相对位置测量装置、相对位置测量方法、以及相对位置测量程序制造方法及图纸

能够用简单的结构高精度地测量针对指定的对象点的三维位置。相对位置测量装置(10)具备：传感器(102)、以及运算部(50)。传感器(102)具备：对图像进行拍摄的单眼摄像头(20)；以及对图像内的特征点的相对的三维坐标进行测量的测距部(30)。运算部(50)根据特征点的测距结果，来确定图像内的指定的对象点的相对的三维坐标。坐标。坐标。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相对位置测量装置、相对位置测量方法、以及相对位置测量程序


[0001]本专利技术涉及对对象点的三维相对位置进行测量的技术。

技术介绍

[0002]在专利文献1中，记载了使用路面区域的部分图像来推定相对移动量的内容。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2014
‑
194361号公报。

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]然而，无法通过简单的结构高精度地测量针对指定的对象点的三维位置。
[0008]因此，本专利技术的目的在于，通过简单的结构，高精度地测量针对指定的对象点的三维位置。
[0009]用于解决问题的手段
[0010]相对位置测量装置具备：传感器、以及运算部。传感器具备：测距部，测量以传感器的位置为基准的测量点的三维相对位置。运算部根据测量点的三维相对位置，确定图像内的指定的对象点的以传感器位置为基准的三维相对位置。
[0011]在该结构中，通过单眼摄像头、测距部、以及运算部的结构，来确定对象点的三维坐标。
[0012]专利技术效果
[0013]根据本专利技术，能够通过简单的结构来高精度地测量针对指定的对象点的三维位置。
附图说明
[0014]图1是表示第一实施方式的相对位置测量装置的结构的功能框图。
[0015]图2是表示第一实施方式的相对位置测量方法的流程图。
[0016]图3(A)是表示相对位置测量方法中的确定三维相对位置的概略处理的流程图，图3(B)是表示相对位置测量方法中的候补点的提取方法的流程图。
[0017]图4是表示第二实施方式的相对位置测量方法的流程图。
[0018]图5(A)是表示岸壁线、靠岸原点、平行距离以及垂直距离的概念的图，图5(B)是表示单眼摄像头的图像数据的一例的图。
[0019]图6是表示第三实施方式的相对位置测量装置的结构的功能框图。
[0020]图7是表示第三实施方式的相对位置测量方法的流程图。
[0021]图8是表示岸壁线的确定流程的流程图。
[0022]图9是表示靠岸原点的确定流程的流程图。
[0023]图10是表示第四实施方式的相对位置测量装置的结构的功能框图。
[0024]图11是表示第四实施方式的相对位置测量方法的流程图。
[0025]图12是表示第五实施方式的相对位置测量技术的概念的图。
[0026]图13是表示第五实施方式的相对位置测量方法的流程图。
[0027]图14是表示第六实施方式的相对位置测量技术的概念的图。
[0028]图15是表示第六实施方式的相对位置测量装置的结构的功能框图。
[0029]图16是表示第六实施方式的相对位置测量方法的流程图。
[0030]图17是表示第七实施方式的测量相对于预测位置的相对位置的概念的图。
[0031]图18是表示第七实施方式的相对位置测量装置的结构的功能框图。
[0032]图19是表示第七实施方式的相对位置测量方法的流程图。
具体实施方式
[0033](第一实施方式)
[0034]参照附图对第一实施方式的相对位置测量装置、相对位置测量方法、以及相对位置测量程序进行说明。图1是表示第一实施方式的相对位置测量装置的结构的功能框图。
[0035]如图1所示，相对位置测量装置10具备：传感器102、对象点指定部 40、以及运算部50。传感器102具备：单眼摄像头20以及测距部30。相对位置测量装置10例如被安装于船舶等的移动体。此外，并不限于移动体，在想要测量与对象点的相对位置的情况下，能够应用本申请专利技术的结构、方法以及程序。以下，作为相对位置测量装置10的安装对象，以船舶为例进行说明。
[0036]传感器102被安装于船舶。传感器102中的单眼摄像头20与测距部30 之间的位置关系是已知的。运算部50预先存储单眼摄像头20与测距部30 之间的位置关系。此外，单眼摄像头20和测距部30可以配置于构成传感器 102的一个壳体内，也可以具有单独的壳体。
[0037]单眼摄像头20从安装有相对位置测量装置10的船舶拍摄规定的方位角范围以及仰角范围，并生成图像数据。单眼摄像头20可以生成至少一个时刻的图像数据，但也可以生成多个时刻的图像数据。单眼摄像头20将图像数据输出到运算部50。
[0038]测距部30例如通过LIDAR来实现。测距部30从安装有相对位置测量装置10的船舶，对规定的方位角范围以及仰角范围即测距范围进行三维测距，并生成测距数据。具体而言，测距部30针对测距范围内的一个或多个测量点，检测以测距部30(传感器102)的位置为基准的距离测量点的距离、测量点的方位角、以及测量点的仰角。测量点也可以是利用已知的方法提取出的特征点，例如根据与其他部分的反射光的强度的差等提取出的特征点。
[0039]测距部30针对每个特征点生成测距数据。测距数据包括：从传感器102 的位置到测量点的距离(测量点距离)、以传感器102的位置为基准的测量点的方位角(测量点方位角)、以及以传感器102的位置为基准的测量点的仰角(测量点仰角)。测距部30将测距数据输出至运算部50。
[0040]此外，测距部30并不限于LIDAR，只要能够获得三维的测距数据(以传感器102为基准的测量点的三维相对位置)即可。
[0041]另外，优选的是，图像数据的拍摄定时与测距数据的测距定时(发送测距光等的测
距信号的定时)在时间上完全同步。然而，只要是在后述的运算部50中配对没有问题的范围内，也可以存在时刻差。
[0042]对象点指定部40通过来自用户的操作输入或者基于AI等的自动输入，接受图像上的对象点的指定。
[0043]例如，在接受来自用户的操作输入的情况下，由单眼摄像头20拍摄到的图像被显示于显示器。显示器例如具备触摸面板等。用户通过使用触摸面板来触摸显示画面，从而接受对象点的指定。另外，例如，在接受基于AI 的自动输入的情况下，向对象点指定部40输入图像数据。对象点指定部40 在图像数据上，根据过去的用户的操作的历史、趋势等，推定可能被指定为对象点的位置，并将该推定位置指定为对象点。此外，对象点的指定方法不限于此，能够采用各种方法。
[0044]对象点指定部40将指定的对象点的图像数据上的位置坐标(例如，指定的像素的位置坐标)作为指定信息输出至运算部50。
[0045]运算部50例如通过存储相对位置测量方法的程序(相对位置测量程序) 的存储介质和执行该程序的CPU等的运算处理装置来实现。此外，运算部 50也能够通过装入有程序的IC等来实现。
[0046]运算部50根据指定信息和图像数据，检测以传感器102的位置(与本实施方式的“己方船舶位置”对应)为基准的对象点的方位角(对象点方位角)、以及以传感器102的位置为基准的对象点的仰角(对象点仰角)。运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种相对位置测量装置，其中，具备：传感器，具有对图像进行拍摄的单眼摄像头、以及测量测量点的以传感器位置为基准的三维相对位置的测距部；以及运算部，根据所述测量点的三维相对位置，来确定所述图像内的指定的对象点的以所述传感器位置为基准的三维相对位置。2.根据权利要求1所述的相对位置测量装置，其中，所述测距部对从所述传感器位置到所述测量点的测量点距离、以所述传感器位置为基准的测量点方位角、以及以所述传感器位置为基准的测量点仰角进行测量，所述运算部根据所述图像，来计算以所述传感器位置为基准的对象点方位角、以及以所述传感器位置为基准的对象点仰角，根据所述对象点方位角以及所述对象点仰角和所述测量点方位角以及所述测量点仰角，来计算从所述传感器位置到所述对象点的对象点距离，从而确定所述对象点的所述三维相对位置。3.根据权利要求2所述的相对位置测量装置，其中，所述运算部使用所述测量点距离、所述对象点方位角与所述测量点方位角之差、以及所述对象点仰角与所述测量点仰角之差中的至少一个条件，从所述测距部所检测到的多个测量点中提取候补点，从所述候补点中确定与所述对象点对应的所述测量点。4.根据权利要求1至3中任一项所述的相对位置测量装置，其中，所述对象点是安装有相对位置测量装置的船舶的靠岸原点。5.根据权利要求4所述的相对位置测量装置，其中，所述运算部具备：靠岸原点确定部，确定所述靠岸原点的以所述传感器位置为基准的三维相对位置；岸壁线确定部，确定通过所述靠岸原点的岸壁线的以所述传感器位置为基准的三维相对位置；以及相对位置计算部，使用所述靠岸原点和所述岸壁线，来计算从己方船舶位置到所述靠岸原点的与所述岸壁线平行的距离以及从所述己方船舶位置到所述靠岸原点的与所述岸壁线垂直的距离。6.根据权利要求5所述的相对位置测量装置，其中，所述运算部具备：预测触发指定部，接受预测时刻的指定；己方船舶位置预测部，以所述传感器位置为基准，预测所述预测时刻的己方船舶的三维相对位置；以及相对位置预测部，使用所述靠岸原点和所述岸壁线，来计算所述预测时刻的从所述己方船舶的三维相对位置到所述靠岸原点的与所述岸壁线平行的距离、以及所述预测时刻的从所述己方船舶的三维相对位置到所述靠岸原点的与所述岸壁线垂直的距离。7.根据权利要求6所述的相对位置测量装置，其中，所述预测触发指定部使用时间间隔或移动距离间隔，来指定所述预测时刻。8.根据权利要求6所述的相对位置测量装置，其中，所述预测触发指定部通过从所述己方船舶位置到所述靠岸原点的距离，来指定所述预测时刻。
9.根据权利要求6所述的相对位置测量装置，其中，所述预测触发指定部使用所述己方船舶的过去的移动信息，来指定所述预测时刻。10.根据权利要求5至9中任一项所述的相对位置测量装置，其中，所述岸壁线确定部使用所述靠岸原点，来确定所述岸壁线。11.根据权利要求5至9中任一项所述的相对位置测量装置，其中，所述靠岸原点确定部使用所述岸壁线以及以所述传感器位置为基准的对象点方位角，来确定所述靠岸原点。12.根据权利要求1至11中任一项所述的相对位置测量装置，其中，具备：位置姿态测量部，对所述传感器的位置以及姿态进行测量，所述运算部使用所述位置以及所述姿态，来计算将所述对象点的所述三维相对位置变换为世界坐标系的坐标变换矩阵，使用所述坐标变换矩阵，在所述世界坐标系中计算所述对象点的所述三维相对位置。13.根据权利要求12所述的相对位置测量装置，其中，所述运算部将所述对象点设定为所述世界坐标系的原点。14.一种相对位置测量方法，其中，对图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：户田裕行，中村拓，园部达也，辻本一喜，
申请(专利权)人：古野电气株式会社，
类型：发明
国别省市：