JP6333396B2 - モバイルプラットフォームの変位を計測する方法及び装置 - Google Patents
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Description
撮像デバイスによって第1フレーム及び第2フレームを取得するステップと、
第1フレーム及び第2フレームに基づいてモバイルプラットフォームの変位を判定するステップと、
を有する。
この場合に、第1フレームは、既定のパーセンテージだけ、第2フレームとオーバーラップしている。
この場合に、ステレオスコープ点群は、特徴点のアレイ{P1,P2,P3,...,Pn}である。
ステレオスコープ点群に基づいて、第1フレームにおけるx−yプレーン内の第1投影アレイ{(x1 1,y1 1),(x2 1,y2 1),(x3 1,y3 1),...,(xn 1,yn 1)}を取得するステップと、
第1投影アレイの複数の特徴点を第2フレーム上の点にマッチングして第2投影アレイ{(x1 2,y1 2),(x2 2,y2 2),(x3 2,y3 2),...,(xm 2,ym 2)}を生成するステップと
を有する。
第2フレームをスキャニングして第1フレームの選択された特徴点にマッチングする第2フレームの点を識別するステップと、
第1フレームの選択された特徴点と点との間の類似性を算出するステップと
を有する。
この場合に、Rは、回転計測値のアレイであり、Pjは、点であり、Tは、算出対象の変換アレイを表し、且つ、μは、ランダム数である。
ステレオスコープ点群及び第2投影アレイのそれぞれのマッチングする2つの点から選択された少なくとも2つの点について式の組を解くことにより、Tを算出するステップを更に有する。
マッチング点の最大カウントを有する変換アレイTを選択された変換アレイTとして選択するステップと
を更に有する。
第1フレーム及び第2フレームを取得する撮像デバイスと、
第1フレーム及び第2フレームに基づいてモバイルプラットフォームの変位を判定するプロセッサと、
を有する。
この場合に、第1フレームは、既定のパーセンテージだけ、第2フレームとオーバーラップしている。
この場合に、ステレオスコープ点群は、特徴点のアレイ{P1,P2,P3,...,Pn}である。
この場合に、プロセッサは、第1投影アレイの複数の特徴点を第2フレーム上にマッチングして第2投影アレイ{(x1 2,y1 2),(x2 2,y2 2),(x3 2,y3 2),...,(xm 2,ym 2)}を生成するように構成されている。
ここで、Rは、回転計測値のアレイであり、Pjは、点であり、Tは、算出対象の変換アレイを表し、且つ、μは、ランダム数である。
この場合に、プロセッサは、マッチング点の最大カウントを有する変換アレイTを選択された変換アレイTとして選択するように構成されている。
式(6)
ここで、Rは、回転計測値を表す3次元アレイであり、Pjは、第1フレーム811aの点であり、Tは、計算対象の第2フレーム811bの平行運動の3次元アレイを表しており、且つ、μは、係数として機能するランダム数である。
Claims (34)
- モバイルプラットフォームの変位を検出する方法であって、
撮像デバイスにより、第1フレーム及び第2フレームを取得し、且つ、前記モバイルプラットフォームの高さを取得するステップと、
前記第1フレーム、前記第2フレーム、及び前記高さに基づいて、前記モバイルプラットフォームの前記変位を判定するステップとを有し、
前記第1フレームにおけるx−yプレーン内の第1投影アレイ{(x 1 1 ,y 1 1 ),(x 2 1 ,y 2 1 ),(x 3 1 ,y 3 1 ),...,(x n 1 ,y n 1 )}の複数の特徴点を前記第2フレーム上にマッチングして第2投影アレイ{(x 1 2 ,y 1 2 ),(x 2 2 ,y 2 2 ),(x 3 2 ,y 3 2 ),...,(x m 2 ,y m 2 )}を生成するステップを更に有し、
前記複数の特徴点を前記第2フレーム上にマッチングすることは、前記第1フレームの選択された特徴点にマッチングする前記第2フレームの点を識別するステップと、前記第1フレームの前記選択された特徴点と前記点との間の類似性を算出するステップとを有する、
方法。 - 前記高さを取得するステップは、バロメータ及び超音波デバイスのうちの少なくとも1つを介して前記高さを取得するステップを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記取得ステップは、グラウンドレベルとの関係において前記撮像デバイスの角度を取得するステップを有する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記角度を取得する前記ステップは、慣性計測ユニット(「IMU」)を介して前記角度を取得するステップを有する、請求項3に記載の方法。
- 前記取得ステップは、前記第1フレームとの関係において前記IMUによって前記モバイルプラットフォームの回転角度を計測して回転データを生成するステップを更に有する、請求項4に記載の方法。
- 前記取得ステップは、前記第1及び第2フレームをマッチングするステップを更に有し、
この場合に、前記第1フレームは、既定のパーセンテージだけ、前記第2フレームとオーバーラップしている、請求項5に記載の方法。 - 前記取得ステップは、前記第1フレーム及び前記第2フレームを異なる時点において取得するステップを有する、請求項5又は6に記載の方法。
- 前記第1フレーム及び前記第2フレームを異なる時点において取得する前記ステップは、1秒の60分の1を下回らず且つ1秒の20分の1を上回らないインターバルにおいて前記第1及び第2フレームを取得するステップを有する、請求項7に記載の方法。
- 前記類似性を算出する前記ステップは、前記第1フレームの前記選択された特徴点を前記第2フレーム上の前記点を中心としてセンタリングされた一定の範囲のピクセルエリアと比較するステップを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記比較するステップは、カラー画像のそれぞれのピクセルのそれぞれの色成分ごとの差の合計又は白黒画像のそれぞれのピクセルのグレースケール値の差の合計を比較するステップを有する、請求項9に記載の方法。
- 前記回転データ、前記ステレオスコープ点群、及び第2投影アレイに基づいて変換アレイTを算出するステップを更に有する請求項10に記載の方法。
- 前記変換アレイTを算出する前記ステップは、次式の関係を適用するステップを有し、
ここで、Rは、回転計測値のアレイであり、Pjは、点であり、Tは、算出対象の変換アレイを表し、且つ、μは、ランダム数である、請求項11に記載の方法。 - 次式を適用する前記ステップは、
前記ステレオスコープ点群及び前記第2投影アレイのそれぞれのマッチングする2つの点から選択された少なくとも2つの点について式の組を解くことにより、Tを算出するステップを更に有する、請求項12に記載の方法。 - 前記ステレオスコープ点群及び前記第2投影アレイのそれぞれの対応する投影点から選択された複数の点を伴ってTを次式に導入してマッチング点のカウントを取得することにより、前記変換アレイTを検証するステップと
マッチング点の最大カウントを有する変換アレイTを選択された変換アレイTとして選択するステップと
を更に有する、請求項11乃至13のいずれか一項に記載の方法。 - 前記回転データ、前記選択された変換T、及び次式の関係により、前記ステレオスコープ点群を算出するステップを更に有する請求項14に記載の方法。
- 前記選択された変換アレイTに基づいて前記モバイルプラットフォームの前記変位を算出するステップを更に有する請求項15に記載の方法。
- 前記第1及び第2フレームは、第1及び第2ステレオスコープフレームであり、
前記選択された変換アレイT及び前記第1及び第2ステレオスコープフレームを取得するための前記時点の間のインターバルに基づいて前記モバイルプラットフォームの速度を算出するステップを更に有する請求項16に記載の方法。 - 前記選択された変換アレイT及び前記第1ステレオスコープフレームを取得するための時点における前記モバイルプラットフォームの場所情報に基づいて前記モバイルプラットフォームの場所を算出するステップを更に有する請求項17に記載の方法。
- モバイルプラットフォームの変位を検出する装置であって、
第1フレーム及び第2フレームを取得する撮像デバイスと、前記モバイルプラットフォームの高さを取得し、且つ、前記第1フレーム、前記第2フレーム、及び前記高さに基づいて前記モバイルプラットフォームの前記変位を判定するプロセッサと
を有し、
前記プロセッサは、前記第1フレームにおけるx−yプレーン内の第1投影アレイ{(x 1 1 ,y 1 1 ),(x 2 1 ,y 2 1 ),(x 3 1 ,y 3 1 ),...,(x n 1 ,y n 1 )}の複数の特徴点を前記第2フレーム上にマッチングして第2投影アレイ{(x 1 2 ,y 1 2 ),(x 2 2 ,y 2 2 ),(x 3 2 ,y 3 2 ),...,(x m 2 ,y m 2 )}を生成するように構成され、前記第1フレームの選択された特徴点にマッチングする前記第2フレームの点を識別すると共に、前記第1フレームの前記選択された特徴点と前記点との間の類似性を算出するように構成されている、
装置。 - 前記高さは、バロメータ及び超音波デバイスのうちの少なくとも1つを介して提供される、請求項19に記載の装置。
- 前記プロセッサは、グラウンドレベルとの関係において前記撮像デバイスの角度を取得するように構成されている、請求項19又は20に記載の装置。
- 前記モバイルプラットフォームの前記角度は、慣性計測ユニット(「IMU」)を介して取得される、請求項21に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記第1フレームとの関係において前記IMUによって前記モバイルプラットフォームの回転角度を計測して回転データを生成するように構成されている、請求項22に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記第1及び第2フレームをマッチングするように構成されており、
この場合に、前記第1フレームは、既定のパーセンテージだけ、前記第2フレームとオーバーラップしている、請求項23に記載の装置。 - 前記第1フレーム及び前記第2フレームは、異なる時点において取得される、請求項23又は24に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記第1フレームの前記選択された特徴点を前記第2フレーム上の前記点を中心としてセンタリングされた一定範囲のピクセルエリアと比較することにより、前記類似性を算出する、請求項25に記載の装置。
- 前記第1フレーム及び前記第2フレームの前記一定範囲のピクセルエリアは、カラー画像のそれぞれのピクセルのそれぞれの色成分ごとの差の合計又は白黒画像のそれぞれのピクセルのグレースケール値の差の合計と比較される、請求項26に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記回転データ、前記ステレオスコープ点群、及び前記第2投影アレイに基づいて変換アレイTを算出するように構成されている、請求項27に記載の装置。
- 前記変換アレイTは、次式の関係を適用することにより、算出され、
ここで、Rは、回転計測値のアレイであり、Pjは、点であり、Tは、算出対象の変換アレイを表し、且つ、μは、ランダム数である、請求項28に記載の装置。 - 前記プロセッサは、前記ステレオスコープ点群及び前記第2投影アレイのそれぞれのマッチングする2つの点から選択された少なくとも2つの点について式の組を解くことにより、前記変換アレイTを算出するように構成されている、請求項29に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記ステレオスコープ点群及び前記第2投影アレイのそれぞれの対応する投影点から選択された複数の点を伴ってTを次式に導入してマッチング点のカウントを取得することにより、前記変換アレイTを検証するように構成されており、且つ、
前記プロセッサは、マッチング点の最大カウントを有する前記変換アレイTを選択された変換アレイTとして選択するように構成されている、請求項29又は30に記載の装置。 - 前記プロセッサは、前記選択された変換アレイTに基づいて前記モバイルプラットフォームの前記変位を算出するように構成されている、請求項31に記載の装置。
- 前記第1及び第2フレームは、第1及び第2ステレオスコープフレームであり、
前記プロセッサは、前記選択された変換アレイT及び前記第1及び前記第2ステレオスコープフレームを取得するための前記2つの時点の間のインターバルに基づいて前記モバイルプラットフォームの速度を算出するように構成されている、請求項32に記載の装置。 - 前記プロセッサは、前記選択された変換アレイT及び前記第1ステレオスコープフレームを取得するための時点における前記モバイルプラットフォームの場所情報に基づいて前記モバイルプラットフォームの場所を算出するように構成されている、請求項33に記載の装置。
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