JP2020144576A - 位置推定システムおよび発光装置 - Google Patents
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Abstract
Description
この構成によれば、異なる発光装置において異なる発光条件を容易に生成できる。
この構成によれば、複数のLEDの発光パターンの組み合わせによって識別子が表されるため、より多くの種類の識別子を読み取り可能に構成できる。
この構成のパルスの波長は、いわゆるアイセーフティ帯の波長であり、人間の網膜に安全な光である。そのため、パルスの発光強度を大きくすることができ、撮像部は、昼間や遠方でもLEDの発光を明瞭に撮像できる。
この構成によれば、一方のLEDの発光パターン(例えば、波長)を他方のLEDの発光パターンと異なるように設定することにより、取得部が一方の識別子を取得しづらい場合であっても、他方の識別子を取得しやすいように設定できる。これにより、取得部は、時間帯や天候などの環境の変化にかかわらず、識別子を安定して取得できる。さらに、信頼性向上の利点もある。
この構成によれば、発光装置が発光しているタイミングの撮像画像を取得できるため、取得部は、より少ない撮像画像を用いて発光装置の経時的変化を解析できる。これにより、取得部の処理の負担を軽減できる。
この構成によれば、撮像部を備える車両などの位置が推定できることに加えて、車両の運転手などは、周期的に配置された発光装置を認識することにより道路の形状を認識できる。
この構成によれば、1つの発光装置の識別子が隣接する発光装置の位置情報も含んでいるため、識別子を有する発光装置の数を低減できる。取得部は、1つの発光装置の発光パターンのみを取得することにより、隣接する発光装置の位置情報も取得できるため、位置推定部の計算処理が簡易になる。また、発光パターンが解析される発光装置の数が少なくなるため、位置推定システムを単純化できる。また、取得部が経時的変化を解析するLEDの数が少なくなるため、位置推定システム全体のコストを削減できる。
図1は、本発明の第1実施形態としての位置推定システム100の概略図である。位置推定システム100は、車載カメラ11,12によって撮像された発光装置の位置情報を利用することにより、車載カメラ11,12を搭載している車両10の位置を推定するシステムである。図1に示されるように、位置推定システム100は、道路上に配置された複数の発光装置51〜56と、道路を走行している車両10とを備えている。
第1実施形態の位置推定システム100は、発光装置51〜56と、車載カメラ11,12と、識別子を取得する画像処理部33と、車両10の位置を推定する位置推定部34とを備える位置推定システムの一例である。位置推定システムについては、種々変形可能である。例えば、車載カメラ11,12などは、車両10に搭載されている必要はなく、別の移動体に備えられていてもよい。また、車載カメラ11,12は、車両10の前方ではなく、車両10の側方などの周辺に位置する発光装置を撮像してもよい。なお、周辺に位置する発光装置とは、撮像部として機能する車載カメラ11,12の撮像範囲に位置する発光装置をいい、車載カメラ11,12から発光装置までの距離の大小は関係ない。また、制御装置20は、必ずしも、通信部31、動作制御部32、および記憶部40を備えていなくてもよい。また、記憶部40は、サーバに保存されており、制御装置20は、通信部31による無線通信を介してサーバにアクセスしてもよい。車載カメラ11,12は、1つであってもよいし、3つ以上であってもよい。複数ある撮像部の内、任意の撮像部が発光装置51〜56を撮像してもよい。第1実施形態の識別子51I〜53Iは、位置情報としての緯度および経度と、高度情報とに対応付けられていたが、識別子51I〜53I自体が、緯度および経度などの位置情報であってもよい。この場合に、識別子51I〜53Iの取得部として機能する画像処理部33が、位置推定部34の機能を兼ねていてもよい。また、識別子51I〜53Iは、位置情報に対応付けられ、高度情報に対応付けられていなくてもよい。
図4は、第2実施形態の発光装置61a〜68aの発光条件を説明するための撮像画像IM1aである。第2実施形態では、第1実施形態の位置推定システム100と比較して、道路上に配置される発光装置61a〜68aの発光条件の詳細について説明する。第2実施形態の各発光装置61a〜68aは、異なる発光波長によって発光するLED61La〜68Laを備えている。LED61La〜68Laの波長は、360ナノメートル(nm)以上800nm未満の長さであり、いわゆる可視光の波長である。そのため、車両10の運転手には、LED61La〜68Laが異なる色に見えている。図4は、LED61La〜68Laの異なる色を、LED61La〜68Laに異なるハッチングを付すことによって示している。なお、LED61La〜68Laの波長は、可視光の波長ではなく、人が認識できない近赤外(800nm以上)の波長であってもよい。
第2実施形態では、LED61La〜63Laのそれぞれの発光パターンに対して、画像処理部が異なる識別子を取得していたが、画像処理部33は、LED61La〜63Laの異なる発光パターンの組み合わせによって1つの識別子を取得してもよい。例えば、車載カメラ11,12の撮像画像中に、LED61La〜63Laの全てが含まれた状態で、画像処理部33がLED61La〜63Laのそれぞれの発光パターンの経時的変化を解析する。画像処理部33は、LED61La〜63Laの各発光条件から1つの識別子を取得してもよい。取得された識別子は、LED61La〜63Laの全ての位置情報を表してもよいし、LED61La〜63Laの内の一部の位置情報を表していてもよい。このように、第2実施形態の変形例では、複数のLED61La〜63Laの発光パターンの組み合わせによって1つの識別子が表されるため、より多くの種類の識別子を読み取り可能に構成できる。
図6は、第3実施形態の発光装置70を拡大した概略図である。図6に示されるように、第3実施形態の発光装置70は、第1実施形態の発光装置51〜56および第2実施形態の発光装置61〜68と異なり、2個以上のLED71L,LED72Lを備えている。そして、LED71Lの発光パターンと、LED72Lの発光パターンとは異なる。LED71Lの波長は、360nm以上800nm未満までの長さの可視光の波長である。一方で、LED72Lの波長は、0.8μm(800nm)以上2.5μm(2500nm)以下の長さの近赤外の波長である。
第3実施形態のLED71L,72Lの発光パターンの違いは、LED71L,72Lの波長の違いであったが、波長以外の要素が異なっていてもよい。例えば、LED71L,72Lの発光パターンの違いは、パルスの発光強度、パルスの幅および周期であってもよいし、これらの一部および全部が異なるように組み合わされたパルスの違いであってもよい。第3実施形態のLED71Lの波長が可視光の波長であり、LED72Lの波長がアイセーフティ帯の波長であったが、LED71L,72Lの波長は、同じ可視光の領域の波長であってもよい。また、LED71Lのみが識別子を表す発光条件の経時的変化を有しており、LED72Lが識別子を表す発光条件の経時的変化を有していなくてもよい。
図7は、第4実施形態における撮像画像IM1cの一例を示す説明図である。図7に示されるように、第4実施形態の撮像画像IM1c中の白線WL1には、3つの発光装置81〜83と、発光装置83に隣接する発光装置75と、が配置されている。同じように、撮像画像IM1c中の白線WL2上には、4つの発光装置84〜87が配置されている。7つの発光装置81〜87は、経時的に発光パターンを変化させておらず、継続的に同じ発光条件で発光している。そのため、7つの発光装置81〜87は、自身の位置情報を表す識別子を読み取り可能には構成されていない。
第4実施形態の識別子75Iは、他の発光装置81〜87の位置情報および高度情報も表していたが、隣接する発光装置83の位置情報および高度情報のみを表していてもよい。また、識別子75Iは、他の発光装置81〜87の高度情報を表していなくてもよいし、自身の高度情報を表していなくてもよい。また、発光装置81〜87の一部または全部が、発光装置75の位置情報を表す識別子を読み取り可能に構成されていてもよい。例えば、識別子75Iが他の発光装置81〜87の位置情報を表す発光装置ID(図8)を備え、かつ、発光装置81〜87のそれぞれが読み取り可能に構成した識別子が、自身以外の発光装置および発光装置75の位置情報を表す識別子を備えていてもよい。これにより、発光装置75および発光装置81〜87の内の1つが、車載カメラ11,12により撮像されることで、位置推定部34は、発光装置81〜87の全ての位置情報を用いて、車載カメラ11,12の位置(車両10の位置)を推定できる。
図9は、第5実施形態としての位置推定システム100dの概略図である。第5実施形態の位置推定システム100dは、第1実施形態の位置推定システム100と比較すると、通信部(情報取得部)31dが取得する情報と、取得された情報を用いて車載カメラ11,12の撮像タイミングを制御する撮像制御部35を備えること、とが異なる。第5実施形態では、第1実施形態と異なる構成および制御について説明し、第1実施形態と同じ構成および制御についての説明を省略する。
第5実施形態の通信部31dは、取得するLED51L〜56Lのパルスの周期の情報として、JJF電波を一例としてあげたが、その他の電波であってもよい。また、通信部31dは、位置推定部34により推定された車両10の位置に応じて、取得するLED51L〜56Lのパルスの周期の情報を変更してもよい。
11,12…車載カメラ(撮像部)
20…制御装置
21…ROM
22…RAM
30…CPU
31,31d…通信部
32…動作制御部
33…画像処理部(取得部)
34…位置推定部
35…撮像制御部
40…記憶部
51〜56,61〜68,61a〜68a,70,75,81〜87…発光装置
51L〜56L,61L〜68L,61La〜68La,71L,72L,75L…LED
51I〜56I,75I…識別子
81I,82I…発光装置ID
100,100d…位置推定システム
41…地図DB
42…識別子DB
IM1,IM1a,IM1c…撮像画像
WL1,WL2…白線
Δt1,Δt2,Δt3,Δt4…パルス幅
Claims (9)
- 位置推定システムであって、
道路上に配置された複数の発光装置と、
車両に搭載されて、前記車両の周辺に位置する前記発光装置を撮像する撮像部と、
前記撮像部の撮像画像を用いて各前記発光装置の位置情報を表す識別子を取得する取得部と、
前記車両の位置を推定する位置推定部と、を備え、
各前記発光装置は、
LED(light emitting diode)を有し、
前記LEDの発光条件を経時的に変調することにより、前記識別子を読み取り可能に構成され、
前記取得部は、前記撮像部の撮像画像の経時的変化を解析することにより、前記識別子を取得し、
前記位置推定部は、取得された前記識別子が表す前記発光装置の位置情報を用いて、前記車両の位置を推定する、位置推定システム。 - 請求項1に記載の位置推定システムであって、
前記発光条件は、前記LEDによる発光の経時的なオンとオフとを繰り返したパルス状の発光パターンであり、
前記発光パターンは、パルスの波長と、パルスの発光強度と、パルスの幅および周期との少なくとも1つを変化させている、位置推定システム。 - 請求項2に記載の位置推定システムであって、
前記取得部は、前記複数の発光装置における各前記LEDの前記発光パターンの組み合わせによって表される1つの前記識別子を取得する、位置推定システム。 - 請求項2または請求項3に記載の位置推定システムであって、
前記発光パターンでは、パルスの波長の領域が1.4マイクロメートル以上2.6マイクロメートル以下である、位置推定システム。 - 請求項2から請求項4までのいずれか一項に記載の位置推定システムであって、
前記複数の発光装置の少なくとも1つは、2個以上の前記LEDを有し、
各前記LEDの前記発光パターンが異なっている、位置推定システム。 - 請求項2から請求項5までのいずれか一項に記載の位置推定システムであって、さらに、
前記発光パターンとしてのパルスの周期の情報を取得する情報取得部と、
前記情報取得部により受信したパルスの周期に合わせて、前記撮像部が前記発光装置を撮像するタイミングを制御する撮像制御部と、を備える、位置推定システム。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の位置推定システムであって、
前記複数の発光装置のそれぞれは、所定の間隔を空けて周期的に前記道路上に配置されている、位置推定システム。 - 請求項7に記載の位置推定システムであって、
前記複数の発光装置の少なくとも1つの前記識別子は、前記発光装置の位置情報に加えて、隣接している前記発光装置の位置情報を含む、位置推定システム。 - 発光装置であって、
LEDの発光条件を経時的に変調することにより、前記発光装置の位置情報を表す識別子を読み取り可能に構成されている、発光装置。
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