量データベースと照合することにより、前記基準特徴量データベースから前記検出特徴量と一致度の高い所定の基準特徴量を選択し、
選択した前記基準特徴量に基づいて、前記平面上における前記移動体の現在位置を検出することを特徴とする移動体位置検出方法。
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JP2014011731A JP2015138530A (ja) | 2014-01-24 | 2014-01-24 | 移動体位置検出システムおよび方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017057052A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | ソニー株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01211007A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-24 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 画像式無人車の停止方法 |
JP2009017480A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | カメラキャリブレーション装置およびそのプログラム |
JP2011210183A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Shimizu Corp | 移動体位置検出システムおよび方法 |
-
2014
- 2014-01-24 JP JP2014011731A patent/JP2015138530A/ja active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01211007A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-24 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 画像式無人車の停止方法 |
JP2009017480A (ja) * | 2007-07-09 | 2009-01-22 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | カメラキャリブレーション装置およびそのプログラム |
JP2011210183A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Shimizu Corp | 移動体位置検出システムおよび方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017057052A1 (ja) * | 2015-09-30 | 2017-04-06 | ソニー株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法、およびプログラム |
CN108027230A (zh) * | 2015-09-30 | 2018-05-11 | 索尼公司 | 信息处理设备、信息处理方法和程序 |
US10731994B2 (en) | 2015-09-30 | 2020-08-04 | Sony Corporation | Information processing device and information processing method |
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