JP2020532775A - マッピング方法、画像収集処理システム及び測位方法 - Google Patents
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Abstract
Description
はマッピング接続集合に全部で
個の接続が含まれることを表し、
はマッピング接続集合中の
番目の接続を表し、
は
番目の接続の基準点を表し、
は
番目の接続の隣接点を表し、
は
番目の接続の相互相関結果を表し、
は基準点のヨー角を表し、
は隣接点のヨー角を表し、
は相互相関結果における相対回転角度を表し、
は基準点と隣接点の慣性航法測定部品での角度差として理解でき、
は慣性航法測定部品での角度差と相互相関結果における相対回転との角度差として理解でき(相互相関結果における回転角度は位相相関法により算出されたthetaであり、この値は、隣接点の画像がどれぐらいの角度を回転すれば基準点の画像と平行になるかを表す)、ここで、
はヨー角重み関数であり、ヨー角のフィッティング過程において、異なる接続点属性(例えば、標定点と非標定点)の地図反復における重みが異なること(一例として、一般的には、標定点の重みが大きく、例えば1000であり、非標定点の重みが小さく、例えば1である)を表し、
は相互相関結果における角度差の重み関数であり、異なる接続属性(例えば、2つの非標定点の間の接続、標定点と非標定点の間の接続)の相互相関結果角度に対する重み(2つの非標定点の接続であれば、変化の度合いが対等又は均等になるはずであり、これは、2つのコードの地位は等しいが、標定点と非標定点の変化の度合いは対等ではなく、非標定点の変化の度合いが標定点より著しく大きいため、重みにより制御される必要があるからである。実際の状況に応じて重みを与えることができる)を表す。1つの好ましい実施形態によれば、2つの非標定点の接続について、重みは1とし、同じレベルで調整することができ、標定点と非標定点の接続についても、重みは1としてもよく、これは、標定点が定数であり、勾配計算に関与しないため、勾配が不変であると考えられるからである。標定点を微調整することを考慮すれば、標定点と非標定点との接続の重み付け比は99:1に達することができる。
は基準点のx軸座標を表し、
は隣接点のx軸座標を表し、
は相互相関結果におけるx方向相対変位を表し、
は基準点と隣接点の慣性航法測定部品でのx方向座標の差として理解でき、
は慣性航法測定部品でのx方向座標の差と相互相関結果におけるx方向相対変位の差として理解でき(相互相関結果におけるx方向相対変位は、位相相関法により算出されたdelta_xであり、この値は、隣接点の画像がx方向に沿ってどのぐらいの距離を並進すれば基準点の画像に整列するかを表す)、ここで、
はx軸重み関数であり、x軸座標のフィッティング過程において、異なる接続点属性(例えば、標定点と非標定点)の地図反復における重みが異なること(一例として、一般的には、標定点の重みが大きく、例えば1000であり、非標定点の重みが小さく、例えば1である)を表し、
は相互相関結果のx軸相対変位に対する調整重みであり、例えば1をとすることができる。
は基準点のy軸座標を表し、
は隣接点のy軸座標を表し、
は相互相関結果におけるy方向相対変位を表し、
は基準点と隣接点の慣性航法測定部品でのy方向座標の差として理解でき、
は慣性航法測定部品でのy方向座標の差と相互相関結果におけるy方向相対変位との差として理解でき(相互相関結果におけるy方向相対変位は、位相相関法により算出されたdelta_yであり、この値は、隣接点画像がy方向に沿ってどのぐらいの距離を並進すれば基準点の画像に整列するを表す)、ここで、
はx軸重み関数であり、y軸座標フィッティング過程において、異なる接続点属性(例えば、標定点と非標定点)の地図反復における重みが異なること(一例として、一般的には、標定点の重みが大きく、例えば1000であり、非標定点の重みが小さく、例えば1である)を表し、
は相互相関結果のy軸相対変位に対する調整重みであり、例えば1とすることができる。
、
、
はそれぞれ、theta、x、y変化量の最終フィッティング結果における重みを表し、あるシーンはthetaの変化に対して敏感であれば、
を上げることができる。1つの好ましい実施形態によれば、
、
、
はいずれも1である。
、
、
、
、
、
である。数式1の各独立変数を導出することにより、各独立変数の勾配方向、又は一組の勾配集合が得られ、勾配降下を行うために使用されている。
さらに、当業者が認識できるように、本明細書に記載した主題のメカニズムは、様々な形でプログラム製品として配給することができ、また、本明細書に記載した主題の例示的な例は、該配給を実際に実現するための信号担持媒体の具体的な種類にかかわらず適用することができる。信号担持媒体の例は、フレキシブルディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク(CD)、デジタルビデオディスク(DVD)、デジタルテープ、コンピュータメモリなどの記録可能型媒体と、デジタル及び/又はアナログ通信媒体(例えば、光ファイバケーブル、導波路、有線通信リンク、無線通信リンクなど)の伝送型媒体とを含むが、これらに限定されない。
Claims (29)
- 場所をマッピングする方法であって、
前記場所の座標系を作成又は取得することと、
前記場所をスキャンして、標定点の画像、測位対象となる位置の画像、前記画像に対応する位置パラメータ及び姿勢パラメータを取得することと、
前記標定点の画像、前記測位対象となる位置の画像、前記位置パラメータ及び前記姿勢パラメータに基づいて、前記測位対象となる位置の画像の前記位置パラメータ及び姿勢パラメータを修正することとを含む、方法。 - 前記位置パラメータは、横座標及び縦座標を含み、好ましくは、垂直座標を含み、前記姿勢パラメータは、ヨー角を含み、好ましくは、ピッチ角及びロール角を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記修正ステップは、
それぞれ1枚の画像、前記1枚の画像に対応する前記位置パラメータ及び前記姿勢パラメータ、前記画像が標定点に対応するかどうかを含む接続点の集合を作成することと、
前記接続点の集合に基づいて、前記測位対象となる位置の画像の前記位置パラメータ及び姿勢パラメータを修正することとを含む、請求項1又は2に記載の方法。 - 前記修正ステップは、
前記接続点の集合から、距離が所定値を超えない2つの接続点を一つの接続として取得して、接続の集合を作成することと、
前記接続の集合中の各々の接続に含まれる2つの接続点に対して、前記2つの接続点の間の接続信頼度を算出し、接続信頼度が所定の閾値より高い接続をマッピング接続集合としてフィルタリングすることと、
前記マッピング接続集合に基づいて、前記測位対象となる位置の画像の前記位置パラメータ及び姿勢パラメータを修正することとを含む、請求項3に記載の方法。 - 前記修正ステップは、さらに、
前記マッピング接続集合において、初期化ステップを実行する際に非標定点の接続点の画像の前記位置パラメータ及び姿勢パラメータを初期反復パラメータとする勾配降下法を実行することを含む、請求項4に記載の方法。 - 前記修正ステップは、さらに、
反復変化率が所定の閾値より低くなるまで、前記勾配降下法を実行することを含む、請求項5に記載の方法。 - 標定点のうちの一部又は全部に対して、複数回の画像収集を行い、毎回の画像収集に対応する位置パラメータ及び姿勢パラメータを取得する、請求項1〜6の何れか1項に記載の方法。
- 前記座標系、前記標定点の画像、前記測位対象となる位置の画像、前記標定点の画像の位置パラメータ及び姿勢パラメータ、修正後の前記測位対象となる位置の画像の位置パラメータ及び姿勢パラメータをデータベース又はファイルに記憶して、地図を作成し、好ましくは、前記接続の集合及び/又は前記マッピング接続集合を前記データベース又はファイルに記憶することをさらに含む、請求項1〜7の何れか1項に記載の方法。
- 前記座標系は物理座標系である、請求項1〜8の何れか1項に記載の方法。
- 前記所定値は、前記画像の長さ又は幅の半分である、請求項4に記載の方法。
- ベースと、
前記ベースに取り付けられ、前記ベースの下方の領域の画像を収集できるように構成されているカメラと、
前記ベースに取り付けられ、前記画像に対応する無人搬送車の位置パラメータ及び姿勢パラメータを測定又は算出できるように構成されている測定部品とを含む、画像収集用の無人搬送車。 - 前記ベースに取り付けられ、前記カメラによる画像収集のために前記ベースの下方の領域を照明できるように構成されている発光装置をさらに含む、請求項11に記載の無人搬送車。
- 前記ベースに取り付けられ、前記カメラと前記測定部品がいずれもそれに結合され前記搬送車を制御して前記標定点及び前記測位対象となる位置に前進させて、前記標定点の画像及び前記測位対象となる位置の画像を収集するように構成されている制御装置をさらに含む、請求項11又は12に記載の無人搬送車。
- 前記カメラ及び前記測定部品に結合され、前記画像、前記位置パラメータ及び姿勢パラメータに基づいて、前記測位対象となる位置の画像の位置パラメータ及び姿勢パラメータを修正する処理装置をさらに含む、請求項13に記載の無人搬送車。
- 前記処理装置は、
それぞれ1枚の画像、前記1枚の画像に対応する前記位置パラメータ及び前記姿勢パラメータ、前記画像が標定点に対応するかどうかを含む接続点の集合を作成することと、
前記接続点の集合から、距離が所定値を超えない2つの接続点を一つの接続として取得して、接続の集合を作成することと、
前記接続の集合中の各々の接続に含まれる2つの接続点に対して、前記2つの接続点の間の接続信頼度を算出し、接続信頼度が所定の閾値より高い接続をマッピング接続集合としてフィルタリングすることと、
前記マッピング接続集合において、反復変化率が所定の閾値より低くなるまで、初期化ステップを実行する際に非標定点の接続点の画像の前記位置パラメータ及び姿勢パラメータを初期反復パラメータとする勾配降下法を実行することとを含む方法により、
前記測位対象となる位置の画像の位置パラメータ及び姿勢パラメータを修正する、請求項14に記載の無人搬送車。 - 前記ベースに取り付けられ、前記発光装置からの光線を柔らかくするためのレンズフードをさらに含み、好ましくは、前記発光装置は、前記レンズフードを取り囲んで取り付けられる、請求項11〜15の何れか1項に記載の無人搬送車。
- 前記測定部品は、慣性航法測定部品である、請求項11〜16の何れか1項に記載の無人搬送車。
- 前記位置パラメータは、横座標及び縦座標を含み、好ましくは、垂直座標を含み、前記姿勢パラメータは、ヨー角を含み、好ましくは、ピッチ角及びロール角を含む、請求項11〜17の何れか1項に記載の無人搬送車。
- 前記測定部品は、レーザSLAM測定装置及び/又は視覚SLAM測定装置を含む、請求項11〜18の何れか1項に記載の無人搬送車。
- 前記処理装置は、前記座標系、前記標定点の画像、前記測位対象となる位置の画像、前記標定点の画像の位置パラメータ及び姿勢パラメータ、修正後の前記測位対象となる位置の画像の位置パラメータ及び姿勢パラメータをデータベース又はファイルに記憶して、地図を作成し、好ましくは、前記接続の集合及び/又は前記マッピング接続集合を前記データベース又はファイルに記憶するように構成されている、請求項14又は15に記載の無人搬送車。
- 請求項11に記載の無人搬送車と、
前記カメラ及び前記測定部品に結合され、前記画像、前記位置パラメータ及び姿勢パラメータに基づいて、前記画像の位置パラメータ及び姿勢パラメータを修正する処理装置とを含む、画像収集処理システム。 - 前記処理装置は、請求項1〜10の何れか1項に記載のマッピング方法を実行できるように構成されている、請求項20に記載の画像収集処理システム。
- 無人搬送車の下方の画像を収集できるように構成されているカメラと、
前記無人搬送車の下方を照明できるように構成されている発光装置と、
前記無人搬送車の位置パラメータ及び姿勢パラメータを測定できるように構成されている慣性航法測定部品と、
前記カメラと前記慣性航法測定部品がいずれもそれに結合され、前記画像、前記位置パラメータ及び姿勢パラメータに基づいて、前記画像の位置パラメータ及び姿勢パラメータを修正するように構成されている処理装置とを含む、無人搬送車用のマッピング測位システム。 - 前記処理装置は、請求項1〜10の何れか1項に記載のマッピング方法を実行できるように構成されている、請求項22に記載のマッピング測位システム。
- 場所をマッピングするデバイスであって、
前記場所の座標系を作成又は取得するように構成されている装置と、
前記場所をスキャンして、標定点の画像、複数の測位対象となる位置の画像、前記画像に対応する位置パラメータ及び姿勢パラメータを取得するように構成されている装置と、
前記画像、前記位置パラメータ及び前記姿勢パラメータに基づいて、前記測位対象となる位置の画像の位置パラメータ及び姿勢パラメータを修正する装置とを含む、デバイス。 - 請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法で得られた地図をロード又は取得することと、
測位対象となる位置の画像、該画像に対応する位置パラメータ及び姿勢パラメータを収集又は取得することと、
前記地図に基づいて、該測位対象となる位置の画像との距離が最も近い画像を検索することとを含む、測位方法。 - 位相相関法を用いて、前記測位対象となる位置の画像と前記距離が最も近い画像との間の信頼度、位置パラメータオフセット及び姿勢パラメータオフセットを算出することをさらに含む、請求項26に記載の測位方法。
- 位相相関法を用いて算出された信頼度が所定値より低い場合、該距離が最も近い画像を廃棄し、該測位対象となる位置の画像との距離が最も近く、信頼度が所定値より高い画像を再検索する、請求項26に記載の測位方法。
- プロセッサによって実行される場合、請求項1〜10のいずれか一項に記載のマッピング方法を実行するコンピュータ実行可能な命令を記憶する、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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