JP4171459B2 - 移動体の回転移動量利用方法とその装置、及びコンピュータプログラムを保存するコンピュータ読取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Description
"Where am I? Sensors AND Methods for Mobile Robot Positioning",J.Borenstein, H. R. Everette及びL. Feng.,University of Michigan for the Oak Ridge National Lab. D&D Program,1996年4月出刊,p.10 "Measurement AND Correction of Systematic Odometry Errors in Mobile Robots",J.Borenstein及びL.Feng,IEEE Transactions on Robotics And Automation,Vol.12,No.6,1996年12月出刊,pp.869-880 "Relative Localization using Path Odometry Information",Nakju Lett Doh,Howie Choset及びWan Kyun Chung,IEEE Transactions on Robotics and Automation
図1は、本発明による移動体の回転移動量利用方法の一実施形態を説明するためのフローチャートであり、移動体を初期化させる段階(第10及び第12段階)、移動体の線形移動量及び回転移動量を求める段階(第14ないし第20段階)、ポスチャを更新する段階(第22段階)、及び目的位置に達しているか否かを判断する段階(第24段階)からなる。
第14段階後に、獲得された2つのイメージについてマッチング点を探し、このマッチング点それぞれのイメージ座標値を求めて保存する(第16段階)。ここで、マッチング点は、必要最小限の数のマッチング点になる。このとき、必要最小限の数のマッチング点の個数は、8個または2個である。または、本発明によれば、イメージ座標を抽出するにあたって引き起こされる誤差、映像ノイズによる誤差またはイメージを獲得するカメラ(図示せず)パラメータの誤差にもかかわらず正確なイメージ座標を抽出するために、マッチング点の個数を必要最小限の数のマッチング点の個数、すなわち8または2の整数倍に設定することもある。
これと同様に、空間上の対象28を撮影するカメラの焦点を他の位置40に置き、矢印方向32に光軸を設定して対象28を撮影すれば、イメージ平面36上にその対象28が投影される。このとき、イメージ平面36上に投影された対象44が有するイメージ座標(u2,v2)と空間上での対象28が有する座標[2P1=(X2,Y2,Z2)]間に次の数式(4)のような関係が成立する。
第22段階後に、移動体が目的位置に達しているか否かを判断する(第24段階)。もし、移動体が目的位置に達していないと判断された場合、第14段階に進む。しかし、移動体が目的位置に達していると判断された場合、図1に図示された移動体の回転移動量利用方法を終了する。
102 座標値生成部
104 センシング部
106 移動量生成部
108 ポスチャ更新部
110 制御部
112 位置検査部
Claims (23)
- 移動体が移動する経路上の相異なる2地点でイメージを獲得するイメージ獲得部と、
前記獲得されたイメージについてマッチング点を探し、前記各マッチング点のイメージ座標値を生成する座標値生成部と、
前記移動体の線形移動を変位センサによりセンシングするセンシング部と、
前記センシング結果から線形移動量を生成し、前記イメージ座標値及び前記線形移動量から回転移動量を生成する移動量生成部と、
を備える移動体の回転移動量利用装置において、
移動体の回転移動量を利用する方法であって、
前記イメージ獲得部が、前記移動体が移動する経路上の相異なる2地点でイメージを獲得する段階と、
前記座標値生成部が、前記獲得されたイメージについてマッチング点を探し、前記各マッチング点のイメージ座標値を求める段階と、
前記センシング部が、前記移動体の線形移動を変位センサによりセンシングする段階と、
前記移動量生成部が、センシング結果を利用して線形移動量を求め、前記イメージ座標値及び前記線形移動量を利用し、前記回転移動量を求める段階と、
を含むことを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項1に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
前記移動量生成部で生成された前記線形移動量及び前記回転移動量から前記移動体のポスチャを更新し、更新された結果を出力するポスチャ更新部をさらに備える移動体の回転移動量を利用する装置において、
前記ポスチャ更新部が、前記線形移動量及び前記回転移動量を利用し、前記移動体のポスチャを更新する段階を含むことを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項2に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
前記移動体のポスチャを補正するか否かを検査する補正検査部と、
前記イメージ獲得部は、前記検査された結果に応答し、前記イメージを獲得する機能をさらに備える移動体の回転移動量利用装置において、
前記補正検査部が、前記移動体のポスチャを補正するか否かを判断する段階と、
前記イメージ獲得部が、前記補正検査部により前記移動体のポスチャを補正すると判断された場合、前記イメージを獲得する段階に進む段階と、
を含むことを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項2に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
前記イメージ座標値を求めるときから前記ポスチャを更新する時まで、前記移動体は、移動中であることを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項3に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
前記イメージ座標値を求めるときから前記ポスチャを更新するときまで、前記移動体は、停止することを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項2に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
移動制御信号、ポスチャ初期化信号及び獲得制御信号を出力する制御部と、
前記ポスチャの更新が完了しているか否かを表し、前記ポスチャ更新部から入力した更新完了信号に応答し、前記移動体が目的位置に達しているか否かを検査する位置検査部とをさらに備え、
前記移動体は、前記移動制御信号に応答して移動し、
前記ポスチャ更新部は、前記ポスチャ初期化信号に応答して前記ポスチャを初期化させ、
前記イメージ獲得部は、前記獲得制御信号または前記位置検査部で検査された結果に応答し、前記イメージを獲得する移動体の回転移動量利用装置において、
前記移動体が、移動を始める段階と、
前記ポスチャ更新部が、前記移動体のポスチャを初期化し、前記イメージを獲得する段階に進む段階と、
前記位置検査部が、前記移動体のポスチャが更新された後に、前記移動体が目的位置に達しているか否かを判断し、前記移動体が前記目的位置に達していないと判断した場合、前記イメージを獲得する段階に進む段階と、
を含むことを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項3に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
移動制御信号、ポスチャ初期化信号及び獲得制御信号を出力する制御部と、
前記ポスチャの更新が完了しているか否かを表し、前記ポスチャ更新部から入力した更新完了信号に応答し、前記移動体が目的位置に達しているか否かを検査する位置検査部をさらに備え、
前記移動体は、前記移動制御信号に応答して移動し、
前記ポスチャ更新部は、前記ポスチャ初期化信号に応答して前記ポスチャを初期化させ、
前記補正検査部は、前記補正制御信号または前記位置検査部で検査された結果に応答して前記ポスチャを補正するか否かを検査する移動体の回転移動量利用装置において、
前記移動体が、移動を始める段階と、
前記ポスチャ更新部が、前記移動体のポスチャを初期化し、前記ポスチャを補正するか否かを判断する段階に進む段階と、
前記位置検査部が、前記移動体のポスチャが更新された後に、前記移動体が目的位置に達しているか否かを判断し、前記移動体が前記目的位置に達していないと判断した場合、前記補正検査部が、前記ポスチャを補正するか否かを判断する段階に進む段階と、
を含むことを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項7に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
前記補正検査部は、前記移動体のポスチャを補正しないと判断した場合、前記制御部に前記移動制御信号を出力させて前記移動体を移動させ、前記位置検査部が、前記移動体が前記目的位置に達しているか否かを判断する段階に進む段階をさらに備えることを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項1または請求項3に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
前記2地点が形成する経路は、直線であることを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項1に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
前記マッチング点の個数は、必要最小限の数のマッチング点の個数であることを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項10に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
前記必要最小限の数のマッチング点は8個であることを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項10に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
前記必要最小限の数のマッチング点は2個であることを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項11に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
前記マッチング点の個数は、必要最小限の数のマッチング点の個数の整数倍に設定されることを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。 - 請求項1に記載の移動体の回転移動量利用方法は、
前記移動体の前記回転移動量は、下記のように求められる変換行列(R1,2)を利用して求められることを特徴とする移動体の回転移動量利用方法。
- 移動体の回転移動量を利用する装置において、
前記移動体が移動する経路上の相異なる2地点でイメージを獲得するイメージ獲得部と、
前記獲得されたイメージについてマッチング点を探し、前記各マッチング点のイメージ座標値を生成する座標値生成部と、
前記移動体の線形移動を変位センサによりセンシングするセンシング部と、
前記センシング結果から線形移動量を生成し、前記イメージ座標値及び前記線形移動量から前記回転移動量を生成する移動量生成部と、
を備えることを特徴とする移動体の回転移動量利用装置。 - 前記移動体の回転移動量利用装置は、
前記移動量生成部で生成された前記線形移動量及び前記回転移動量から前記移動体のポスチャを更新し、更新された結果を出力するポスチャ更新部をさらに備えることを特徴とする請求項15に記載の移動体の回転移動量利用装置。 - 前記移動体の回転移動量利用装置は、
前記移動体のポスチャを補正するか否かを検査する補正検査部をさらに備え、
前記イメージ獲得部は、前記検査された結果に応答し、前記イメージを獲得することを特徴とする請求項16に記載の移動体の回転移動量利用装置。 - 前記移動体の回転移動量利用装置は、
移動制御信号、ポスチャ初期化信号及び獲得制御信号を発生する制御部と、
前記ポスチャの更新が完了しているか否かを表し、前記ポスチャ更新部から入力した更新完了信号に応答し、前記移動体が目的位置に達しているか否かを検査する位置検査部とをさらに備え、
前記移動体は、前記移動制御信号に応答して移動し、前記ポスチャ更新部は、前記ポスチャ初期化信号に応答して前記ポスチャを初期化させ、前記イメージ獲得部は、前記獲得制御信号または前記位置検査部で検査された結果に応答し、前記イメージを獲得することを特徴とする請求項16に記載の移動体の回転移動量利用装置。 - 前記移動体の回転移動量利用装置は、
前記移動制御信号、ポスチャ初期化信号及び補正制御信号を発生する制御部と、
前記ポスチャの更新が完了しているか否かを表し、前記ポスチャ更新部から入力した更新完了信号に応答し、前記移動体が目的位置に達しているか否かを検査する位置検査部をさらに備え、
前記移動体は、前記移動制御信号に応答して移動し、前記ポスチャ更新部は、前記ポスチャ初期化信号に応答して前記ポスチャを初期化させ、前記補正検査部は、前記補正制御信号または前記位置検査部で検査された結果に応答して前記ポスチャを補正するか否かを検査することを特徴とする請求項17に記載の移動体の回転移動量利用装置。 - 前記制御部は、前記補正検査部で検査された結果に応答して前記移動制御信号を発生させ、前記位置検査部の検査動作を制御することを特徴とする請求項19に記載の移動体の回転移動量利用装置。
- 移動体が移動する経路上の相異なる2地点でイメージを獲得するイメージ獲得部と、
前記獲得されたイメージについてマッチング点を探し、前記各マッチング点のイメージ座標値を生成する座標値生成部と、
前記移動体の線形移動を変位センサによりセンシングするセンシング部と、
前記センシング結果から線形移動量を生成し、前記イメージ座標値及び前記線形移動量から回転移動量を生成する移動量生成部と、
を備える移動体の回転移動量利用装置を制御する少なくとも1つのコンピュータプログラムを保存するコンピュータ読取り可能な記録媒体において、
前記回転移動量利用装置を、
前記移動体が移動する経路上の相異なる2地点でイメージを獲得する手段、
前記獲得したイメージについてマッチング点を探し、前記各マッチング点のイメージ座標値を生成する手段、
前記移動体の線形移動を変位センサによりセンシングして線形移動量を生成する手段、
前記イメージ座標値及び前記線形移動量を利用し、前記回転移動量を生成する手段、
として機能させるためのコンピュータプログラムを保存するコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記移動量生成部で生成された前記線形移動量及び前記回転移動量から前記移動体のポスチャを更新し、更新された結果を出力するポスチャ更新部をさらに備える請求項21に記載されたコンピュータプログラムを保存するコンピュータ読取り可能な記録媒体において、
前記回転移動量利用装置を、
前記線形移動量及び前記回転移動量を利用し、前記移動体のポスチャを更新する手段として機能させるためのコンピュータプログラムを保存するコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記移動体のポスチャを補正するか否かを検査する補正検査部と、
前記イメージ獲得部は、前記検査された結果に応答し、前記イメージを獲得する機能をさらに備える請求項22に記載されたコンピュータプログラムを保存するコンピュータ読取り可能な記録媒体において、
前記回転移動量利用装置を、
前記移動体のポスチャを補正するか否かを判断する手段と、
前記移動体のポスチャを補正すると判断した場合、前記イメージを獲得する手段として機能させるためのコンピュータプログラムを保存するコンピュータ読取り可能な記録媒体。
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