JPS6089213A - 無人走行車の位置および方向の検出方法 - Google Patents

無人走行車の位置および方向の検出方法

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JPS6089213A
JPS6089213A JP58195597A JP19559783A JPS6089213A JP S6089213 A JPS6089213 A JP S6089213A JP 58195597 A JP58195597 A JP 58195597A JP 19559783 A JP19559783 A JP 19559783A JP S6089213 A JPS6089213 A JP S6089213A
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JP
Japan
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unmanned vehicle
ceiling
memory
picture
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JP58195597A
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Tomoo Matsuda
智夫 松田
Masatake Hirooka
広岡 正剛
Toru Suzuki
徹 鈴木
Yokichi Nishi
西 洋吉
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Komatsu Ltd
Original Assignee
Komatsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0231Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means
    • G05D1/0246Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using optical position detecting means using a video camera in combination with image processing means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は軌条もしくは誘導線を使用しない無人走行車の
位置および方向の検出方法に関する。
−膜圧、軌条もしくは誘導線を使用しない無人走行車を
制御する場合、無人走行車の現在位置および方向を正確
に知る必要がある。
従来、この種の無人走行車の現在位置および方向の検出
方法としては、例えば無人走行車の上部にレーザ発振器
を設け、天井罠貼り付けたステンレス鋼板にレーザスポ
ットを投影し、地上に設置したITVカメラ等により、
このレーザスポットの位Itを読み取ることで無人走行
車の現在位置を検出する方法が提案されている。しかし
ながら・この方法は天井全面に高価なステンレス鋼板を
貼り付ける必要があり、また室内の全天井をカバーす/
(<1TVカメラ等を複数個設置しなければならないの
で、システムが高価になる欠点がある。
他の検出方法としては、上記と同様罠無人走行車の上部
にレーザ発振器を設け、天井に離散的に設けられたレー
ザ反射体に向けてレーザ光線を投影し・反射してくるレ
ーザ光線の方角から反射体と無人走行車の相対位置を検
出する方法がある。
しかしながら、この方法も高価な反射体を多数必要とす
るため経済的に問題があり、また現場で長時間使用する
と精密な反射体の表面にゴミや油が付着して反射効率が
低ドする欠点がある。
また、上記2つの検出方法は、いずれも客先現場の天井
を改造する必要があり、建築物の改造工費が必要な点で
コスト上デメリットがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、天井を全(
改造することなくその天井を利用して無人走行車の現在
位置および方向ヲ各易に検出することができる無人走行
車の位置および方向の検出方法を提供することを目的と
する。
この発明圧よれば、天井に設けられ照明灯の光(照明灯
の位置)を利用するもので、無人走行車に搭載した視覚
手段で照明灯を含む天井を撮影して所定の視野の画像デ
ータを抽出し、一方前記天井の全体の画像データを予め
天井照明灯配置メモリに記憶しておき、現在位置・方向
メモリに記憶した無人走行車の位置データおよび方向デ
ータに基づいて、無人走行車がその位置・方向にあると
き前記視覚手段が抽出するであろう画像データを前記天
井照明灯配置メモリから抽出し、この抽出した画像デー
タが前記視覚手段で抽出した実際の画像データと一致す
るように前記位置データおよび方向データを修正するこ
とにより無人走行車の現在位置および方向を検出するよ
5Kして(する。
以下、本発明を添付図面ヲ診照して詳細に説明する。
第1図は本発明による無人走行車の位置および方向の検
出方法を説明するための概念図で、室内の天井IKは照
明灯L11”””Hが整然と配列されており、この室内
を走行する無人走行車2にはITfカメラ3が搭載され
、この工TVカメラ3により天井工を所定の視野Vで撮
影している。
第2図は本発明による無人走行車の位置および方向の検
出方法を実施するための装置の概略構成を示すブロック
図である。第2図において、天井照明灯配置メモリ10
には、第1図に示す天井1の全体の画像データが予め記
憶されている。このメモリ10は、例えばROMアレー
で、第3図に示すように照明灯が配設されている位置(
+印で示す)Kおける画像データは”1”として記憶し
、それ以外は0”として記憶している。
この天井照明灯配置メモリ10の記憶内容は・現在位置
・方向メモリ11の記憶内容によってその記憶領域が指
定されて読み出される。いま、現在位置・方向メモリ1
1に無人走行車2の犬ざつばな初期値として第3図に示
すように無人走行車2の初期位置(χ1+71)の位置
データを与え、無人走行車2の前面の方向として方位角
θI(矢印Aの方向)の方向データを与えると1天井照
明灯配置メモリ10は、第3図の1点鎖線で囲まれた記
憶領域の画像データを読み出す。なお・この記憶領域の
画像データは1無人走行車がもしその位置および方向に
あれば工TVカメラ3が所定の視野■で捕えるであろう
画像データに一致する。
天井照明灯配置メモリ10から読み出された画像データ
は期待画像メモリ12に記憶される。このメモリ12は
例えばRAMアレーで、上記1点鎖線で囲まれた記憶領
域の画像データ乞第4図に示すように記憶する。なお、
白丸印a % dは、照明灯の位置を示す。
一方、ITVカメラ3は所定の視野Vで天井1を撮影し
、その画像データを現実画像メモリ13に記憶する。な
お、現実画像メモリ13に記憶される画像データは、適
当な閾値で2値化されたデータで、照明灯のある位置で
は′1”とし、て記憶され、それ以外は0#とじて記憶
されている。第5図は、現実画像メモリ13の記憶内容
の一例を示すもので、黒丸印a′〜d′は所定の視野内
における照明灯のある位置を示している。
さて、現在位置・方向メモリ11に予め入力した初期値
が無人走行車の実際の位置および方向に対応するデータ
であれば、前述したように期待画像メモリ12と現実画
像メモリ13の記憶内容は一致するが、初期値が大ざっ
ばなデータの場合には第4図および第5図に示すように
不一致となる。
第6図は、第4図および第5図を重ね合わせた図で、こ
の図からも明らかなように現在位置・方向メモリlit
て入力した位置データは、実際の無人走行車の位置デー
タからずれ、矢印で示すベクトル量aa’ (またはb
b’、 cc′、 dd’ )だけそのデータを修正し
てやる必要がある。なお、この場合は方向データはずれ
ていす、平行移動するだけで、すなわち位置データのみ
を修正するだけでよい。
画像処理回路14は、上述したように現実画像メモリ1
3の画像データに、期待画像メモリ12の画像データを
一致させるべく両者のずれ分(回転量と平行移動量〕を
める。すなわち、期待画像と現実画像の照明灯間の距離
を計り、そのうちで最小の距離にある2点を2組抽出し
、2本の線分(期待画像(白丸印)からなる線分bdと
現実画像(黒丸印)からなる線分b′d’ )を作る(
第7図参照)。そして、線分員が線分1)’d’と重な
るように回転と平行移動からなる座標修正F(χ、y 
)を行なう、、このとき行なった座標修正F(χ、y)
、すなわち両画像の平行移動量および回転量の修正デー
タにより現在位置・方向メモリ11の初期値として入力
した位置データおよび方向データを修正する。
このようにして、現在位置・方向メモリ11の初期値の
記憶内容は、実際のITVカメラ3の画像に基づいてフ
ィードバック修正される。
以上は初期値の修正罠ついての説明であるが、無人走行
車が移動する場合における無人走行車の現在位置および
方向も上記と同様忙して検出することができる。すなお
ち、無人走行車が移動すると、ITVカメラ3の画像が
変化し、画像処理回路14はこの変化した現実画像に期
待画像を一致させるべ(逐次現在位置・方向メモリ11
の位置データおよび方向データを修正する。したがって
、現在位置・方向メモリ11の記憶内容は常圧無人走行
車の最新の現在位置および方向に更新される。
なお、上記画像処理は、期待画像の各照明灯が現実画像
のどの照明灯に対応するかを判別できる程度に無人走行
車の移動速度に比べて十分高速で行なわれる。まfこ、
工TVカメラ3で捕えた古い画像の中に存在していた照
明灯が影罠入って消滅したり、あるいはランプ切れが生
じていても少な(とも工TVカメラ3の視野内に2つの
照明灯が存在すれば無人走行車の現在位置および方向の
検出は可能である。もし、視野内に1つの照明灯しかな
く1または全く存在しない場合には、ランプ切れを警報
するととも罠、非常停止または待期位置(2つ照明灯が
存在した最新の位置)に帰るようにすることが必要であ
る。
また、無人倉庫のように人間に対する照明を必要とせず
、周囲に窓がなく十分なコントラストが得られるならば
、天井の光源として高精度のLInDを用いることがで
きる。もちろん、光源としてレーザ光をレンズ等で波数
させて使用してもよい。更に、以上の光源は点光源であ
るが、螢光灯のような棒状光源を使用した場合でも、例
えば画像処理により螢光灯の両端乞独立した2つの点と
して取り扱うこともできる。
以上説明したように本発明によれば、天井を全(改造す
ることなくその天井の照明灯を利用して無人走行車の現
在位tおよび方向を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による無人走行車の位置および方向の検
出方法を説明するために用いた概念図・!!!2図は本
発明による無人走行車の位置および方向の検出方法を実
施するための装置の概略構成を示すブロック図、第3図
は第2図の天井照明灯配置メモリを説明するために用い
た図、第4図および第5図はそれぞれ第2図の期待画像
メモリおよび現実画像メモリの記憶内容の一例を示す図
、第6図および第7図は第2図の画像処理回路)!!′
説明するために用いた図である。 1・・・天井、2・・・無人走行車、3・・・ITVカ
メラ、10・・・天井照明灯配置メモリ、11・・・現
在位置・方向メモリ、12・・・期待画像メモリ113
・・・現実画像メモリ、14・・・画像処理回路。 第6図 第7図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 無人走行車に搭載した視覚手段で照明灯が設け
    られた天井を撮影して所定の視野の画像データを抽出し
    、一方前記天井の全体の画像データを予め天井照明灯配
    置メモリに記憶しておぎ、現在位置・方向メモリに記憶
    した無人走行車の位置データおよび方向データに基づい
    て前記無人走行車がその位置および方向にあるとき前記
    視覚手段が抽出する画像データを前記天井照明灯配置メ
    モリから抽出し、この抽出した画像データが前記視覚手
    段で抽出した画像データと一致するよう罠前記位置デー
    タおよび方向データを修正することKより無人走行車の
    現在位置および方向を検出することを特徴とする無人走
    行車の位置および方向の検出方法。
  2. (2) 前記位置・方向メモリには・無人走行車の初期
    値として無人走行車の犬ざうばな位置および方向を示す
    位置データおよび方向データが入力される特許請求の範
    囲第(1)項記載の無人走行車の位置および方向の検出
    方法。
JP58195597A 1983-10-19 1983-10-19 無人走行車の位置および方向の検出方法 Pending JPS6089213A (ja)

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