三维位置估计装置以及程序制造方法及图纸

本发明专利技术能够精度良好地估计特征点的三维位置。图形结构数据生成部(390)生成由规定特征点的三维位置的特征点节点、规定拍摄装置的位置以及姿势的拍摄节点、规定拍摄节点上的特征点节点的位置的特征点边缘、以及规定拍摄节点间的移动体的位置以及姿势的变化量的拍摄边缘构成的图形结构数据，误差函数设定部(400)设定表示使用拍摄节点对特征点节点的特征点进行投影时的投影误差的第一误差函数，并且将表示拍摄边缘规定的位置以及姿势的变化量的误差的第二误差函数设定为表示与该拍摄边缘对应的该移动体的姿势的变化量越小越包含较大的权重，图形结构数据优化部(410)优化图形结构数据，以使第一误差函数与第二误差函数之和最小。

【技术实现步骤摘要】
三维位置估计装置以及程序
本专利技术涉及三维位置估计装置以及程序。
技术介绍
以往，有利用安装于车辆的照相机拍摄周边环境，并根据拍摄到的图像制成环境地图的技术(非专利文献1)。在非专利文献1中，从图像检测特征点，使用该特征点的局部特征量，对在多个地点拍摄到的图像间的特征点建立对应关系，根据建立了对应关系的特征点的图像上的位置计算照相机的位置/姿势和特征点的三维位置，生成由多个特征点的规定三维位置的特征点节点、多个拍摄地点的规定照相机的位置/姿势的照相机节点、规定各拍摄地点的图像上的特征点位置的特征点边缘、以及规定相邻的照相机节点间的车辆的位置/姿势的变化量的拍摄边缘构成的图形结构数据，并优化图形结构数据以使根据特征点边缘和拍摄边缘计算出的误差函数之和最小，由此制成环境地图。非专利文献1：JingWang，ZongyingShi，YishengZhong，"VisualSLAMIncorporatingWheelodometerforIndoorRobots"，201736thChineseControlConference(CCC)，2017.但是，在上述非专利文献1中，未对拍摄边缘的误差函数的权重(非专利文献中的imformationmatrixΣB)的设定方法进行描述。因此，在车辆转弯时那样的不能够根据里程以较高的精度获取车辆的位置/姿势的变化量的情况下，优化图形结构数据，以使得拍摄边缘的误差函数相对于车辆转弯时的精度较低的车辆的位置变化量的测量值变小，所以有根据车载照相机的图像制成的环境地图的失真增大这样的问题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题点而完成的，目的在于提供即使在不能够以较高的精度获取车辆的位置/姿势的变化量的情况下，也能够精度良好地估计特征点的三维位置的三维位置估计装置以及程序。为了实现上述目的，本专利技术的三维位置估计装置构成为包含：特征点检测部，从由安装于移动体的拍摄装置拍摄到的多个图像中的每个图像检测多个特征点；位置姿势变化量计算部，基于与上述移动体相关的传感器信息，计算上述移动体的位置以及姿势的变化量；特征点关联部，使用表示由上述特征点检测部检测出的特征点的特征的特征量，对上述多个图像间的特征点建立对应关系；三维位置获取部，获取由上述特征点关联部建立了对应关系的特征点中的每个特征点的三维位置、和上述多个图像中的每个图像的上述拍摄装置的位置以及姿势；图形结构数据生成部，生成由各上述特征点的特征点节点、上述多个图像中的每个图像的拍摄节点、连接各上述特征点节点与各上述拍摄节点之间的特征点边缘、以及连接各相邻的上述拍摄节点间的拍摄边缘构成的图形结构数据，上述特征点节点规定上述特征点的三维位置，上述拍摄节点规定拍摄上述图像的上述拍摄装置的位置以及姿势，上述特征点边缘规定上述拍摄节点的上述图像上的上述特征点节点的特征点的位置，上述拍摄边缘规定上述拍摄节点的图像间的上述移动体的位置以及姿势的变化量；误差函数设定部，对由上述图形结构数据生成部生成的上述图形结构数据所包含的各上述特征点边缘，设定表示使用上述拍摄节点所规定的上述拍摄装置的位置以及姿势将被上述特征点边缘连接的上述特征点节点的特征点投影到上述拍摄节点的图像上时的投影误差的第一误差函数，并且对上述图形结构数据所包含的各上述拍摄边缘，设定表示上述拍摄边缘所规定的上述位置以及姿势的变化量与位置姿势变化量计算部的计算结果的误差的第二误差函数；以及图形结构数据优化部，优化上述图形结构数据的各上述特征点节点所规定的上述特征点的三维位置、以及各上述拍摄节点所规定的上述拍摄装置的位置以及姿势，以使各上述特征点边缘的上述第一误差函数与各上述拍摄边缘的上述第二误差函数之和最小，上述误差函数设定部对各上述拍摄边缘，设定表示与上述拍摄边缘对应的通过上述位置姿势变化量计算部得到的上述移动体的姿势的变化量越小越包含较大的权重的上述第二误差函数。另外，本专利技术的程序是用于使计算机作为以下功能部发挥作用的程序，即：特征点检测部，从由安装于移动体的拍摄装置拍摄到的多个图像中的每个图像检测多个特征点；位置姿势变化量计算部，基于与上述移动体相关的传感器信息，计算上述移动体的位置以及姿势的变化量；特征点关联部，使用表示由上述特征点检测部检测出的特征点的特征的特征量，对上述多个图像间的特征点建立对应关系；三维位置获取部，获取由上述特征点关联部建立了对应关系的特征点中的每个特征点的三维位置、和上述多个图像中的每个图像的上述拍摄装置的位置以及姿势；图形结构数据生成部，生成由各上述特征点的特征点节点、上述多个图像中的每个图像的拍摄节点、连接各上述特征点节点与各上述拍摄节点之间的特征点边缘、以及连接各相邻的上述拍摄节点间的拍摄边缘构成的图形结构数据，上述特征点节点规定上述特征点的三维位置，上述拍摄节点规定拍摄上述图像的上述拍摄装置的位置以及姿势，上述特征点边缘规定上述拍摄节点的上述图像上的上述特征点节点的特征点的位置，上述拍摄边缘规定上述拍摄节点的图像间的上述移动体的位置以及姿势的变化量；误差函数设定部，对由上述图形结构数据生成部生成的上述图形结构数据所包含的各上述特征点边缘，设定表示使用上述拍摄节点所规定的上述拍摄装置的位置以及姿势将被上述特征点边缘连接的上述特征点节点的特征点投影到上述拍摄节点的图像上时的投影误差的第一误差函数，并且对上述图形结构数据所包含的各上述拍摄边缘，设定表示上述拍摄边缘所规定的上述位置以及姿势的变化量与位置姿势变化量计算部的计算结果的误差的第二误差函数；以及图形结构数据优化部，优化上述图形结构数据的各上述特征点节点所规定的上述特征点的三维位置、以及各上述拍摄节点所规定的上述拍摄装置的位置以及姿势，以使各上述特征点边缘的上述第一误差函数与各上述拍摄边缘的上述第二误差函数之和最小，上述误差函数设定部对各上述拍摄边缘，设定表示与上述拍摄边缘对应的通过上述位置姿势变化量计算部得到的上述移动体的姿势的变化量越小越包含较大的权重的上述第二误差函数。根据本专利技术的三维位置估计装置以及程序，特征点检测部从由安装于移动体的拍摄装置拍摄到的多个图像中的每个图像检测多个特征点，位置姿势变化量计算部基于与该移动体相关的传感器信息，计算该移动体的位置以及姿势的变化量，特征点关联部使用表示由该特征点检测部检测出的特征点的特征的特征量，对该多个图像间的特征点建立对应关系，三维位置获取部获取由该特征点关联部建立了对应关系的各特征点的三维位置、和该多个图像中的每个图像的该拍摄装置的位置以及姿势，图形结构数据生成部生成由各该特征点的规定该特征点的三维位置的特征点节点、该多个图像中的每个图像的规定拍摄该图像的该拍摄装置的位置以及姿势的拍摄节点、连接各该特征点节点与各该拍摄节点之间的、规定该拍摄节点的该图像上的该特征点节点的特征点的位置的特征点边缘、以及连接各相邻的该拍摄节点间的、规定该拍摄节点的图像间的该移动体的位置以及姿势的变化量的拍摄边缘构成的图形结构数据。而且，误差函数设定部对由图形结构数据生成部生成的该图形结构数据所包含的各该特征点边缘，设定表示使用该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维位置估计装置，包含：/n特征点检测部，从由安装于移动体的拍摄装置拍摄到的多个图像中的每个图像检测多个特征点；/n位置姿势变化量计算部，基于与上述移动体相关的传感器信息，计算上述移动体的位置以及姿势的变化量；/n特征点关联部，使用表示由上述特征点检测部检测出的特征点的特征的特征量，对上述多个图像间的特征点建立对应关系；/n三维位置获取部，获取由上述特征点关联部建立了对应关系的特征点中的每个特征点的三维位置、和上述多个图像中的每个图像的上述拍摄装置的位置以及姿势；/n图形结构数据生成部，生成由各上述特征点的特征点节点、上述多个图像中的每个图像的拍摄节点、连接各上述特征点节点与各上述拍摄节点之间的特征点边缘、以及连接各相邻的上述拍摄节点间的拍摄边缘构成的图形结构数据，上述特征点节点规定上述特征点的三维位置，上述拍摄节点规定拍摄上述图像的上述拍摄装置的位置以及姿势，上述特征点边缘规定上述拍摄节点的上述图像上的上述特征点节点的特征点的位置，上述拍摄边缘规定上述拍摄节点的图像间的上述移动体的位置以及姿势的变化量；/n误差函数设定部，对由上述图形结构数据生成部生成的上述图形结构数据所包含的各上述特征点边缘，设定表示使用上述拍摄节点所规定的上述拍摄装置的位置以及姿势将被上述特征点边缘连接的上述特征点节点的特征点投影到上述拍摄节点的图像上时的投影误差的第一误差函数，并且对上述图形结构数据所包含的各上述拍摄边缘，设定表示上述拍摄边缘所规定的上述位置以及姿势的变化量与位置姿势变化量计算部的计算结果的误差的第二误差函数；以及/n图形结构数据优化部，优化上述图形结构数据的各上述特征点节点所规定的上述特征点的三维位置、以及各上述拍摄节点所规定的上述拍摄装置的位置以及姿势，以使各上述特征点边缘的上述第一误差函数与各上述拍摄边缘的上述第二误差函数之和最小，/n上述误差函数设定部对各上述拍摄边缘，设定表示与上述拍摄边缘对应的通过上述位置姿势变化量计算部得到的上述移动体的姿势的变化量越小越包含较大的权重的上述第二误差函数。/n...

【技术特征摘要】
20190131 JP 2019-0159301.一种三维位置估计装置，包含：
特征点检测部，从由安装于移动体的拍摄装置拍摄到的多个图像中的每个图像检测多个特征点；
位置姿势变化量计算部，基于与上述移动体相关的传感器信息，计算上述移动体的位置以及姿势的变化量；
特征点关联部，使用表示由上述特征点检测部检测出的特征点的特征的特征量，对上述多个图像间的特征点建立对应关系；
三维位置获取部，获取由上述特征点关联部建立了对应关系的特征点中的每个特征点的三维位置、和上述多个图像中的每个图像的上述拍摄装置的位置以及姿势；
图形结构数据生成部，生成由各上述特征点的特征点节点、上述多个图像中的每个图像的拍摄节点、连接各上述特征点节点与各上述拍摄节点之间的特征点边缘、以及连接各相邻的上述拍摄节点间的拍摄边缘构成的图形结构数据，上述特征点节点规定上述特征点的三维位置，上述拍摄节点规定拍摄上述图像的上述拍摄装置的位置以及姿势，上述特征点边缘规定上述拍摄节点的上述图像上的上述特征点节点的特征点的位置，上述拍摄边缘规定上述拍摄节点的图像间的上述移动体的位置以及姿势的变化量；
误差函数设定部，对由上述图形结构数据生成部生成的上述图形结构数据所包含的各上述特征点边缘，设定表示使用上述拍摄节点所规定的上述拍摄装置的位置以及姿势将被上述特征点边缘连接的上述特征点节点的特征点投影到上述拍摄节点的图像上时的投影误差的第一误差函数，并且对上述图形结构数据所包含的各上述拍摄边缘，设定表示上述拍摄边缘所规定的上述位置以及姿势的变化量与位置姿势变化量计算部的计算结果的误差的第二误差函数；以及
图形结构数据优化部，优化上述图形结构数据的各上述特征点节点所规定的上述特征点的三维位置、以及各上述拍摄节点所规定的上述拍摄装置的位置以及姿势，以使各上述特征点边缘的上述第一误差函数与各上述拍摄边缘的上述第二误差函数之和最小，
上述误差函数设定部对各上述拍摄边缘，设定表示与上述拍摄边缘对应的通过上述位置姿势变化量计算部得到的上述移动体的姿势的变化量越小越包含较大的权重的上述第二误差函数。


2.根据权利要求1所述的三维位置估计装置，其中，
上述位置姿势变化量计算部基于由安装于上述移动体的转向操纵角传感器检测到的转向...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅井彰司，浅海周，早川和孝，
申请(专利权)人：爱信精机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP