JP6974290B2 - 位置推定装置、位置推定方法、プログラム、及び記録媒体 - Google Patents
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Description
図1は、実施形態1における無人飛行体システム5の概要の一例を示す図である。無人飛行体システム5は、無人航空機100がGPS信号を受信できない場所や受信し難い場所、例えば橋梁の下や室内で無人航空機100が自律飛行する状況でも使用される。また、無人飛行体システム5は、無人航空機100がGPS受信機を備えない場合に無人航空機100が自律飛行する状況でも使用される。無人航空機100は、飛行体の一例である。無人飛行体システム5は、複数のカメラ300と、飛行制御装置800と、無人航空機100とを含む構成を有する。カメラ300は、撮像装置の一例である。飛行制御装置800は、位置推定装置の一例である。
実施形態2では、実施形態1に対し、更に、無人航空機100が検出したGPS位置情報を考慮して、無人航空機100の推定位置を最適化する場合を示す。
λG = Ca×(Cn−N) ……(4)
実施形態3では、実施形態2に対し、更に、ダイナミックファクタや無人航空機100の加速度に基づく無人航空機100の推定位置を考慮して、無人航空機100の推定位置を最適化する場合を示す。ダイナミクスファクタは、物理的な現象を加味したファクタである。
100 無人航空機
102 UAV本体
110 UAV制御部
150 通信インタフェース
160 メモリ
170 ストレージ
200 ジンバル
210 回転翼機構
220,230 撮像部
240 GPS受信機
250 慣性計測装置
260 磁気コンパス
270 気圧高度計
280 超音波センサ
290 レーザー測定器
300 カメラ
400 追跡フロントエンド
405,505,505A,505B,605,705 通信部
410,510,510A,510B,610,710 処理部
420,520,520B,620,720 記憶部
500,500A,500B 処理バックエンド
600 IMUフロントエンド
700 PID制御装置
800,800A,800B 飛行制御装置
GM1,GM2 フレーム
STV0 移動方向
Claims (18)
- 飛行体の存在位置を推定する位置推定装置であって、
前記飛行体の存在位置の推定に関する処理を行う処理部を備え、
前記処理部は、
複数の撮像装置により複数の時刻に前記飛行体が撮像された複数の撮像画像を取得し、
各撮像装置の配置位置及び各撮像装置の撮像向きの情報を取得し、
各撮像装置の配置位置と、各撮像装置の撮像向きと、実空間において前記飛行体が存在すると仮定された各仮定位置と、各撮像画像における前記飛行体が存在する画像位置と、に基づいて、各仮定位置と前記飛行体の存在位置との誤差を示す誤差スコアを前記複数の時刻において算出し、
前記誤差スコアに基づいて、実空間における前記飛行体の存在位置を推定し、
前記処理部は、
前記撮像装置と前記飛行体との距離を取得し、
前記距離に基づいて、前記撮像画像についての前記誤差スコアの信頼度を導出し、
前記信頼度に基づいて前記誤差スコアを算出する、
位置推定装置。 - 前記処理部は、
前記撮像画像に映る前記飛行体の大きさに基づいて、前記撮像装置と前記飛行体との距離を取得する、
請求項1に記載の位置推定装置。 - 前記信頼度は、前記撮像装置と前記飛行体との距離が短い程、高くなる、
請求項1または2に記載の位置推定装置。 - 前記処理部は、
各撮像装置の配置位置及び各撮像装置の撮像向きで撮像された各撮像画像に、実空間において前記飛行体が存在すると仮定された各仮定位置が投影された各投影仮定位置と、各撮像装置の配置位置及び各撮像装置の撮像向きで撮像された各撮像画像における前記飛行体が存在する各画像位置と、の差分に基づいて、前記誤差スコアを算出し、
前記誤差スコアが最小となる前記飛行体の仮定位置を、前記飛行体の存在位置として推定する、
請求項3に記載の位置推定装置。 - 前記処理部は、
前記飛行体が備える位置計測部により計測された前記飛行体の第1の計測位置を取得し、
前記第1の計測位置に基づいて、前記誤差スコアを算出する、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の位置推定装置。 - 前記位置計測部は、複数のGPS(Global Positioning System)衛星からGPS信号を受信して前記第1の計測位置を取得し、
前記処理部は、前記位置計測部が受信不可能な前記GPS衛星の数が多い程、前記誤差スコアに対する前記第1の計測位置の影響が大きくなるように、前記誤差スコアを算出する、
請求項5に記載の位置推定装置。 - 前記処理部は、前記飛行体が物理的に移動可能な範囲に収まるようにするためのデータを含むダイナミックファクタに基づいて、前記誤差スコアを算出する、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の位置推定装置。 - 前記処理部は、
前記飛行体が備える加速度計測器により計測された加速度に基づいて、前記飛行体の第2の計測位置を導出し、
前記第2の計測位置に基づいて、前記誤差スコアを算出する、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の位置推定装置。 - 飛行体の存在位置を推定する位置推定方法であって、
複数の撮像装置により複数の時刻に前記飛行体が撮像された複数の撮像画像を取得するステップと、
各撮像装置の配置位置及び各撮像装置の撮像向きの情報を取得するステップと、
各撮像装置の配置位置と、各撮像装置の撮像向きと、実空間において前記飛行体が存在すると仮定された各仮定位置と、各撮像画像における前記飛行体が存在する画像位置と、
に基づいて、各仮定位置と前記飛行体の存在位置との誤差を示す誤差スコアを前記複数の時刻において算出するステップと、
前記誤差スコアに基づいて、実空間における前記飛行体の存在位置を推定するステップと、
を有する位置推定方法であって、
前記誤差スコアを算出するステップは、
前記撮像装置と前記飛行体との距離を取得するステップと、
前記距離に基づいて、前記撮像画像についての前記誤差スコアの信頼度を導出するステップと、
前記信頼度に基づいて前記誤差スコアを算出するステップと、を含む、
位置推定方法。 - 前記撮像装置と前記飛行体との距離を取得するステップは、
前記撮像画像に映る前記飛行体の大きさに基づいて、前記撮像装置と前記飛行体との距離を取得するステップを含む、
請求項9に記載の位置推定方法。 - 前記信頼度は、前記撮像装置と前記飛行体との距離が短い程、高くなる、
請求項9または10に記載の位置推定方法。 - 前記誤差スコアを算出するステップは、各撮像装置の配置位置及び各撮像装置の撮像向きで撮像された各撮像画像に、実空間において前記飛行体が存在すると仮定された各仮定位置が投影された各投影仮定位置と、各撮像装置の配置位置及び各撮像装置の撮像向きで撮像された各撮像画像における前記飛行体が存在する各画像位置と、の差分に基づいて、前記誤差スコアを算出するステップを含み、
前記飛行体の存在位置を推定するステップは、前記誤差スコアが最小となる前記飛行体の仮定位置を、前記飛行体の存在位置として推定するステップを含む、
請求項11に記載の位置推定方法。 - 前記誤差スコアを算出するステップは、
前記飛行体が備える位置計測部により計測された前記飛行体の第1の計測位置を取得するステップと、
前記第1の計測位置に基づいて、前記誤差スコアを算出するステップと、を含む、
請求項9〜12のいずれか1項に記載の位置推定方法。 - 前記第1の計測位置を取得するステップは、複数のGPS衛星からGPS信号を受信して前記第1の計測位置を取得するステップを含み、
前記誤差スコアを算出するステップは、前記位置計測部が受信不可能な前記GPS衛星の数が多い程、前記誤差スコアに対する前記第1の計測位置の影響が大きくなるように、前記誤差スコアを算出するステップを含む、
請求項13に記載の位置推定方法。 - 前記誤差スコアを算出するステップは、前記飛行体が物理的に移動可能な範囲に収まるようにするためのデータを含むダイナミックファクタに基づいて、前記誤差スコアを算出するステップを含む、
請求項9〜14のいずれか1項に記載の位置推定方法。 - 前記誤差スコアを算出するステップは、
前記飛行体が備える加速度計測器により計測された加速度に基づいて、前記飛行体の第2の計測位置を導出するステップと、
前記第2の計測位置に基づいて、前記誤差スコアを算出するステップと、を含む、
請求項9〜14のいずれか1項に記載の位置推定方法。 - 飛行体の存在位置を推定する位置推定装置に、
複数の撮像装置により複数の時刻に前記飛行体が撮像された複数の撮像画像を取得するステップと、
各撮像装置の配置位置及び各撮像装置の撮像向きの情報を取得するステップと、
各撮像装置の配置位置と、各撮像装置の撮像向きと、実空間において前記飛行体が存在すると仮定された各仮定位置と、各撮像画像における前記飛行体が存在する画像位置と、に基づいて、各仮定位置と前記飛行体の存在位置との誤差を示す誤差スコアを前記複数の時刻において算出するステップと、
前記誤差スコアに基づいて、実空間における前記飛行体の存在位置を推定するステップと、
を実行させるためのプログラムであって、
前記誤差スコアを算出するステップは、
前記撮像装置と前記飛行体との距離を取得するステップと、
前記距離に基づいて、前記撮像画像についての前記誤差スコアの信頼度を導出するステップと、
前記信頼度に基づいて前記誤差スコアを算出するステップと、を含む、
プログラム。 - 飛行体の存在位置を推定する位置推定装置に、
複数の撮像装置により複数の時刻に前記飛行体が撮像された複数の撮像画像を取得するステップと、
各撮像装置の配置位置及び各撮像装置の撮像向きの情報を取得するステップと、
各撮像装置の配置位置と、各撮像装置の撮像向きと、実空間において前記飛行体が存在すると仮定された各仮定位置と、各撮像画像における前記飛行体が存在する画像位置と、に基づいて、各仮定位置に前記飛行体の存在位置との誤差を示す誤差スコアを前記複数の時刻において算出するステップと、
前記誤差スコアに基づいて、実空間における前記飛行体の存在位置を推定するステップと、
を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
前記誤差スコアを算出するステップは、
前記撮像装置と前記飛行体との距離を取得するステップと、
前記距離に基づいて、前記撮像画像についての前記誤差スコアの信頼度を導出するステップと、
前記信頼度に基づいて前記誤差スコアを算出するステップと、を含む、
記録媒体。
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