JP6269838B2 - 自己位置算出装置及び自己位置算出方法 - Google Patents
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Description
[ハードウェア構成]
先ず、図1を参照して、第1の実施形態に係る自己位置算出装置のハードウェア構成を説明する。自己位置算出装置は、投光器11と、カメラ12と、エンジンコントロールユニット(ECU)13とを備える。投光器11は、車両に搭載され、車両周囲の路面にパターン光を投光する。カメラ12は、車両に搭載され、パターン光が投光された領域を含む車両周囲の路面を撮像して画像を取得する撮像部の一例である。ECU13は、投光器11を制御し、且つカメラ12により取得された画像から車両の移動量を推定する一連の情報処理サイクルを実行する制御部の一例である。
Sn=max{(0.5÷(1−Rap)2),50} ・・・(5)
0.2[m]÷(8[枚]÷1000[fps])
=25[m/s]
=90[km/h] ・・・(6)
次に、カメラ12により取得された画像38から車両10の移動量を推定する自己位置算出方法の一例として、ECU13により繰り返し実行される情報処理サイクルを、図10及び図11を参照しながら説明する。図10のフローチャートに示す情報処理サイクルは、車両10のイグニションスイッチがオン状態となり、自己位置算出装置が起動すると同時に開始され、自己位置算出装置が停止するまで、繰り返し実行される。
以上説明したように、第1の実施形態によれば、輝度判断部25がパターン光の検出状態を判断し、パターン光の検出状態が閾値以上の場合、パターン光抽出部21が前後フレーム間の画像を重ね合わせて重畳画像を生成し、重畳画像からパターン光を抽出することにより、外部環境が明るい場合であっても路面に投光したパターン光を精度よく検出することができ、車両の自己位置を精度よく算出することができる。
[ハードウェア構成]
本発明の第2の実施形態として、車両周囲の路面状態の変化に基づいて自己位置を算出する場合を説明する。本発明の第2の実施形態に係る自己位置算出装置は、図12に示すように、検出状態判断部28及び算出状態判断部29の代わりに、路面状態判定部30を備える点が、第1の実施形態と異なる。他の構成は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
次に、図15及び図16を用いて、本発明の第2の実施形態に係る自己位置算出方法を説明する。図15に示すステップS20〜S27、S29の手順は、図10に示すステップS10〜S17、S19の手順と同様であるので、説明を省略する。
以上説明したように、第2の実施形態によれば、輝度判断部25がパターン光の検出状態を判断し、パターン光の検出状態が閾値以上の場合、パターン光抽出部21がフレーム間の画像を重ね合わせて重畳画像を生成することにより、外部環境が明るい場合であっても路面に投光したパターン光を精度よく検出することができ、車両の自己位置を精度よく算出することができる。
[ハードウェア構成]
本発明の第3の実施形態として、同期検波により得られた画像を、所定周期分重ね合わせて重畳画像を生成する場合を説明する。本発明の第3の実施形態に係る自己位置算出装置は、図17に示すように、検出状態判断部28及び算出状態判断部29がない点が、第1の実施形態と異なる。他の構成は、第1の実施形態と同様であるので説明を省略する。
Fn=max{(0.5÷(1−Rap)),10} ・・・(7)
0.2[m]÷{(4[枚]×2[周期])÷1000[fps]}
=25[m/s]
=90[km/h] ・・・(8)
次に、カメラ12により取得された画像38(図5参照)から車両10の移動量を推定する自己位置算出方法の一例として、ECU13により繰り返し実行される情報処理サイクルを、図21に示すフローチャートを参照して説明する。
以上説明したように、第3の実施形態によれば、輝度判断部25がパターン光の検出状態を判断し、パターン光の検出状態が閾値以上の場合、パターン光抽出部21がフレーム間の画像を所定の周期分、重ね合わせて重畳画像を生成することにより、外部環境が明るい場合であっても路面に投光したパターン光を精度よく検出することができ、車両の自己位置を精度よく算出することができる。
上記のように、本発明の第1〜第3の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
10 車両
11 投光器
12 カメラ(撮像部)
21 パターン光抽出部(重畳画像生成部)
22 姿勢角算出部
23 特徴点検出部
24 姿勢変化量算出部
25 輝度判断部(パターン光検出状態判断部)
26 自己位置算出部
28 検出状態判断部
29 算出状態判断部
30 路面状態判定部
31 路面
32a、32b パターン光
Te 特徴点
Claims (5)
- 車両周囲の路面にパターン光を投光する投光器と、
前記車両に搭載され、前記パターン光が投光された領域を含む車両周囲の路面を撮像して画像を取得する撮像部と、
前記撮像部で取得した画像から、前記パターン光の位置を抽出するパターン光抽出部と、
前記抽出されたパターン光の位置から、前記路面に対する車両の姿勢角を算出する姿勢角算出部と、
前記撮像部で取得した画像における前記路面上の複数の特徴点の時間変化に基づいて、前記車両の姿勢変化量を算出する姿勢変化量算出部と、
前記車両の初期位置及び姿勢角に前記姿勢変化量を加算してゆくことによって前記車両の現在位置及び姿勢角を算出する自己位置算出部
とを備え、
前記パターン光抽出部が、前記パターン光の検出状態が閾値以上の場合、前記撮像部で取得されるフレーム間の画像を重ね合わせて重畳画像を生成し、前記重畳画像から前記パターン光の位置を抽出することを特徴とする自己位置算出装置。 - 前記パターン光抽出部が、前記撮像部で取得された画像の輝度値に応じて、前記重畳画像として重ね合わせる画像の数を設定することを特徴とする請求項1に記載の自己位置算出装置。
- 前記自己位置算出部は、前記パターン光抽出部による前記重畳画像の生成中は、前回の情報処理サイクルで採用した姿勢角又は初期姿勢角を起点として用いて、前記姿勢変化量の加算を開始することを特徴とする請求項1又は2に記載の自己位置算出装置。
- 前記パターン光を所定の変調周波数で輝度変調するパターン光制御部を更に備え、
前記パターン光抽出部が、前記撮像部で取得される画像を前記所定の変調周波数で同期検波することにより得られる同期画像を所定周期分、重ね合わせることにより前記重畳画像を生成することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の自己位置算出装置。 - 投光器から車両周囲の路面にパターン光を投光するステップと、
前記パターン光が投光された領域を含む車両周囲の路面を撮像部により撮像して画像を取得するステップと、
前記撮像部で取得した画像から、前記パターン光の位置を抽出するステップと、
前記抽出されたパターン光の位置から、前記路面に対する車両の姿勢角を算出するステップと、
前記撮像部で取得した画像における前記路面上の複数の特徴点の時間変化に基づいて、前記車両の姿勢変化量を算出するステップと、
前記車両の初期位置及び姿勢角に前記姿勢変化量を加算してゆくことによって前記車両の現在位置及び姿勢角を算出するステップ
とを含み、
前記パターン光の位置を抽出するステップは、前記パターン光の検出状態が閾値以上の場合、前記撮像部で取得されるフレーム間の画像を重ね合わせて重畳画像を生成し、前記重畳画像から前記パターン光の位置を抽出することを特徴とする自己位置算出方法。
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