JPS6085897A - 自律移動ロボツトにおける視覚情報から三次元画像を得る方法 - Google Patents
自律移動ロボツトにおける視覚情報から三次元画像を得る方法Info
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- JPS6085897A JPS6085897A JP58194251A JP19425183A JPS6085897A JP S6085897 A JPS6085897 A JP S6085897A JP 58194251 A JP58194251 A JP 58194251A JP 19425183 A JP19425183 A JP 19425183A JP S6085897 A JPS6085897 A JP S6085897A
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- 230000000007 visual effect Effects 0.000 title claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
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- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は移動ロボットの制御方法に係り、特に視覚を有
しその情報から障害物を検知して回避しながら移動を行
う自律移動ロボットに好適な、視覚情報から三次元画像
を得る方法に関する。
しその情報から障害物を検知して回避しながら移動を行
う自律移動ロボットに好適な、視覚情報から三次元画像
を得る方法に関する。
視覚を用いて移動ロボットが障害物を検知する方法は１
両眼による立体視が一般的である（広瀬二両眼視による
立体障害物認識手法−知能自動車の人工眼、計測自動制
御学会論文集、 Ｖｏｌ、１９゜ＩｋＬ８ 、１９８３
、 ｐ、 ６５０〜ｐ、 ６５６．Ｈ，Ｐ、Ｍｏｒａ
−ｖｉｃ ： Ｒｏｂｏｔ ｉもｏｖｅｒ Ｖｉｓｕａ
ｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ 。
両眼による立体視が一般的である（広瀬二両眼視による
立体障害物認識手法−知能自動車の人工眼、計測自動制
御学会論文集、 Ｖｏｌ、１９゜ＩｋＬ８ 、１９８３
、 ｐ、 ６５０〜ｐ、 ６５６．Ｈ，Ｐ、Ｍｏｒａ
−ｖｉｃ ： Ｒｏｂｏｔ ｉもｏｖｅｒ Ｖｉｓｕａ
ｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ 。
ＵＭＩ Ｒｅ５ｅａｒｃｈ Ｐｒｅｓｓ 、 １９８１
ｆ参照のこと）。
ｆ参照のこと）。
しかしこの方法は、両眼から得る画像に対し、対応する
点をめねばならす、このために障害物の検知に時間がか
かる。あるいは、対応点を誤り誤認識をする場合がある
、などの欠点があった。
点をめねばならす、このために障害物の検知に時間がか
かる。あるいは、対応点を誤り誤認識をする場合がある
、などの欠点があった。
本発明の目的は、これら従来の欠点を改善するため、従
来に比べ高速に処理が行え、かつ誤認識が少ない、自律
移動ロボットの障害物検知方法を提供することにある。
来に比べ高速に処理が行え、かつ誤認識が少ない、自律
移動ロボットの障害物検知方法を提供することにある。
移動ロボットが視覚から得る画像は１口′ボ、トの進行
に伴ない、ロボットの進行方向に定められる無限遠点か
ら放射状に移動する。このことを利用すれは、連続的に
得られる画像から、無限遠点から放射状方向に同−明る
さの点をめることにより１画像間の対応点を容易にめら
れる。これを効率的に行うには、画像を小さな画素に分
解し。
に伴ない、ロボットの進行方向に定められる無限遠点か
ら放射状に移動する。このことを利用すれは、連続的に
得られる画像から、無限遠点から放射状方向に同−明る
さの点をめることにより１画像間の対応点を容易にめら
れる。これを効率的に行うには、画像を小さな画素に分
解し。
無限遠点から放射状に伸びる樹枝状のネットワークを構
成し、同一の明るさの点をネットワーク上で探紫すわば
よい。このようにす１１は、連続画像から容易に対応点
をめられ、移動ロボットの視野内の物体までの距離を計
算することができる。
成し、同一の明るさの点をネットワーク上で探紫すわば
よい。このようにす１１は、連続画像から容易に対応点
をめられ、移動ロボットの視野内の物体までの距離を計
算することができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を１図面により説明する。
第１図はロボット及び回りの物体の配置を示す平面図で
あり、ロボット１は壁３と壁４の間を壁２に直角の方向
に進行する。進行方向６には障害物５が置かれている。
あり、ロボット１は壁３と壁４の間を壁２に直角の方向
に進行する。進行方向６には障害物５が置かれている。
第２図（ａ）は第１図においてロボットの視覚に映る画
像１０を示し、第２図（ｂ）は゛ロボットがある距離だ
け前進した後の画像１１を示す。このようにロボットが
前進すると１画像上の各物体の一点の像は、ロボット進
行方告の無限遠点を中心として第３図に示すように放射
状に移動する。また画像上における一点の像の位置変化
とロボットが進んだ距離とから、その点の三次元位置を
めることができる。これを第４図を用いて説明する。第
４図（ａ）はロボットの進行方向に直角な水平方向から
見た図であり、ロボットは位置４３からある時間後に位
置４２に距離ｄだけ移動する。位置４２における仮想画
面４０上における点４４の像は点４６に結ばれ１位置４
３における仮想画面４１上における点４４の像は点４５
に結ばれる。このとき、レンズ４９から視線方向にｚＩ
ＩＩＩＩＩをとり、仮想画面４０において上方向にＸ袖
布方向にｙ＠をとる。点４４の座標（ｘ、ｙ、ｚ）は次
のようにしてめられる。水平線に対する視線の伏角をθ
、レンズ位置４９から点４６と点４８を見込む角をα２
．レンズ位置５０から点４５と点４７を見込む角をα１
、仮想画面は縦横方向とも２ｍ個の画素からなり、中心
における視野の角度を２αとする。また１点４６と点４
８は縦方向にｎｘ□画緊たけ離れており１点４５と点４
７は縦方向にｎｘ□画素たけ離れているとし、視点と無
限遠点の像はｎ５画素刷れているとする。
像１０を示し、第２図（ｂ）は゛ロボットがある距離だ
け前進した後の画像１１を示す。このようにロボットが
前進すると１画像上の各物体の一点の像は、ロボット進
行方告の無限遠点を中心として第３図に示すように放射
状に移動する。また画像上における一点の像の位置変化
とロボットが進んだ距離とから、その点の三次元位置を
めることができる。これを第４図を用いて説明する。第
４図（ａ）はロボットの進行方向に直角な水平方向から
見た図であり、ロボットは位置４３からある時間後に位
置４２に距離ｄだけ移動する。位置４２における仮想画
面４０上における点４４の像は点４６に結ばれ１位置４
３における仮想画面４１上における点４４の像は点４５
に結ばれる。このとき、レンズ４９から視線方向にｚＩ
ＩＩＩＩＩをとり、仮想画面４０において上方向にＸ袖
布方向にｙ＠をとる。点４４の座標（ｘ、ｙ、ｚ）は次
のようにしてめられる。水平線に対する視線の伏角をθ
、レンズ位置４９から点４６と点４８を見込む角をα２
．レンズ位置５０から点４５と点４７を見込む角をα１
、仮想画面は縦横方向とも２ｍ個の画素からなり、中心
における視野の角度を２αとする。また１点４６と点４
８は縦方向にｎｘ□画緊たけ離れており１点４５と点４
７は縦方向にｎｘ□画素たけ離れているとし、視点と無
限遠点の像はｎ５画素刷れているとする。
（２）
が成り立つ。第（２）式から２は次式で表わされる０こ
れに第（１）式を代入すると。
れに第（１）式を代入すると。
となる。Ｘは。
ｘ＝ｚｔａｎα２
＝ｚ（ｋｎｘ□）（４）
となるＯｙは第４図（ｂ）からめられる０第４図（ｂ）
は第４図（ａ）の状態をＸ軸方向から見たものであり。
は第４図（ａ）の状態をＸ軸方向から見たものであり。
レンズ４９から点４６と点４８を見込む角をβ２とし１
点４６と点４８はｙ方向にｎｙ ２画素離れているとす
る。このとき。
点４６と点４８はｙ方向にｎｙ ２画素離れているとす
る。このとき。
が成り立つ。したがって。
ｙ＝ｚ （ｋｎ、） （５）
とめることができる。
以上のように、移動前後の２つの画像上の対応点の位置
がまればこの点の三次元位置は第（３）弐〜第（５）式
により容易にめられる。
がまればこの点の三次元位置は第（３）弐〜第（５）式
により容易にめられる。
対応する点は第３図に示したように無限遠点から放射状
に移動する。この性質を用いれば対応する画像上の点は
容品に見つけられる。以下、この方法を第５図を用いて
説明する。第５図（ａ）において視覚が傅゛Ｃいる画像
５１内の各画素に対し１画像５１内の無限遠点１２を中
心として放射状に伸びるネットワークを構成する。第５
図（ｂ）にネットワークの一例を示す。第５図（ｂ）は
化５図（ａ）の小領域５１のネットワークを示す。この
ように各画素に対する関連を設ければ、ある一つの画素
に吠つＣいる像はロボットの前進に従い、ネットワーク
の外側に移動してゆく。したがって、視見から連続的に
（＃た２枚の画像に対し、各画素のネットワーク上での
移動を検知し、対応する２つの画素の位置（ｎｘ□、ｎ
、１）と（ｎｘ□、ｎ、）をめることができる。この画
素位置から弗（３）弐〜第（５）式を用いてその画素に
峡る点の三次元的位置をめられる。このような計算を画
像全体に行えば、視野内の三次元的な立体像を再生でさ
る。
に移動する。この性質を用いれば対応する画像上の点は
容品に見つけられる。以下、この方法を第５図を用いて
説明する。第５図（ａ）において視覚が傅゛Ｃいる画像
５１内の各画素に対し１画像５１内の無限遠点１２を中
心として放射状に伸びるネットワークを構成する。第５
図（ｂ）にネットワークの一例を示す。第５図（ｂ）は
化５図（ａ）の小領域５１のネットワークを示す。この
ように各画素に対する関連を設ければ、ある一つの画素
に吠つＣいる像はロボットの前進に従い、ネットワーク
の外側に移動してゆく。したがって、視見から連続的に
（＃た２枚の画像に対し、各画素のネットワーク上での
移動を検知し、対応する２つの画素の位置（ｎｘ□、ｎ
、１）と（ｎｘ□、ｎ、）をめることができる。この画
素位置から弗（３）弐〜第（５）式を用いてその画素に
峡る点の三次元的位置をめられる。このような計算を画
像全体に行えば、視野内の三次元的な立体像を再生でさ
る。
第５図では縦方向、横方向に均等に画像を設定したが１
画素の大きさを無限遠点の像１２がらの距離に従い変化
させてもよい。この場合、各画素の位置を示す（ｎｘ、
ｎ、）は視点の像から均等に画素がある場合に換算をし
ておけはよい。
画素の大きさを無限遠点の像１２がらの距離に従い変化
させてもよい。この場合、各画素の位置を示す（ｎｘ、
ｎ、）は視点の像から均等に画素がある場合に換算をし
ておけはよい。
本発明によれば、自律移動ロボットの視覚から得る連続
画像に対し、画像間の対応点を検出する場合、無限遠点
から放射状の方向にのみ対応点を探索ずればよいので、
高速に対応点を見い出すことができ、しかも誤認識が少
ないという効果がある。
画像に対し、画像間の対応点を検出する場合、無限遠点
から放射状の方向にのみ対応点を探索ずればよいので、
高速に対応点を見い出すことができ、しかも誤認識が少
ないという効果がある。
第１図は実施例における障害物とロボットの位置を示す
平面図、第２図はロボットの視覚が得る画像の例を示す
図、第３図は画像上の各点が移動する方向を示す図、第
４図は画像間の対応点の関係から距離をめる方法を示す
図、第５図は樹枝状のネットワークに画素を構成した例
を示す図である。 １・・・・・・自律移動ロボット 第１ 図 ／ 第２■
平面図、第２図はロボットの視覚が得る画像の例を示す
図、第３図は画像上の各点が移動する方向を示す図、第
４図は画像間の対応点の関係から距離をめる方法を示す
図、第５図は樹枝状のネットワークに画素を構成した例
を示す図である。 １・・・・・・自律移動ロボット 第１ 図 ／ 第２■
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、視覚を有する自律移動ロボットにおいて、視覚から
得る連続画像を小さな画素に分解し、同じ明るさの画素
の画像間における移動割合から視野内の各点までの距離
をめることを特徴とする自律移動ロボットにおける視覚
情報から三次元画像を得る方法。 ２、視覚を有する自動移動ロボットにおいて、視覚から
得る連続画像を小さな画素に分解し、該画素に対し樹枝
状の不、トワークを設定し、この関連画素上の光量の変
化を利用して視野内の各点までの距離をめることを特徴
とする姓中頃→自律移動ロボットにおける視覚情報から
三次元画像を得る方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58194251A JPS6085897A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 自律移動ロボツトにおける視覚情報から三次元画像を得る方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58194251A JPS6085897A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 自律移動ロボツトにおける視覚情報から三次元画像を得る方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6085897A true JPS6085897A (ja) | 1985-05-15 |
Family
ID=16321500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58194251A Pending JPS6085897A (ja) | 1983-10-19 | 1983-10-19 | 自律移動ロボツトにおける視覚情報から三次元画像を得る方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6085897A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998020398A1 (fr) * | 1996-11-07 | 1998-05-14 | Komatsu Ltd. | Appareil permettant de prevenir la collision d'un objet en mouvement avec un obstacle |
-
1983
- 1983-10-19 JP JP58194251A patent/JPS6085897A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998020398A1 (fr) * | 1996-11-07 | 1998-05-14 | Komatsu Ltd. | Appareil permettant de prevenir la collision d'un objet en mouvement avec un obstacle |
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