一种自身位置计算装置，包括：对车辆周围的路面投光图案光的投光器(11)；安装在车辆上，拍摄包含被投光了图案光的区域的车辆周围的路面而获取图像的摄像单元(12)；根据摄像单元(12)获取的图像中的图案光的位置，计算车辆对于路面的姿态角的姿态角计算单元(22)；根据摄像单元(12)获取的图像，在被投光了图案光的区域的周围设定特征点检测区域，在该特征点检测区域中检测路面上的多个特征点的特征点检测单元(23)；根据路面上的多个特征点的时间变化，计算车辆的姿态变化量的姿态变化量计算单元(24)；以及通过对车辆对于路面的初始位置以及姿态角不断加上姿态变化量，计算车辆的当前位置以及姿态角的自身位置计算单元(25)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及自身位置计算装置以及自身位置计算方法。
技术介绍
已知获取由安装在车辆上的摄像机拍摄的车辆近旁的图像，根据图像的变化求车辆的移动量的技术(参照专利文献1)。在专利文献1中，为了在车辆的低速且微妙的移动中也高精度地求出移动量，从图像中检测特征点，求出特征点的位置，由特征点的移动方向以及移动距离(移动量)求出车辆的移动量。而且，已知使用投光栅格图案(图案光)的激光投光器进行三维计量的技术(参照专利文献2)。在专利文献2中，用摄像机拍摄图案光的投光区域，从拍摄的图像提取图案光，由图案光的位置求出车辆的行为。现有技术文献专利文献专利文献1:特开2008－175717号公报专利文献2:特开2007－278951号公报
技术实现思路
但是，假设要在与专利文献2中记载的图案光的投光区域相同的区域，通过专利文献1中记载的技术检测路面上的特征点的情况下，难以进行图案光和特征点的判别。另一方面，要在离开图案光的投光区域的区域检测路面上的特征点时，特征点的移动量的计算误差变大。鉴于上述问题点，本专利技术的目的是，提供可以与图案光相区别而容易地判别特征点、可以高精度地计算车辆的自身位置的自身位置计算装置以及自身位置计算方法。本专利技术的第一方式的自身位置计算装置对车辆周围的路面投光图案光，拍摄包含被投光了图案光的区域的车辆周围的路面，获取图像，根据获取的图像中的图案光的位置计算车辆对于路面的姿态角，根据获取的图像，在被投光了图案光的区域的周围设定特征点检测区域，在该特征点检测区域中检测路面上的多个特征点，根据路面上的多个特征点的时间变化计算车辆的姿态变化量，通过对车辆对于路面的初始位置以及姿态角不断加上姿态变化量，计算车辆的当前位置以及姿态角。附图说明图1是表示第1实施方式的自身位置计算装置的整体结构的方框图。图2是表示一例将投光器以及摄像机安装在车辆上的方法的外观图。图3(a)是表示使用投光器和摄像机，计算被照射了亮点光的路面上的位置的状况的图，图3(b)是表示根据在与被照射了图案光的区域不同的区域中检测到的特征点的时间变化求出摄像机的移动方向的状况的图。图4是表示对摄像机获取的图像实施了二值处理的图案光的图像的图，图4(a)是表示图案光整体的图，图4(b)是表示将一个亮点光扩大表示的图，图4(c)是表示亮点光的重心位置的图。图5是用于说明计算距离以及姿态角的变化量的方法的示意图。图6是表示在图像上检测到的特征点的图，图6(a)是表示在时刻t获取的第1帧(图像)的图，图6(b)是表示在时刻t+Δt获取的第2帧的图。图7(a)是表示由摄像机获取的图像的图，图7(b)是表示对由摄像机获取的图像实施了二值处理的图案光的图像的图。图7(c)是表示特征点的检测结果的图。图8是表示投光了5×5的亮点光的图案光区域的概略图。图9是表示一例在投光了5×5的亮点光的图案光区域的周围设定的特征点检测区域的概略图。图10是用于说明一例第1实施方式的自身位置计算方法的流程图。图11是表示一例密集地投光了亮点光的图案光区域的概略图。图12是表示一例投光了栅格状的图案光的图案光区域的概略图。图13是表示一例在密集地投光了亮点光的图案光区域的周围设定的特征点检测区域的概略图。图14是表示一例在投光了5×5的亮点光的图案光区域的左右设定的特征点检测区域的概略图。图15是表示另一例在密集地投光了亮点光的图案光区域的左右设定的特征点检测区域的概略图。图16是表示第2实施方式的自身位置计算装置的整体结构的方框图。图17(a)是表示一例横向速度相对较小的情况的特征点检测区域的概略图，图17(b)表示一例横向速度相对较大的情况的特征点检测区域的概略图。图18是用于说明特征点检测区域的设定方法的具体例的概略图。图19(a)是表示横向速度的绝对值的时间变化的曲线图，图19(b)是表示特征点检测区域的横向宽度的时间变化的曲线图。图20是用于说明一例第2实施方式的自身位置计算方法的流程图。图21(a)是表示一例车速相对较小的情况的特征点检测区域的概略图，图21(b)是表示一例车速相对较大的情况的特征点检测区域的概略图。图22(a)是表示车速的绝对值的时间变化的曲线图，图22(b)是表示特征点检测区域的前后方向宽度的时间变化的曲线图。图23(a)是表示一例密集地被投光了亮点光的图案光区域的概略图，图23(b)是表示一例根据车速以及横向速度设定的特征点检测区域的概略图。具体实施方式以下，参照附图说明适用了本专利技术的第1以及第2实施方式。(第1实施方式)[硬件结构]首先，参照图1，说明第1实施方式的自身位置计算装置的硬件结构。自身位置计算装置具有：投光器11；摄像机12；以及引擎控制单元(ECU)13。投光器11被安装在车辆上，对车辆周围的路面投光图案光。摄像机12是被安装在车辆上、拍摄包含被投光了图案光的区域的车辆周围的路面，获取图像的摄像单元的一例。ECU13是控制投光器11、并且执行由摄像机12获取的图像计算车辆的自身位置的一连串的信息处理循环的控制单元的一例。摄像机12是使用了固体摄像元件、例如CCD以及CMOS的数字摄像机，获取可进行图像处理的数字图像。摄像机12的摄像对象是车辆周围的路面，在车辆周围的路面中，包含车辆的前部、后部、侧部、车辆底部的路面。例如，如图2所示，摄像机12可以安装在车辆10的前部，具体地说安装在前保险杠上。调整设置摄像机12的高度以及朝向，并且，自动调整摄像机12具有的镜头的焦距以及光圈，以便可以拍摄车辆10的前方的路面31上的特征点(纹理)以及由投光器11投光的图案光32b。摄像机12每隔规定的时间间隔反复进行摄像，获取一连串的图像(帧)群。由摄像机12获取的图像数据被转发至ECU13，存储在ECU13具有的存储器中。如图2所示，投光器11朝向摄像机12的摄像范围内的路面31，投光具有包含正方形或长方形的栅格像的规定形状的图案光32b。摄像机12拍摄对路面31照射的图案光。投光器11例如具有激光指示器以及衍射光栅。通过以衍射光栅衍射从激光指示器射出的激光，如图2～图4所示，投光器11生成由栅格像或者排列为矩阵状的多个亮点光构成的图案光(32b，32a)。在图3以及图4所示的例子中，生成5×7的亮点光构成的图案光32a。返回图1，ECU13由具有CPU、存储器、以及输入输出单元的微控制器构成，通过执行预先安装的计算机程序，构成具有作为自身位置计算装置的功能的多个信息处理单元。ECU13对每图像(帧)反复执行由摄像机12获取的图像计算车辆的自身位置的一连串的信息处理循环。ECU13也可以与车辆10有关的其它控制中使用的ECU兼用。这里，在多个信息处理单元中包括：图案光提取单元21；姿态角计算单元22；特征点检测单元23；姿态变化量计算单元24；自身位置计算单元25；以及图案光控制单元26。图案光提取单元21从存储器读入由摄像机12获取的图像，从该图像提取图案光的位置。如图3(a)所示，例如，投光器11向路面31投光被排列为矩阵状的多个亮点光构成的图案光32a，用摄像机12检测被路面31反射的图案光32a。如图4(a)以及图4(b)所示，图案光提取单元21通过对由摄像机12获取的图像实施二值处理，仅提取亮点光Sp的图像。然后，如图4(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种自身位置计算装置，其特征在于，包括：投光器，对车辆周围的路面投光图案光；摄像单元，安装在所述车辆上，拍摄包含被投光了所述图案光的区域的车辆周围的路面，获取图像；姿态角计算单元，根据所述摄像单元获取的图像中的所述图案光的位置，计算车辆对于所述路面的姿态角；特征点检测单元，根据所述摄像单元获取的图像，在被投光了所述图案光的区域的周围设定特征点检测区域，在该特征点检测区域内检测所述路面上的多个特征点；姿态变化量计算单元，根据所述路面上的多个特征点的时间变化，计算所述车辆的姿态变化量；以及自身位置计算单元，通过对车辆对于所述路面的初始位置以及姿态角不断加上所述姿态变化量，计算所述车辆的当前位置以及姿态角。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种自身位置计算装置，其特征在于，包括：投光器，对车辆周围的路面投光图案光；摄像单元，安装在所述车辆上，拍摄包含被投光了所述图案光的区域的车辆周围的路面，获取图像；姿态角计算单元，根据所述摄像单元获取的图像中的所述图案光的位置，计算车辆对于所述路面的姿态角；特征点检测单元，根据所述摄像单元获取的图像，在被投光了所述图案光的区域的周围设定特征点检测区域，在该特征点检测区域内检测所述路面上的多个特征点；姿态变化量计算单元，根据所述路面上的多个特征点的时间变化，计算所述车辆的姿态变化量；以及自身位置计算单元，通过对车辆对于所述路面的初始位置以及姿态角不断加上所述姿态变化量，计算所述车辆的当前位置以及姿态角。2.如权利要求1所述的自身位置计算装置，其特征在于，所述图案光由多个亮点光构成，所述特征点检测单元在被投光了所述亮点光的各个区域的周围设定特征点检测区域。3.如权利要求1或2所述的自身位置计算装置，其特征在于，所述特征点检测单元相对被投光了所...
【专利技术属性】
技术研发人员：山口一郎，西内秀和，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。