JP6323439B2 - 自律移動装置、自律移動方法及びプログラム - Google Patents
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Description
回転動作を行いながら画像を撮影する回転撮影部と、
撮影した画像の情報を、撮影時の自機の地図座標内での位置を示す並進ベクトルtと回転行列Rの値と共に記憶する画像記憶部と、
前記画像記憶部に記憶されている複数の画像の情報を用いて作成した地図を記憶する地図記憶部と、
撮影した画像との類似度が所定の類似度以上になる画像を前記画像記憶部から検索する類似画像検索部と、
前記類似画像検索部が、前記所定の類似度以上になる画像を発見した場合、以前来たことのある同じ場所に戻ってきたことを認識したと判断し、前記発見した画像に対応して前記画像記憶部に記憶されている自機の地図座標内での位置を示す並進ベクトルtと回転行列Rの値と、現在の位置の並進ベクトルtと回転行列Rの値と、を用いて前記地図記憶部に記憶されている地図を補正する地図補正部と、
を備えることを特徴とする。
(u v 1)’〜P(X Y Z 1)’…(1)
P=A(R|t)…(2)
(u1 v1 1)’〜A(I|0)(X Y Z 1)’…(3)
(u2 v2 1)’〜A(R|t)(X Y Z 1)’…(4)
(uxi vxi 1)’〜A(R|t)(Xi Yi Zi 1)’…(5)
回転動作を行いながら画像を撮影する回転撮影部と、
撮影した画像の情報を、撮影時の自機の位置の情報と共に記憶する画像記憶部と、
前記画像記憶部に記憶されている複数の画像の情報を用いて作成した地図を記憶する地図記憶部と、
撮影した画像との類似度が所定の類似度以上になる画像を前記画像記憶部から検索する類似画像検索部と、
前記類似画像検索部が、前記所定の類似度以上になる画像を発見した場合、該画像に対応する位置の情報に基づいて前記地図記憶部に記憶されている地図を補正する地図補正部と、
を備える自律移動装置。
前記回転撮影部は、定期的に、回転動作を行いながら画像を撮影する、
付記1に記載の自律移動装置。
前記回転撮影部は、所定の時間が経過する度に、回転動作を行いながら画像を撮影する、
付記2に記載の自律移動装置。
前記回転撮影部は、自律移動装置が所定の距離を移動する度に、回転動作を行いながら画像を撮影する、
付記2に記載の自律移動装置。
前記自律移動装置は、さらに、自機の位置を推定する位置推定部と、
前記位置推定部が推定した位置の履歴を記憶する位置履歴記憶部と、
現在の位置との距離が所定の距離以下になる過去の位置が前記位置履歴記憶部に記憶されているかを判定する距離判定部と、
を備え、
前記回転撮影部は、前記距離判定部が前記過去の位置が前記位置履歴記憶部に記憶されていると判定した場合に、回転動作を行いながら画像を撮影する、
付記1に記載の自律移動装置。
前記回転撮影部は、前記距離判定部が前記過去の位置が前記位置履歴記憶部に記憶されていると判定した場合、前記類似画像検索部が前記所定の類似度以上になる画像を発見できない場合にのみ、回転動作を行いながら画像を撮影する、
付記5に記載の自律移動装置。
前記自律移動装置は、さらに、二つの撮影位置の相対位置関係を直接計算可能かを判定する相対位置計算可能判定部と、
前記画像記憶部に記憶されている画像を最低何枚用いれば与えられた位置と現在位置との相対位置関係を計算できるかを前記相対位置計算可能判定部により算出することによってコビジビリティグラフ的距離を算出するコビジビリティグラフ的距離算出部と、
を備え、
前記回転撮影部は、前記距離判定部が前記過去の位置が前記位置履歴記憶部に記憶されていると判定した場合、前記コビジビリティグラフ的距離算出部が算出した前記過去の位置と現在位置との間のコビジビリティグラフ的距離が所定の値以上の場合にのみ、回転動作を行いながら画像を撮影する、
付記5に記載の自律移動装置。
前記自律移動装置は、さらに、自機の位置を推定する位置推定部と、
前記位置推定部が推定した位置の履歴を記憶する位置履歴記憶部と、
現在の位置との距離が所定の距離以下になる過去の位置が前記位置履歴記憶部に記憶されているかを判定する距離判定部と、
を備え、
前記類似画像検索部は、前記距離判定部が前記過去の位置が前記位置履歴記憶部に記憶されていると判定した場合に、前記所定の類似度を所定の値だけ小さくする、
付記1から7のいずれか一つに記載の自律移動装置。
前記画像記憶部は、自律移動装置が基準並進距離を移動する度に、撮影した画像の情報を記憶する、
付記1から8のいずれか一つに記載の自律移動装置。
駆動部の車輪の直径に所定の値を乗算した値を前記基準並進距離に設定する、
付記9に記載の自律移動装置。
前記自律移動装置は、さらに、複数の画像から位置を推定可能な特徴点を抽出する位置推定可能特徴点抽出部を備え、
前記位置推定可能特徴点抽出部が抽出した全ての特徴点と自機位置との距離の平均値を所定の値で除算した値を前記基準並進距離に設定する、
付記9に記載の自律移動装置。
撮像部が撮影した複数の画像の情報に基づいて地図を作成して自律的に移動する自律移動方法であって、
回転動作を行いながら前記撮像部が画像を撮影する回転撮影ステップと、
前記撮像部が撮影した画像との類似度が所定の類似度以上になる画像が過去に撮影されていた場合、該過去に撮影した画像に対応する位置の情報に基づいて、前記地図を補正する地図補正ステップと、
を備える自律移動方法。
回転動作を行いながら画像を撮影する回転撮影ステップと、
撮影した画像の情報を、撮影時の自機の位置の情報と共に画像記憶部に記憶させる画像記憶ステップと、
前記画像記憶部に記憶されている複数の画像の情報を用いて地図を作成する地図作成ステップと、
撮影した画像との類似度が所定の類似度以上になる画像を前記画像記憶部から検索する類似画像検索ステップと、
前記類似画像検索ステップで、前記所定の類似度以上になる画像を発見した場合、該画像に対応する位置の情報に基づいて作成されている地図を補正する地図補正ステップと、
を備える自律移動方法。
コンピュータに、
回転動作を行いながら画像を撮影する回転撮影ステップ、
撮影した画像の情報を、撮影時の自機の位置の情報と共に画像記憶部に記憶させる画像記憶ステップ、
前記画像記憶部に記憶されている複数の画像の情報を用いて地図を作成する地図作成ステップ、
撮影した画像との類似度が所定の類似度以上になる画像を前記画像記憶部から検索する類似画像検索ステップ、
前記類似画像検索ステップで、前記所定の類似度以上になる画像を発見した場合、該画像に対応する位置の情報に基づいて作成されている地図を補正する地図補正ステップ、
を実行させるためのプログラム。
Claims (15)
- 回転動作を行いながら画像を撮影する回転撮影部と、
撮影した画像の情報を、撮影時の自機の地図座標内での位置を示す並進ベクトルtと回転行列Rの値と共に記憶する画像記憶部と、
前記画像記憶部に記憶されている複数の画像の情報を用いて作成した地図を記憶する地図記憶部と、
撮影した画像との類似度が所定の類似度以上になる画像を前記画像記憶部から検索する類似画像検索部と、
前記類似画像検索部が、前記所定の類似度以上になる画像を発見した場合、以前来たことのある同じ場所に戻ってきたことを認識したと判断し、前記発見した画像に対応して前記画像記憶部に記憶されている自機の地図座標内での位置を示す並進ベクトルtと回転行列Rの値と、現在の位置の並進ベクトルtと回転行列Rの値と、を用いて前記地図記憶部に記憶されている地図を補正する地図補正部と、
を備える自律移動装置。 - 前記回転撮影部は、定期的に、回転動作を行いながら画像を撮影する、
請求項1に記載の自律移動装置。 - 前記回転撮影部は、所定の時間が経過する度に、回転動作を行いながら画像を撮影する、
請求項2に記載の自律移動装置。 - 前記回転撮影部は、自律移動装置が所定の距離を移動する度に、回転動作を行いながら画像を撮影する、
請求項2に記載の自律移動装置。 - 前記自律移動装置は、さらに、自機の位置を推定する位置推定部と、
前記位置推定部が推定した位置の履歴を記憶する位置履歴記憶部と、
現在の位置との距離が所定の距離以下になる過去の位置が前記位置履歴記憶部に記憶されているかを判定する距離判定部と、
を備え、
前記回転撮影部は、前記距離判定部が前記過去の位置が前記位置履歴記憶部に記憶されていると判定した場合に、回転動作を行いながら画像を撮影する、
請求項1に記載の自律移動装置。 - 前記回転撮影部は、前記距離判定部が前記過去の位置が前記位置履歴記憶部に記憶されていると判定した場合、前記類似画像検索部が前記所定の類似度以上になる画像を発見できない場合にのみ、回転動作を行いながら画像を撮影する、
請求項5に記載の自律移動装置。 - 前記自律移動装置は、さらに、二つの撮影位置の相対位置関係を直接計算可能かを判定する相対位置計算可能判定部と、
前記画像記憶部に記憶されている画像を最低何枚用いれば与えられた位置と現在位置との相対位置関係を計算できるかを前記相対位置計算可能判定部により算出することによってコビジビリティグラフ的距離を算出するコビジビリティグラフ的距離算出部と、
を備え、
前記回転撮影部は、前記距離判定部が前記過去の位置が前記位置履歴記憶部に記憶されていると判定した場合、前記コビジビリティグラフ的距離算出部が算出した前記過去の位置と現在位置との間のコビジビリティグラフ的距離が所定の値以上の場合にのみ、回転動作を行いながら画像を撮影する、
請求項5に記載の自律移動装置。 - 前記自律移動装置は、さらに、自機の位置を推定する位置推定部と、
前記位置推定部が推定した位置の履歴を記憶する位置履歴記憶部と、
現在の位置との距離が所定の距離以下になる過去の位置が前記位置履歴記憶部に記憶されているかを判定する距離判定部と、
を備え、
前記類似画像検索部は、前記距離判定部が前記過去の位置が前記位置履歴記憶部に記憶されていると判定した場合に、前記所定の類似度を所定の値だけ小さくする、
請求項1から7のいずれか一項に記載の自律移動装置。 - 前記画像記憶部は、自律移動装置が基準並進距離を移動する度に、撮影した画像の情報を記憶する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の自律移動装置。 - 駆動部の車輪の直径に所定の値を乗算した値を前記基準並進距離に設定する、
請求項9に記載の自律移動装置。 - 前記自律移動装置は、さらに、複数の画像から位置を推定可能な特徴点を抽出する位置推定可能特徴点抽出部を備え、
前記位置推定可能特徴点抽出部が抽出した全ての特徴点と自機位置との距離の平均値を所定の値で除算した値を前記基準並進距離に設定する、
請求項9に記載の自律移動装置。 - 回転動作を行いながら画像を撮影する回転撮影ステップと、
撮影した画像の情報を、撮影時の自機の地図座標内での位置を示す並進ベクトルtと回転行列Rの値と共に画像記憶部に記憶させる画像記憶ステップと、
前記画像記憶部に記憶されている複数の画像の情報を用いて地図を作成する地図作成ステップと、
撮影した画像との類似度が所定の類似度以上になる画像を前記画像記憶部から検索する類似画像検索ステップと、
前記類似画像検索ステップで、前記所定の類似度以上になる画像を発見した場合、以前来たことのある同じ場所に戻ってきたことを認識したと判断し、前記発見した画像に対応して前記画像記憶部に記憶されている自機の地図座標内での位置を示す並進ベクトルtと回転行列Rの値と、現在の位置の並進ベクトルtと回転行列Rの値と、を用いて、作成されている地図を補正する地図補正ステップと、
を備える自律移動方法。 - コンピュータに、
回転動作を行いながら画像を撮影する回転撮影ステップ、
撮影した画像の情報を、撮影時の自機の地図座標内での位置を示す並進ベクトルtと回転行列Rの値と共に画像記憶部に記憶させる画像記憶ステップ、
前記画像記憶部に記憶されている複数の画像の情報を用いて地図を作成する地図作成ステップ、
撮影した画像との類似度が所定の類似度以上になる画像を前記画像記憶部から検索する類似画像検索ステップ、
前記類似画像検索ステップで、前記所定の類似度以上になる画像を発見した場合、以前来たことのある同じ場所に戻ってきたことを認識したと判断し、前記発見した画像に対応して前記画像記憶部に記憶されている自機の地図座標内での位置を示す並進ベクトルtと回転行列Rの値と、現在の位置の並進ベクトルtと回転行列Rの値と、を用いて、作成されている地図を補正する地図補正ステップ、
を実行させるためのプログラム。 - 撮像部と、駆動部と、制御部と、記憶部と、を備える自律移動装置であって、
前記記憶部は、
前記撮像部が撮影した画像の情報を、撮影時の自機の地図座標内での位置を示す並進ベクトルtと回転行列Rの値と紐付けて記憶し、
前記記憶した複数の画像の情報を用いて作成した地図を記憶し、
前記制御部は、
前記駆動部に自機を回転させる動作を行わせつつ、前記撮像部に画像を撮影させ、
前記撮影させた画像との類似度が所定の類似度以上になる画像を前記記憶部から検索し、
前記所定の類似度以上になる画像を発見した場合、以前来たことのある同じ場所に戻ってきたことを認識したと判断し、前記発見した画像に対応して前記記憶部に記憶されている画像の自機の地図座標内での位置を示す並進ベクトルtと回転行列Rの値と、現在の位置の並進ベクトルtと回転行列Rの値と、を用いて前記記憶部に記憶されている地図を補正する、
自律移動装置。 - 外部装置と通信する通信部をさらに備え、
前記通信部は当該自律移動装置と前記外部装置とのデータ受け渡しを行う、
請求項14に記載の自律移動装置。
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