自己位置计算装置及自己位置计算方法制造方法及图纸

自己位置计算装置具备：向车辆周围的路面(31)投射图案光(32a)的投光器(11)、拍摄包含投射有图案光(32a)的区域的车辆周围的路面(31)并取得图像(38)的摄像机(12)，根据由摄像机(12)取得的图像(38)中的图案光(32a)的位置，计算出车辆(10)相对于路面(31)的姿势角，基于从图像(38)检测出的路面上的多个特征点的时间变化，计算出车辆的姿势变化量。自己位置计算装置通过车辆的初始位置及姿势角加上姿势变化量，计算出车辆的当前位置及姿势角，且在多个特征点的检测状态不满足第一基准的情况下，投射图案光(32a)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及自己位置计算装置及自己位置计算方法。
技术介绍
已知有如下的技术，即、取得由搭载于车辆的摄像机拍摄的车辆附近的图像，并基于图像的变化求出车辆的移动量(参照专利文献1)。专利文献1中，为了在车辆的低速且细微的移动中也高精度地求出移动量，从图像中检测特征点，求出图像上的特征点的位置，并根据特征点的移动方向及移动距离(移动量)求出车辆的移动量。现有技术文献专利文献专利文献1：(日本)特开2008－175717号公报但是，在特征点的检测状态差的情况下，难以根据特征点的位置高精度地求出车辆的移动量。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述课题而创立的，其目的在于，提供一种自己位置计算装置及自己位置计算方法，无论特征点的检测状态如何，均能够高精度且稳定地推定车辆的当前位置。本专利技术的一方式的自己位置(本车辆位置local location)计算装置具备：投光器，其向车辆周围的路面投射图案光；摄像部，其拍摄包含投射图案光的区域在内的车辆周围的路面并取得图像。自己位置计算装置根据由摄像部取得的图像中的图案光的位置，计算出车辆相对于路面的姿势角，并基于根据图像检测出的路面上的多个特征点的时间变化，计算出车辆的姿势变化量。而且，通过在车辆的初始位置及姿势角加上姿势变化量，计算出车辆的当前位置及姿势角。自己位置计算装置在多个特征点的检测状态不满足第一基准而差的状态的情况下，投射图案光。附图说明图1是表示实施方式的自己位置计算装置的整体构成的块图；图2是表示投光器11及摄像机12向车辆10的搭载例的外观图；图3(a)是表示根据投光器11和摄像机12之间的基线长度Lb、各光点的图像上的坐标(Uj、Vj)，计算出照射各光点的路面31上的位置的情形的图，图3(b)是表示根据从与照射图案光32a的区域不同的另一区域33检测出的特征点的时间变化，求出摄像机12的移动方向34的情形的示意图；图4(a)及图4(b)是表示对由摄像机12取得的图像实施了二值化处理的图案光32a的图像的图，图4(a)表示图案光32a整体，图4(b)表示扩大一个光点Sp，图4(c)是表示由图案光抽取部21抽取的各光点Sp的重心的位置He的图；图5是用于说明计算距离及姿势角的变化量及摄像机12的移动量(ΔL)的方法的示意图；图6(a)表示在时刻t取得的第一帧(图像)38的一例，图6(b)表示在从时刻t经过时间Δt的时刻(t+Δt)取得的第二帧38’；图7是表示使用了图1的自己位置计算装置的自己位置计算方法的一例的流程图；图8是表示图7的步骤S05的详细顺序的流程图；图9是表示按照图8的流程执行的信息处理的一例的图，图9(a)表示姿势角计算部22是否根据图案光32a计算出距离及姿势角，图9(b)表示图案光投射实施标志的状态，图9(c)表示取得对应的特征点的数量；图10是表示图7的步骤S09的详细顺序的流程图；图11(a)及图11(b)是表示车辆10的侧滚角及车宽方向移动量的推定误差的例的图；图12是表示第二实施方式的步骤S05的详细顺序的流程图；图13是表示按照图12的流程执行的信息处理的一例的图，图13(a)表示姿势角计算部22是否根据图案光32a计算出距离及姿势角，图13(b)表示图案光投射实施标志的状态，图13(c)表示取得对应的特征点的数量；图14是表示第三实施方式的步骤S05的详细顺序的流程图；图15是表示按照图14的流程执行的信息处理的一例的图，图15(a)表示姿势角计算部22是否根据图案光32a计算出距离及姿势角，图15(b)表示图案光投射实施标志的状态，图15(c)表示取得对应的特征点的数量；图16是表示第四实施方式的步骤S05的详细顺序的流程图；图17是表示按照图16的流程执行的信息处理的一例的图，图17(a)表示姿势角计算部22是否根据图案光32a计算出距离及姿势角，图17(b)表示图案光投射实施标志的状态，图17(c)表示取得对应的特征点的数量。具体实施方式参照附图说明实施方式。附图的记载中，对相同部分标注相同的符号并省略说明。(第一实施方式)(硬件构成)首先，参照图1说明第一实施方式的自己位置计算装置的硬件构成。自己位置计算装置具备：投光器11、摄像机12、发动机控制单元(ECU)13。投光器11搭载于车辆上，向车辆周围的路面投射图案光。摄像机12是搭载于车辆上而拍摄包含投射图案光的区域在内的车辆周围的路面并取得图像的摄像部的一例。ECU13是控制投光器11且执行根据由摄像机12取得的图像推定车辆的移动量的一连串的信息处理循环的控制部的一例。摄像机12是使用了固体摄像元件、例如CCD及CMOS的数字摄像机，取得可以进行图像处理的数字图像。摄像机12的拍摄对象是车辆周围的路面，车辆周围的路面包含车辆的前部、后部、侧部、车辆底部的路面。例如，如图2所示，摄像机12可以搭载于车辆10的前部，具体而言，可以搭载于前保险杠上。调整设置摄像机12的高度及方向且自动调整摄像机12所具备的透镜的焦点及光圈，以可拍摄车辆10的前方路面31上的特征点(纹理)及由投光器11投射的图案光32b。摄像机12每隔规定的时间间隔进行重复拍摄，取得一连串的图像(帧)组。由摄像机12取得的图像数据向ECU13传送，并存储于ECU13所具备的存储器。如图2所示，投光器11向摄像机12的拍摄范围内的路面31，投射具有包含正方形或长方形的光栅图像的规定形状的图案光32b。摄像机12拍摄由路面31照射的图案光。投光器11具备例如激光指示器及衍射光栅。将从激光指示器射出的激光利用衍射光栅进行衍射，由此，如图2～图4所示，投光器11生成光栅图像或由行列状地排列的多个光点Sp构成的图案光(32b、32a)。图3及图4所示的例子中，生成由5×7的光点Sp构成的图案光32a。返回图1，ECU13由具备CPU、存储器及输入输出部的微型控制器构成，通过执行预先安装的计算机程序，构成自己位置计算装置具备的多个信息处理部。ECU13对每个图像(帧)重复执行根据由摄像机12取得的图像计算出车辆的当前位置的一连串的信息处理循环。ECU13也可以兼用作车辆10的其它控制所使用的ECU。多个信息处理部包含：图案光抽取部21、姿势角计算部22、姿势变化量计算部24、自己位置计算部26、图案光控制部27、检测状态判断部30、计算状态判断部35。姿势变化量计算部24包含特征点检测部23。图案光抽取部21从存储器读取由摄像机12取得的图像，根据图像抽取图案光的位置。如图3(a)所示，例如，投光器11向路面31投射由行列状地排列的多个光点构成的图案光32a，并利用摄像机12检测被路面31反射的图案光32a。图案光抽取部21通过对由摄像机12取得的图像实施二值化处理，如图4(a)及图4(b)所示，仅抽取光点Sp的图像。如图4(c)所示，图案光抽取部21通过计算出各光点Sp的重心的位置He，即光点Sp的图像上的坐标(Uj、Vj)，而抽取图案光32a的位置。坐标在以摄像机12的摄像元件的像素为单位且5×7的光点Sp的情况下，“j”为1以上且35以下的自然数。光点Sp的图像上的坐标(Uj、Vj)作为表示图案光32a的位置的数据存储于存储器。姿势角计算部22从存储器读取表示图案光32a的位置的数据，根据由摄像机12取本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自己位置计算装置，其特征在于，具备：投光器，其向车辆周围的路面投射图案光；摄像部，其搭载于所述车辆，拍摄包含投射图案光的区域在内的车辆周围的路面并取得图像；姿势角计算部，其根据由所述摄像部取得的图像中的所述图案光的位置，计算出车辆相对于所述路面的姿势角；姿势变化量计算部，其基于根据由所述摄像部取得的图像检测出的所述路面上的多个特征点的时间变化，计算出所述车辆的姿势变化量；自己位置计算部，其通过在所述车辆的初始位置及姿势角加上所述姿势变化量，计算出所述车辆的当前位置及姿势角；检测状态判断部，其判断所述姿势变化量计算部中的所述多个特征点的检测状态；图案光控制部，其控制所述投光器进行的图案光的投射，在所述检测状态判断部判断为所述多个特征点的检测状态不满足第一基准的情况下，所述图案光控制部投射图案光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种自己位置计算装置，其特征在于，具备：投光器，其向车辆周围的路面投射图案光；摄像部，其搭载于所述车辆，拍摄包含投射图案光的区域在内的车辆周围的路面并取得图像；姿势角计算部，其根据由所述摄像部取得的图像中的所述图案光的位置，计算出车辆相对于所述路面的姿势角；姿势变化量计算部，其基于根据由所述摄像部取得的图像检测出的所述路面上的多个特征点的时间变化，计算出所述车辆的姿势变化量；自己位置计算部，其通过在所述车辆的初始位置及姿势角加上所述姿势变化量，计算出所述车辆的当前位置及姿势角；检测状态判断部，其判断所述姿势变化量计算部中的所述多个特征点的检测状态；图案光控制部，其控制所述投光器进行的图案光的投射，在所述检测状态判断部判断为所述多个特征点的检测状态不满足第一基准的情况下，所述图案光控制部投射图案光。2.如权利要求1所述的自己位置计算装置，其特征在于，在所述检测状态判断部判断为所述多个特征点的检测状态满足第一基准的情况下，所述图案光控制部停止图案光的投射。3.如权利要求1或2所述的自己位置计算装置，其特征在于，在所述检测状态判断部判断为所述多个特征点的检测状态不满足比所述第一基准低的第二基准的情况下，所述姿势角计算部根据所述图案光的位置计算出车辆相对于所述路面的姿势角...

【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